[发明专利]汽车后桥从动齿轮锻件的整形方法及模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种能对扩孔后的汽车后桥从动齿轮坯件进行整形的方法和模具，能消除通过扩孔机扩孔后的坯件的表面凹坑，并能有效提高坯件的圆度和平整度。

背景技术

汽车后桥从动齿轮是汽车后桥主减速箱传递动力的关键零件之一，见图1，其锻件为环形锻件。目前，主要生产过程为：镦粗→冲孔→冲连皮→压平→扩孔，扩孔后的锻件存在的缺陷有：(1)端面上存在凹坑；(2)椭圆度较大(≥1mm)；(3)扭曲变形。因此，锻件设计的单边加工余量为2.5～4mm，材料消耗较大。

为了提高材料利用率，目前采取的方法有：(1)扩孔后利用压力机对其进行整形；(2)利用摆辗机进行整形。第1种方法整形所需设备吨位大(2000吨以上压力机)，设备造价高，而且，不能有效消除锻件椭圆度；第2种方法整形为金属局部累积变形，所需设备吨位为第1种的1/5～1/15，能有效地消除扩孔后坯件存在的缺陷，但是，摆辗力为偏心载荷，要求设备能承受偏心载荷，对设备结构要求高，设备造价高，而且，摆辗整形是热整形(坯件温度在900℃以上)，摆动球形链寿命较低，设备维修保养费用较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了解决现有技术中存在的问题，提供一种对称双辊轧制整形扩孔后的汽车后桥从动齿轮锻件整形方法和模具，该方法能够有效地消除坯件存在的缺陷，所需设备荷载小；该模具结构简单，容易制作。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的汽车后桥从动齿轮锻件整形方法是采用包括以下步骤的方法：

(1)制备从动齿轮锻件的半成品：

经过镦粗、冲孔、冲连皮、压平和扩孔工艺过程制造扩扩件，所制扩孔件为从动齿轮锻件的半成品，该扩孔件的外锥度不变，内锥锥度为0，外圆直径在从动齿轮锻件的基础上减少4mm，内圆直径在从动齿轮锻件的基础上增加1mm，在保持体积相等的原则下，计算出高度尺寸；

(2)将所制造的扩孔件放入整形模具型腔中，该模具中的凸模外圆尺寸与形状与从动齿轮锻件的内圆尺寸与形状相同，利用模具的凸模定位，即将扩孔件的内孔套在凸模的外圆上；

(3)从动齿轮锻件的整形：整形模具的凹模由浮动模和一对轧辊所形成的封闭型腔所组成，一对轧辊在主轴的带动下绕主轴轴心线1旋转，此为公转；在被整形件和浮动模的磨擦力的作用下，轧辊又绕轧辊轴心线自转，既公转又自转对金属进行轧制变形的同时与浮动模形成封闭型腔，随着滑块向上移动，扩孔件变薄充满浮动模内圈和凸模外圈，完成对扩孔件的整形。

经过上述步骤，完成汽车后桥从动齿轮锻件的成整形。

本发明提供的实现上述方法的整形模具，包括凹模、凸模和缷料圈。

凹模的结构为：由浮动模和一对左右对称分布的轧辊组成。

两个轧辊以主轴轴心线为对称轴，轧辊轴心线与主轴轴心线同在1个平面，两个轧辊轴心线之间的夹角为90°；每个轧辊的锥顶角为90°，并且顶部加工有凸模六方台，此六方台既作为保证轧辊轴心线与轧辊轴轴心线同心之用，又作为防止轧辊轴与轧辊之间产生相对转动。

浮动模底部安装有蝶簧，弹性力变化范围为0至300kN，此弹性力保证在整形的过程中浮动模与轧辊形成封闭型腔，此型腔形状与尺寸与从动轮锻件的上平面、背锥面及外圆柱的几何形状与尺寸一致，在浮动模上加工有浮动模六方台，此六方台既保证浮动模对中心，又防止浮动模随轧辊转动。

凸模的结构是：其上半部分形状及尺寸与从动轮锻件内圆形状及尺寸一致，中间部分为一圆柱形，其直径为从动轮锻件内孔最大直径，下部分为凸模六方台，此六方台保证凸模对中心，还防止凸模转动。

在凸模和浮动模之间安装有缷料圈。

缷料圈结构：为一环形件，内圈是圆形，其尺寸与凸模圆柱体直径尺寸相配，保证可沿圆柱体滑动；外圈由三部分组成，上端面形状及尺寸与从动轮锻件下端面形状及尺寸一致，中间部分为一圆柱形，直径为从动轮锻件，并与浮动模内圈直径相配合，保证可在浮动模内圈中上下滑动，下部为一浮动模六方形台，此六方台高比顶料高度高出5至10mm。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

其一.本方法利用局部轴向轧制累积变形法及模具，对扩孔件实行轴向轧制整形，因此，能够有效地消除扩孔件存在的缺陷。

其二.由于能够有效地消除扩孔件存在的缺陷，因此，能够有效地对汽车后桥从动齿轮锻件进行整形。

其三.在消除锻件存在的缺陷过程中，由于是局部累积变形，因此，所需要的设备荷载小。而且由于轧制力对称分布，不存在偏心载荷，因此所需要的设备结构简单，并且没有球形链，使用寿命长。