本發(fā)明涉及一種齒轂制造裝置及方法，尤其涉及一種離合器齒轂制造裝置及制造方法。

背景技術(shù)：

國內(nèi)汽車工業(yè)經(jīng)歷幾年連續(xù)高速井噴式發(fā)展后，已步入相對穩(wěn)定期，目前產(chǎn)銷規(guī)模每年都超過2000萬輛。龐大的汽車市場對變速箱離合器也需求巨大。變速箱離合器由離合器齒轂、摩擦片、鋼片等組成，通過摩擦片的壓緊與松開實(shí)現(xiàn)扭矩的接通與斷開。離合器齒轂是離合器中的核心零件之一，離合器齒轂與摩擦片通常通過齒形互相咬合。離合器齒轂通常帶有內(nèi)縱齒、外縱齒或內(nèi)外均帶縱齒。離合器齒轂的齒形一般通過切削加工或鍛造擠壓成型兩種方式。切削加工由滾齒、拉削等方式，加工效率和材料利用率較低，材料纖維流線被切斷，抗疲勞沖擊性能較弱，而且無法實(shí)現(xiàn)非貫通齒的加工。鍛造擠壓成型對設(shè)備噸位要求高，通常需要對坯料進(jìn)行加熱，能耗高。另外鍛造擠壓成型模具所承受的擠壓強(qiáng)度高，使用壽命較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，無需對坯料加熱，能耗低、成形效率和成形精度高、模具使用壽命長，而且成形后齒形已達(dá)到使用狀態(tài)，無需再機(jī)加，材料利用率高的一種離合器齒轂制造裝置及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種離合器齒轂制造裝置，包括依次同軸設(shè)置的主軸、芯模、尾頂，所述芯模一端安裝在主軸上，另一端設(shè)有安裝尾頂?shù)亩ㄎ惠S，芯模外壁沿軸向均布外縱齒，所述芯模和尾頂間設(shè)有一工件，所述工件為一端敞口、一端閉合的的空心筒體，閉合的一端設(shè)有一能穿過定位軸的通孔，所述工件敞口的一端朝向主軸套接在芯模外壁，二者存在間隙使二者剛好能發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，工件閉合的一端穿過定位軸并通過尾頂固定；

所述工件外圍設(shè)有數(shù)個滾輪，所述滾輪外型面與需加工離合器齒轂外型面匹配，所述滾輪分別沿一軸線公轉(zhuǎn)，所述軸線與主軸平行，且滾輪繞軸線公轉(zhuǎn)時至距離工件最近時，剛好能夠擠壓工件內(nèi)壁填充到芯模外縱齒的齒底；

所述滾輪、主軸均連接一控制器，由控制器控制轉(zhuǎn)動。

作為優(yōu)選：所述間隙為0.02mm～0.06mm。

作為優(yōu)選：所述滾輪繞軸線公轉(zhuǎn)時至距離工件最近時，剛好能夠擠壓工件內(nèi)壁填充到芯模外縱齒的齒底，具體為：其公轉(zhuǎn)半徑r1＝d-r3-r2；

其中，公轉(zhuǎn)中心線與主軸回轉(zhuǎn)中心線的距離為d，離合器齒轂所需的外縱齒小徑半徑為r3，滾輪半徑為半徑r2。

作為優(yōu)選：包括以下步驟：

(1)根據(jù)需要加工的離合器齒轂需要，選擇匹配的芯模和滾輪，所述芯模外縱齒與成品離合器齒轂內(nèi)齒匹配，滾輪外型面與成品離合器齒轂外齒匹配；

(2)在主軸上依次安裝芯模、工件、尾頂，所述工件與芯模存在間隙，所述尾頂壓緊工件，使工件能與芯模保持同步轉(zhuǎn)動，在工件外圍安裝滾輪，安裝滿足滾輪的公轉(zhuǎn)半徑r1＝d-r3-r2，其中，公轉(zhuǎn)中心線與主軸回轉(zhuǎn)中心線的距離為d，離合器齒轂所需的外縱齒小徑半徑為r3，滾輪半徑為半徑r2，所述滾輪分別沿各自公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動；

(3)控制器控制主軸和滾輪旋轉(zhuǎn)，其中離合器齒轂的齒數(shù)為z，主軸帶動芯模每次轉(zhuǎn)動一個角度α＝360°/z，滾輪公轉(zhuǎn)一圈的時間與芯模轉(zhuǎn)動一個角度α的時間相同，且芯模轉(zhuǎn)動一個角度α后，滾輪正好轉(zhuǎn)動到距離工件最近處，擠壓工件變形，使其內(nèi)壁貼合到芯模的外縱齒，并在工件外壁形成齒形，重復(fù)上述步驟，直至在工件外壁擠壓完一個圓周；

(4)滾輪沿公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸方向，向靠近主軸處進(jìn)給一次，重復(fù)步驟(3)，直至擠壓出全部齒形。

作為優(yōu)選：步驟(2)中，所述間隙為0.02mm～0.06mm

作為優(yōu)選：步驟(4)中，所述進(jìn)給距離為1～5mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)可以提高內(nèi)外均帶縱齒的復(fù)雜離合器齒轂加工效率。本發(fā)明通過滾輪高頻擊打工件，使工件材料變形并填充到芯模外縱齒形成的凹槽中，同時在工件外圓周形成齒槽，獲得離合器齒轂所需的齒形。通常一個離合器齒轂僅需40～80秒即可成形，相比傳統(tǒng)鍛壓多次換模，效率提高一倍以上。

(2)該發(fā)明采用逐點(diǎn)擠壓的方式生產(chǎn)內(nèi)外均帶縱齒離合器齒轂，通過滾輪逐點(diǎn)高頻擊打工件，相比傳統(tǒng)鍛壓多次換模、多個工位的加工方式，工位的減少帶來的設(shè)備減少的效果非常明顯。

