[发明专利]中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法

摘要

本发明公开了一种中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法，可提高从动齿轮的生产效率和力学性能且减少材料消耗量。上述制造方法包括：先将坯料镦粗成加工件，再将加工件进行冲孔和去连皮，然后将加工件进行预整形以及扩孔，最后将加工件通过碾压成形，形成从动齿轮。与现有技术相比，上述方法由于为直接成形，无需经过齿形初切加工，因此可提高生产效率，还可提高从动齿轮的力学性能。上述镦粗、扩孔、去连皮以及预整形都可通过开式曲柄压力机来完成，通过开式曲柄压力机可对加工件的轴向高度精确控制，从而有利于减少在加工过程中产生毛刺以及飞边等缺陷的可能性。

主权项

中小型汽车后桥从动齿轮的制造方法，其特征是包括以下步骤：A、将坯料通过镦粗工步形成加工件(11)，所述加工件(11)的高度为H5；B、将步骤A得到的加工件(11)置于设置有圆台形冲头(100)的冲孔工位上，通过冲头(100)在加工件(11)上形成圆台形冲孔(14)以及冲孔连皮(15)，所述冲孔连皮(15)的高度为大于0且小于6mm，上述冲头(100)的锥角为A3角(603)，冲头(100)的小端直径为d5；C、再将加工件(11)置于设置有圆柱形冲连皮冲子(200)和漏孔的冲连皮工位上，通过冲连皮冲子(200)将加工件(11)内的冲孔连皮(15)除去，在加工件(11)上形成上方为圆台形下方为圆柱形的内孔(23)，所述冲连皮冲子(200)的直径为d6，且1mm≤(d6‑d5)≤2mm，去除冲孔连皮(15)后的加工件(11)的高度为H5；D、再将加工件(11)置于预整形工位对加工件(11)的内孔(23)和两个端面(12)进行预整形，所述预整形工位包括上模(300)和下模(301)，所述加工件(11)置于下模(301)上，通过上模(300)和下模(301)对加工件(11)进行模锻，使内孔(23)的圆台形部分(25)的小端直径为d7，使内孔(23)的圆柱形部分(24)的直径为d6，且d7大于d6，使内孔(23)的圆台形部分(25)的内壁(26)的纵截面形状成为外凸的半径大于10mm的圆弧形，使加工件(11)的两个端面(12)上分别形成与侧壁(13)相连的与内孔径向夹角为A2角(602)的外凸的定位锥面(33)，且上述加工件(11)的高度为H5；E、再将加工件(11)置于扩孔工位上进行扩孔，所述扩孔工位包括碾压轮(400)和设置在碾压轮(400)下方的芯辊(401)，所述芯辊包括直径为d8的圆柱形前端(403)和锥角为A4角(604)的圆台形后端(404)，所述圆台形后端(404)上直径为d9的小端与所述圆柱形前端(403)相连，且d9‑d8＝d1‑d2，所述碾压轮(400)沿其侧壁周向设置有环形成形槽(402)，所述加工件(11)通过其上的内孔(23)套于芯辊(401)上且内孔(23)的圆柱形部分(24)与芯辊(401)的圆柱形前端(403)接触，上述加工件(11)通过其两个端面(12)上的定位锥面(33)内嵌于碾压轮(400)的成形槽(402)内，上述加工件(11)的内孔径向分别与碾压轮(400)的轴向和芯辊(401)的轴向垂直，通过上述芯辊(401)的自转以及碾压轮(400)的一边自转一边朝芯辊(401)下压，使上述内孔(23)的圆台形部分(25)的内壁(26)成为与内孔轴向夹角为A4角(604)的锥面，使上述内孔(23)的圆柱形部分(24)的直径为d4、圆台形部分(25)的小端直径为d2且大端直径为d1，使上述内孔(23)的圆台形部分(25)的大端对应的加工件(11)的端面变形为外凸的与内孔径向