專利名稱：一種傳動(dòng)齒圈的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，尤其是涉及一種按金屬流動(dòng)成型規(guī)律， 先鐓粗制成預(yù)成型坯料，反擠精整后再在終成型模膛中擠壓制齒的加工方法。
背景技術(shù)：
傳動(dòng)齒圈是傳動(dòng)系統(tǒng)中用來輸送傳遞動(dòng)能的一個(gè)關(guān)鍵部件，主要用于啟動(dòng)電機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)，它依金屬齒的嚙合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸送傳遞動(dòng)能，當(dāng)一對(duì)金屬齒嚙合傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng) 齒圈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸送的傳運(yùn)速比隨著金屬齒數(shù)嚙合的變化而變化。現(xiàn)有技術(shù)中，傳動(dòng)齒圈 通過圈外裝配凸臺(tái)和金屬圈內(nèi)金屬齒數(shù)改變傳運(yùn)速比，圈外裝配凸臺(tái)可根據(jù)工況安裝需 要設(shè)計(jì)，金屬圈內(nèi)金屬齒數(shù)可根據(jù)傳運(yùn)速比要求確定。我國汽車工業(yè)起步較晚，其坯件 鍛造加工技術(shù)較為落后，像同步器齒環(huán)之類的內(nèi)空薄壁齒圈坯件，由于采用傳統(tǒng)的鍛造 方法難以達(dá)到坯件尺寸要求，實(shí)際生產(chǎn)中只能采用鋼管為原料。傳統(tǒng)的環(huán)形零件擴(kuò)孔輾壓技術(shù)以棒材為坯料，其模具制造復(fù)雜、使用壽命低、 設(shè)備要求高，特別是受其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)即最小擴(kuò)孔比的限制(最小擴(kuò)孔比必須K > 1.5)， 對(duì)于一些內(nèi)空薄壁的環(huán)形坯件，由于其最小擴(kuò)孔比K < 1.5，采用傳統(tǒng)的擴(kuò)孔輾壓方法 無法加工。這就使得其實(shí)際應(yīng)用受到很大的制約，因此，在我國只有在軸承加工等少數(shù) 特殊行業(yè)內(nèi)使用。采用傳統(tǒng)輾壓擴(kuò)孔方法加工的環(huán)形坯件外徑橢圓度大(最大橢圓度 為lmm-2mm)、上下兩端內(nèi)外徑的相對(duì)誤差大(最大達(dá)2mm-3mm)、坯件兩端傾斜度大 (最大傾斜3mm-4mm)，這就使得坯件尺寸與成品零件尺寸之間必須預(yù)留更多的加工余 量(內(nèi)外圓余量3mm-4mm、長度余量4mm-5mm)才能保證加工的產(chǎn)品質(zhì)量。而過多的 加工余量既造成了材料浪費(fèi)，又增大了制造成本。鑒于傳統(tǒng)輾壓擴(kuò)孔方法所受到的限制，目前通用的齒圈坯件一般采用鋼管為原 料進(jìn)行生產(chǎn)，但是以鋼管為坯料主要存在以下不足(1)現(xiàn)代汽車工業(yè)產(chǎn)品型號(hào)多，更新?lián)Q代速度快，對(duì)薄壁齒圈需求的規(guī)格多。但 我國現(xiàn)行管材規(guī)格數(shù)量有限，這就造成了某些規(guī)格的薄壁齒圈因無法選擇到合適余量的 管材坯料而被迫選擇較大規(guī)格的管材，因而造成了不必要的材料浪費(fèi)。(2)按照我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)用無縫鋼管國家標(biāo)準(zhǔn)GB8162-1999規(guī)定，鋼管外圓直 徑差最大可達(dá)1%、壁厚差12%、彎曲度1.5mm/m-2mm/m、長度差I(lǐng)Omm(總長大于 6mm)。以外徑Φ 100內(nèi)孔Φ 75長6mm無縫鋼管為例，國際允許外圓直徑差最大可達(dá) 1mm、壁厚差達(dá)3mm、彎曲度12mm、長度差10mm。對(duì)齒圈坯件而言，外圓及壁厚差 過大將直接影響機(jī)加工質(zhì)量，特別是車加工外圓及內(nèi)孔時(shí)易造成刀具損壞及零件表面光 潔度超差等機(jī)加工缺陷，直接影響到成品零件的使用性能，同時(shí)影響機(jī)床自身精度及使 用壽命。(3)采用傳統(tǒng)鋼管為原料必須用鋸床或切料機(jī)下料。以所需坯件外圓Φ IOOmm 長度52mm并以鋸床下料為例，由于鋸縫寬度3mm-4mm，每下料1件產(chǎn)生1條鋸縫，且 鋸床下料時(shí)坯料斷面易產(chǎn)生傾斜。以每件下料坯件端面傾斜2mm-3mm計(jì)算，則每切斷1件坯件需多損耗3mm管料。