綜上，本發(fā)明涉及一種采用逐點(diǎn)冷擠壓成形的工藝方法及其裝置，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外均帶縱齒離合器齒轂的加工制造，成形效率和成形精度高、模具使用壽命長，而且成形后齒形已達(dá)到使用狀態(tài)，無需再加工，材料利用率高，是變速箱離合器齒轂制造的高效加工工藝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明零部件相對位置關(guān)系圖；

圖3為圖1中b-b剖視圖；

圖4為圖3的c局部放大圖。

圖中：1、主軸；2、芯模；3、工件；4、滾輪；5、尾頂。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：參見圖1到圖4，一種離合器齒轂制造裝置，包括依次同軸設(shè)置的主軸1、芯模2、尾頂5，所述芯模2一端安裝在主軸1上，另一端設(shè)有安裝尾頂5的定位軸，芯模2外壁沿軸向均布外縱齒，所述芯模2和尾頂5間設(shè)有一工件3，所述工件3為一端敞口、一端閉合的的空心筒體，閉合的一端設(shè)有一能穿過定位軸的通孔，所述工件3敞口的一端朝向主軸1套接在芯模2外壁，二者存在間隙使二者剛好能發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，工件3閉合的一端穿過定位軸并通過尾頂5固定；

所述工件3外圍設(shè)有數(shù)個滾輪4，所述滾輪4外型面與需加工離合器齒轂外型面匹配，所述滾輪4分別沿一軸線公轉(zhuǎn)，所述軸線與主軸1平行，且滾輪4繞軸線公轉(zhuǎn)時至距離工件3最近時，剛好能夠擠壓工件3內(nèi)壁填充到芯模2外縱齒的齒底；

所述滾輪4、主軸1均連接一控制器，由控制器控制轉(zhuǎn)動。

本實(shí)施例中：所述間隙為0.02mm～0.06mm，所述滾輪4繞軸線公轉(zhuǎn)時至距離工件3最近時，剛好能夠擠壓工件3內(nèi)壁填充到芯模2外縱齒的齒底，具體為：其公轉(zhuǎn)半徑r1＝d-r3-r2；其中，公轉(zhuǎn)中心線與主軸1回轉(zhuǎn)中心線的距離為d，離合器齒轂所需的外縱齒小徑半徑為r3，滾輪4半徑為半徑r2.

一種離合器齒轂制造裝置的制造方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)需要加工的離合器齒轂需要，選擇匹配的芯模2和滾輪4，所述芯模2外縱齒與成品離合器齒轂內(nèi)齒匹配，滾輪4外型面與成品離合器齒轂外齒匹配；

(2)在主軸1上依次安裝芯模2、工件3、尾頂5，所述工件3與芯模2存在間隙，所述尾頂5壓緊工件3，使工件3能與芯模2保持同步轉(zhuǎn)動，在工件3外圍安裝滾輪4，安裝滿足滾輪4的公轉(zhuǎn)半徑r1＝d-r3-r2，其中，公轉(zhuǎn)中心線與主軸1回轉(zhuǎn)中心線的距離為d，離合器齒轂所需的外縱齒小徑半徑為r3，滾輪4半徑為半徑r2，所述滾輪4分別沿各自公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動；

(3)控制器控制主軸1和滾輪4旋轉(zhuǎn)，其中離合器齒轂的齒數(shù)為z，主軸1帶動芯模2每次轉(zhuǎn)動一個角度α＝360°/z，滾輪4公轉(zhuǎn)一圈的時間與芯模2轉(zhuǎn)動一個角度α的時間相同，且芯模2轉(zhuǎn)動一個角度α后，滾輪4正好轉(zhuǎn)動到距離工件3最近處，擠壓工件3變形，使其內(nèi)壁貼合到芯模2的外縱齒，并在工件3外壁形成齒形，重復(fù)上述步驟，直至在工件3外壁擠壓完一個圓周；

(4)滾輪4沿公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸方向，向靠近主軸1處進(jìn)給一次，重復(fù)步驟(3)，直至擠壓出全部齒形。

本實(shí)施例中：步驟(2)中，所述間隙為0.02mm～0.06mm，步驟(4)中，所述進(jìn)給距離為1～5mm。

為了便于說明，本實(shí)施例中，我們設(shè)主軸1的轉(zhuǎn)軸為a，兩個滾輪4公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸分別為a1、a2；步驟(2)中，所述間隙為0.02mm～0.06mm；步驟(4)中，所述進(jìn)給距離為1～5mm。

本發(fā)明中，利用芯模2提供需加工離合器齒轂的內(nèi)齒型面，利用滾輪4提供需加工離合器齒轂的外齒型面，結(jié)合控制器控制主軸1、滾輪4的轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)動方向，從而使?jié)L輪4高頻擊打工件3時，在工件3內(nèi)、外同時形成離合器齒轂所需的齒形。通常一個離合器齒轂僅需40～80秒即可成形，相比傳統(tǒng)鍛壓多次換模，效率提高一倍以上。

本發(fā)明先在工件3上加工一個圓周，然后縱向進(jìn)行，最終形成帶外縱齒、內(nèi)縱齒的復(fù)雜離合器齒轂。

以長征機(jī)械廠特定的離合器齒轂為例，采用鍛造擠壓加工需五套模具，以五臺設(shè)備在五個工位上流水線生產(chǎn)，含裝料、卸料時間工序節(jié)拍為12秒，五個工位總時間為60秒左右，而采用本發(fā)明后，含裝料、卸料的總加工時間為50秒左右，效率提高近20％。