夹角为A2角(602)的第一圆锥面(45)，使加工件(11)的另一端面变形为外凸的与内孔径向夹角为A2角(602)的第二圆锥面(46)，使加工件(11)的侧壁(13)形成相连的锥面部分(49)和柱面部分(48)，所述锥面部分(49)与内孔轴向夹角为A1角(601)且锥面部分(49)的小端与所述第一圆锥面(45)相连，所述柱面部分(48)与第二圆锥面(46)相连，上述柱面部分(48)的直径为D4且轴向高度为H7，且加工件(11)的轴向高度为H6；F、再将加工件(11)置于轮齿成形工位上，所述轮齿成形工位包括芯模(501)、齿形底模(503)、浮动模(504)和两个锥辊(500)，所述芯模(501)包括与从动齿轮的通孔(53)适配的芯模外壁(502)，上述加工件(11)通过其通孔(23)嵌套在芯模外壁(502)上，上述加工件(11)的第二圆锥面(46)朝向外嵌于芯模(501)上的齿形底模(503)的齿形型腔(507)，所述齿形型腔(507)的底端与芯模外壁(502)的底端相连且齿形型腔(507)与从动齿轮(51)的轮齿(60)适配，所述浮动模(504)包括与上述齿形底模的外壁(505)滑动配合的环形内壁(506)，在上述加工件(11)的上方且位于上述加工件(11)的通孔轴线两侧以上述通孔轴线为对称轴对称设置有所述两个锥辊(500)，上述两个锥辊(500)的轴线的交点位于上述加工件(11)的通孔轴线上；G、再通过步骤F中的两个锥辊(500)对加工件(11)碾压成形形成从动齿轮(51)，所述碾压成形过程为，使上述两个锥辊(500)绕上述加工件(11)的通孔周向同步公转，使上述芯模(501)、齿形底模(503)和浮动模(504)朝两个锥辊(500)上移，当浮动模(504)的环形内壁(506)的顶端与锥辊接触时，浮动模(504)停止上移，当芯模(501)上的加工件(11)的第一圆锥面(45)与上述两个锥辊(500)接触时，使两个锥辊(500)一边绕加工件(11)的通孔周向同步公转、一边绕各自的转轴进行自转，此时，既公转又自转的两个锥辊(500)、芯模外壁(502)、齿形底模(503)的齿形型腔(507)以及浮动模(504)的环形内壁(506)形成齿轮成形腔(508)，再通过芯模(501)和齿形底模(503)朝两个锥辊(500)的同步上移使上述加工件(11)充满所述齿轮成形腔(508)，当上述加工件通过上述齿轮成形腔(508)形成从动齿轮(51)时，碾压成形过程完成；上述各种尺寸的含义如下：H1：从动齿轮(51)的轴向高度；H3：从动齿轮的侧壁(57)的柱形加工面(59)的轴向高度；H6：加工件(11)的轴向高度，范围为5mm≤(H6‑H1)≤7mm；H7：扩孔完成后的加工件(11)的侧壁(13)的柱面部分(48)的轴向高度，范围为1mm≤(H7‑H3)≤3mm；A1角：从动齿轮的侧壁(57)的锥形加工面(58)与从动齿轮(51)的轴向之间的夹角；A2角：从动齿轮(51)的轮齿锥面(52)与从动齿轮(51)的径向之间的夹角；A3角：从动齿轮(51)的上圆台形部分的锥形内壁(56)与从动齿轮(51)的轴向之间的夹角；A4角：从动齿轮的通孔(54)的下圆台形部分(53)的锥形内壁(50)与从动齿轮(51)的轴向之间的夹角；D1：从动齿轮的侧壁(57)的柱形加工面(59)的直径；D4：扩孔完成后的加工件(11)的侧壁(13)的柱面部分(48)的直径，范围为2mm≤(D1‑D4)≤5mm；d1：从动齿轮(51)的下圆台形部分(53)的大端直径；d2：从动齿轮(51)的下圆台形部分(53)的小端直径；d4：从动齿轮(51)的上圆台形部分(55)的小端直径；d8：芯辊(401)的圆柱形前端(403)的直径，范围为5mm≤(d4‑d8)≤10mm。