這就是說，為了滿足加工要求，每件坯件的實(shí)際下料長度 最短必需為55mm?，F(xiàn)以每根管料總長6m計(jì)算，若坯件長度52mm可下115件，若坯件 長度55mm只能下109件，其原料浪費(fèi)達(dá)5.5%。(4)鋼管原料由于其內(nèi)部纖維組織較為疏散，以此為坯料加工的零件熱處理后變 形較大、綜合機(jī)械性能較差、零件的使用壽命較短。中國專利200610095226.X提供了一種以圓鋼為坯料加工汽車同步器齒圈坯件的 方法，包括以下步驟下料、加熱、去氧化皮、鐓粗、沖孔、落料平端面、整形、正火 和拋丸處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以圓鋼為坯料來代替現(xiàn)有技術(shù)的鋼管，同時(shí)將鍛壓輾環(huán)加工技 術(shù)應(yīng)用在啟動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)齒圈的加工方法本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，包括以下步 驟a、下料，依據(jù)成品齒圈坯件的尺寸計(jì)算其凈重量，在該凈重量的基礎(chǔ)上加上火 耗和沖孔連皮消耗量，確定下料重量，在滿足下料長度/圓鋼直徑<2.5的條件下，確定 圓鋼直徑和下料長度，用剪棒機(jī)將圓鋼剪裁成所需長度的坯料；b、加熱，將坯料放入加熱爐中加溫至800-900°C ；C、鐓粗制坯，將坯料在800-900°C溫度下在制坯模中進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓，在封閉的 型腔中鐓粗形成圓柱形結(jié)構(gòu)的坯料和分布在坯料外壁上的外裝配凸臺(tái)，使鐓粗后坯料的 高度為鐓粗前的0.4-0.6倍；d、反擠，在750-850°C溫度下將鐓粗后的坯料放入預(yù)成型模膛內(nèi)，對(duì)鐓粗后的 坯料反擠壓，制成帶盲孔的預(yù)制毛坯，毛坯中心形成圓形內(nèi)孔；e、落料，在600-700°C溫度下，保持預(yù)制毛坯盲孔的孔徑不變，將盲孔的底部 連皮沖除，形成中心孔；f、退火，720-780°C退火處理，抽真空充惰性氣體保護(hù)；g、鏜內(nèi)孔平端面，使內(nèi)孔與外圓同心，內(nèi)孔尺寸達(dá)到擠齒要求，端面水平平 整；h、拋丸、磷化、皂化；i、擠齒，將坯料放入終成型模膛內(nèi)，利用齒形模對(duì)坯料內(nèi)孔正擠壓，坯料內(nèi)孔 形成金屬齒，坯料內(nèi)孔底部形成無齒底部；j、取長分段鋸底，根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求取長分段，形成傳動(dòng)齒圈和無齒底部，得 傳動(dòng)齒圈；k、滲碳淬火。下料工序完成后先進(jìn)行涂層工序，所述的涂層工序是將石墨乳涂于坯料表面， 然后再進(jìn)行加熱工序。加熱工序完成后先進(jìn)行去氧化皮工序，然后再進(jìn)行鐓粗制坯工序。本發(fā)明以圓鋼為坯料來代替現(xiàn)有技術(shù)的鋼管，同時(shí)將擠壓加工技術(shù)應(yīng)用在啟動(dòng) 電機(jī)的減速齒圈坯件的加工上，極大的降低了坯件的生產(chǎn)制造成本，提高了坯件的制造精度，改善了成品零件的熱處理性能、減少了后續(xù)機(jī)加工余量，提高了生產(chǎn)效率，延長 了成品齒圈的使用壽命。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例1:以圓鋼20CrMnTi為坯料加工Φ IOOmmX Φ 78mm X 52mm規(guī)格的啟動(dòng)
電機(jī)傳動(dòng)齒圈時(shí)，按如下工序進(jìn)行a.下料，依據(jù)成品齒圈坯件的尺寸計(jì)算其凈重量，即凈重量=密度X體積= 7.85X3.14X0.052X (50X50-39X39) = 1255 克，在凈重量 1255 克的基礎(chǔ)上加火耗 5% 即62.75克，再加上沖孔連皮消耗72.25克，確定下料重量為1390克，選用直徑為50mm 的圓鋼，計(jì)算出下料長度為90mm，由于下料長度/圓鋼直徑=90/50 = 1.8 <2.5，圓鋼 直徑和下料長度符合要求，用CQ65型剪棒機(jī)將直徑為50mm的圓鋼剪裁成90mm長的坯 料；b.加熱，將坯料放入低壓燃?xì)鉅t中加溫至850°C待鍛；c.去氧化皮，從燃?xì)鉅t中取出坯料，在850°C溫度下用35T沖床去除坯料兩端的 氧化皮，以確保最終成品坯件無折疊、夾渣和裂紋；d.