[发明专利]用于制造具有短制齿的换档齿轮的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有短制齿的换档齿轮(Gangrad)的方法，其中，在第一个变形阶段中在锻模内锻造换档齿轮体，以及在至少另一个变形阶段中短制齿通过在锻模内借助造型工具冷校准完成造型，造型工具具有扇形排布的其造型端进入齿间隙内的造型部分。

背景技术

按已知的变速器换档齿轮上短制齿的制造方法(DE2040413)规定，单独制造有短制齿的部分齿轮，然后将它与换档齿轮的带有传动齿的部分焊接。在制造部分齿轮的短制齿时，短制齿首先通过在锻模内挤压制成具有平行延伸的齿侧面的齿。在这之后连接多个变形步骤，通过冷校准直至最终制成短制齿准确的齿形。在此过程中涉及在齿顶区内构成齿轮的屋顶形状以及在齿侧面区内构成侧凹，为此采用有扇形地进入短制齿间隙内的造型部分的特殊的倾斜设备。各个造型部分可摆动地支承并通过其向内摆动的端部促使校准齿间隙。

已知的方法由于加工工序繁多造成高的生产成本。通过可摆动的造型部分加工短制齿，当材料变形时导致重叠，因此在以后的工作中会发生工作故障。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，在前言所述类型的设备和方法中克服已知制造方法的缺点，尤其能制造换档齿轮上的短制齿，其特征在于短制齿精度更高并保证无故障持久使用。若采用这种制造方法，则在锻模构件使用寿命长的同时应能实现高的生产率。

上述技术问题通过前言所述类型的方法按本发明采取下述措施得以解决：所述造型工具的造型部分共同在上、下夹板之间导引并以下述方式沿径向向内的方向运动，亦即为了精确构成短制齿的齿，通过冷校准将材料从齿侧面区排挤到齿根区内。其中通过材料变形形成不仅实际齿形而且齿间隙均具有高形状精度的短制齿。

采用按本发明的方法达到的材料变形，其结果是导致空锻模在齿顶区内完全填满。通过在这里获得的在齿顶区内屋顶形表面的下棱边的锐棱结构，结合齿侧面侧凹，可靠地避免由于换档后传动连接的轴向分离，所谓换档跳跃，造成换档错误。

一项特别有利的设计在于，造型工具的造型部分的进入方向选择为倾斜地朝齿的齿根区的方向，所以在完全填满空锻模后还多余的材料被排挤到与齿根区毗邻的锻模空腔内。

在这里仅通过表面的材料移动，便避免了已知作为冷变形后果的不利的材料重叠。

为了保证准确地加工上述造型部分，按本发明建议，在冷校准期间换档齿轮体通过液压加载弹性地压靠在上夹板上，而造型部分在上、下夹板之间向内朝止挡移动。通过弹性压紧，沿轴向固定这两块夹板。

造型部分的移动运动决定性地影响齿成形的精度。有利的是，借助可垂直操纵的操纵环，通过造型部分和操纵环上互相啮合的圆锥形加压面，使所述造型部分同时和均匀移动，从而使造型部分的造型端始终在恒定的条件下被压入齿间隙内。在这里，在上、下夹板之间紧贴地导引所述造型部分是特别有利的。

一方面就锻模寿命而言和另一方面就制成的短制齿精度而言，方法的一种特别适用的方案在于，短制齿分两个校准步骤成形，其中，短制齿在第一个校准步骤中成形为具有轴向平行的齿侧面的齿，在第二个校准步骤中借助造型工具的造型部分通过齿侧面侧凹和接着的根部修圆完成校准。

在锻模内锻造短制齿作为第一个变形步骤在这两个校准步骤之前进行。此时基本上成功地制成短制齿的屋顶形齿顶区，也就是说，为了提高形状精度和锻模使用寿命，将晚些时候通过随后的校准步骤的变形加工量限制为最小。

短制齿起先轴向平行地锻造的齿侧面，要借助扇形的造型工具通过校准步骤才有利地得到它们的侧凹。

在用于实施按本发明方法的设备中规定，造型工具的造型部分是一个个扁平的滑移部分，它们以与短制齿沿圆周分布一致的角向距离成环形排布在沿锻模轴线方向的轴向平面内。

按本发明另一项建议，滑移部分高精度地滑移可采取下述措施达到：滑移部分在锻模的上、下夹板之间导引移动，并能沿径向向内的方向从起始位置移动到与完成齿造型相应的终端位置。

在这方面有利地规定，换档齿轮体在锻模内放置为，使短制齿的齿顶面朝下。按本发明设备的另一项设计规定，滑移部分的滑移倾斜于锻模轴线大体朝短制齿的齿根区定向。滑移方向恰当的斜度在5°与20°之间，优选地在10°与15°之间，以及特别优选地约12°。在这种情况下，滑移部分不仅沿径向而且也沿轴向运动，直至到达沿径向在内部的止挡位置。