鐓粗制坯，確定鐓粗后的高度為43mm，由于43/90 = 0.443，符合鐓粗后坯 料的高度為鐓粗前的0.4-0.6倍的要求，根據(jù)鐓粗后坯料的高度，選用相應(yīng)的鐓粗模具， 將坯料在820°C溫度下采用125T沖床鐓粗?jǐn)D壓，在封閉的型腔中鐓粗形成圓柱形結(jié)構(gòu)的 坯料和分布在坯料外壁上的外裝配凸臺(tái)；e、反擠，在800°C溫度下將鐓粗后的坯料放入預(yù)成型模膛內(nèi)，對(duì)鐓粗后的坯料 反擠壓，制成帶盲孔的預(yù)制毛坯，毛坯中心形成圓形內(nèi)孔；f、落料，在750°C溫度下，保持預(yù)制毛坯盲孔的孔徑不變，將盲孔的底部連皮 沖除，形成中心孔；g、退火，720°C退火處理，抽真空充惰性氣體保護(hù)；h、鏜內(nèi)孔平端面，通過機(jī)加工使內(nèi)孔與外圓同心，內(nèi)孔尺寸達(dá)到擠齒要求，端 面水平平整；i、拋丸、磷化、皂化；j、擠齒，將坯料放入終成型模膛內(nèi)，利用齒形模對(duì)坯料內(nèi)孔正擠壓，坯料內(nèi)孔 形成金屬齒，坯料內(nèi)孔底部形成無齒底部；k、取長分段鋸底，根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求取長分段，形成傳動(dòng)齒圈和無齒底部，得 傳動(dòng)齒圈；1、滲碳淬火；m、拋丸去表面雜質(zhì)，涂油防銹處理，得產(chǎn)品。實(shí)施例2: —種傳動(dòng)齒圈的加工方法，等同于實(shí)施例1，只是下料工序完成后先 進(jìn)行涂層工序，所述的涂層工序是將石墨乳涂于坯料表面，然后再進(jìn)行加熱工序。
權(quán)利要求
1. 一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，包括以下步驟a、下料，依據(jù)成品齒圈坯件的尺寸計(jì)算其凈重量，在該凈重量的基礎(chǔ)上加上火耗和 沖孔連皮消耗量，確定下料重量，在滿足下料長度/圓鋼直徑<2.5的條件下，確定圓鋼 直徑和下料長度，用剪棒機(jī)將圓鋼剪裁成所需長度的坯料；b、加熱，將坯料放入加熱爐中加溫至800-900°C；C、鐓粗制坯，將坯料在800-900°C溫度下在制坯模中進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓，在封閉的型腔 中鐓粗形成圓柱形結(jié)構(gòu)的坯料和分布在坯料外壁上的外裝配凸臺(tái)，使鐓粗后坯料的高度 為鐓粗前的0.4-0.6倍；d、反擠，在750-850°C溫度下將鐓粗后的坯料放入預(yù)成型模膛內(nèi)，對(duì)鐓粗后的坯料 反擠壓，制成帶盲孔的預(yù)制毛坯，毛坯中心形成圓形內(nèi)孔；e、落料，在600-700°C溫度下，保持預(yù)制毛坯盲孔的孔徑不變，將盲孔的底部連皮 沖除，形成中心孔；f、退火，720-78(TC退火處理，抽真空充惰性氣體保護(hù)；g、鏜內(nèi)孔平端面，使內(nèi)孔與外圓同心，內(nèi)孔尺寸達(dá)到擠齒要求，端面水平平整；h、拋丸、磷化、皂化；i、擠齒，將坯料放入終成型模膛內(nèi)，利用齒形模對(duì)坯料內(nèi)孔正擠壓，坯料內(nèi)孔形成 金屬齒，坯料內(nèi)孔底部形成無齒底部；j、取長分段鋸底，根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求取長分段，形成傳動(dòng)齒圈和無齒底部，得傳動(dòng) 齒圈；k、滲碳淬火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，其特征在于下料工序完成后 先進(jìn)行涂層工序，所述的涂層工序是將石墨乳涂于坯料表面，然后再進(jìn)行加熱工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，其特征在于加熱工序完成 后先進(jìn)行去氧化皮工序，然后再進(jìn)行鐓粗制坯工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳動(dòng)齒圈的加工方法，包括以下步驟a、下料，b、加熱，c、鐓粗制坯，d、反擠，e、落料，f、退火，g、鏜內(nèi)孔平端面，h、拋丸、磷化、皂化，i、擠齒，j、取長分段鋸底，k、滲碳淬火。該方法以圓鋼為坯料來代替現(xiàn)有技術(shù)的鋼管，同時(shí)將擠壓加工技術(shù)應(yīng)用在啟動(dòng)電機(jī)的減速齒圈坯件的加工上，極大的降低了坯件的生產(chǎn)制造成本，提高了坯件的制造精度，改善了成品零件的熱處理性能、減少了后續(xù)機(jī)加工余量，提高了生產(chǎn)效率，延長了成品齒圈的使用壽命。
文檔編號(hào)B21C23/20GK102011852SQ200910173808
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月5日
發(fā)明者吳志存, 張扣寶, 申劍, 陸圣存, 黃恒桃 申請(qǐng)人:江蘇威鷹機(jī)械有限公司