[发明专利]一种驻车齿轮的锻造加工工艺

说明书

本发明公开一种驻车齿轮的锻造加工工艺，涉及齿轮加工技术领域，解决现有驻车齿轮加工生产效率低、材料浪费严重的问题,本发明加工工艺包括以下步骤：下料、车外圆、加热、制坯、冲中心孔、热精锻、车连皮、等温正火、抛丸、鳞皂化、冷挤压；本发明采用锻造工艺进行驻车齿轮加工，减少材料浪费，并且采用预成型加工凹腔，普通预成型为饼状结构，本发明用带锥度台阶的环状结构，与产品相适应，坯料加工凹腔时凹腔的开口端周壁向外扩展倾斜形成敞口面，敞口面向圆柱形主体端面水平延伸贯穿圆柱形主体端面，以此形成定位凸台，便于模具与坯件轴向定位，保证后续锻造质量；且凹腔的设计能够减少精锻成形的锻造力需求。

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，具体涉及到一种驻车齿轮的锻造加工工艺。

背景技术

驻车齿轮在变速箱中是非常重要的安全件，其精度要求及零件质量要求较高；现有制造工艺一般是直接选用棒材切削加工，滚齿成形外齿面、然后采用插齿加工的方法成形内齿面。这种加工工艺存在较大的弊端：切削加工生产效率低下，仅适合单件或小批量生产应用，其次是应用切削加工工艺成形齿面，原材料浪费严重，成本高，金属流线被切断，齿面强度低，容易出现齿损而挂不上档的现象。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有驻车齿轮加工生产效率低、材料浪费严重的问题，本发明提供一种用棒料锻造成型的驻车齿轮加工工艺。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种驻车齿轮的锻造加工工艺，所述的驻车齿轮包括圆柱形主体，所述圆柱形主体的外周面设有外齿，圆柱形主体上等轴心线设有圆形凹腔以及位于凹腔底部贯穿圆柱形主体的直径小于凹腔的中心孔，所述凹腔的内侧面设有梅花状内齿面，其加工工艺包括以下步骤：

(1)下料：截取所需金属棒材；

(2)车外圆：调整金属棒材尺寸，去除表面缺陷；

(3)加热：分为预热-喷涂石墨-加热三段式加热，零件表面喷涂水基石墨，防止表面脱碳及氧化；加热温度为900±20℃；

(4)制坯：预成型处理，坯件外圆直径小于热精锻凹模直径，坯件中心加工带锥度台阶的凹腔，锥度台阶的锥角由3D锻压模拟确定，有效避免后续精锻时，梅花状内齿面台阶出现缺肉、折叠等锻造缺陷；

(5)冲中心孔：中心孔贯穿内连皮，方便后续精锻成形；

(6)热精锻：冲头带有驻车齿轮梅花瓣台阶的形状，凹模内壁为外齿形的结构，坯料凹腔的敞口面朝向冲头进行热精锻，一次性形成外齿和梅花状内齿面，锻造后在外齿部上方连皮；

(7)车连皮：车去连皮；

(8)等温正火、抛丸、磷皂化处理；等温正火保证冷挤压时工件的硬度，保证锻件内部晶粒度细化，后续热处理变形小。抛丸有效去除锻造和等温正火的表层氧化层，磷化皂化处理为冷挤压前的前处理工序，形成磷化膜与皂化膜，减小工件与模具的摩擦，使工件易成型。

(9)冷挤压：将半驻车齿轮成品放入冷挤压模具内施冷挤压力进行外齿的挤压调整，上冲头向下挤压带动工件挤入模具；挤压后工件经模具下方脱出；

(10)尺寸调整：车工调整外圆和中心孔尺寸以及齿轮高度。

进一步地，所述金属棒料的材料为20CrMnTiH。

进一步地，所述步骤(6)中，冲头设置于凹模的正上方，坯料敞口端向上朝向冲头，冲头下压进行热精锻。

进一步地，所述步骤(6)热精锻后在齿部上方留有1-2mm连皮。

进一步地，所述步骤(6)中凹模的齿部外圆直径较驻车齿轮成品的齿部外圆直径大0.4-0.5mm，凹模的外齿厚度较驻车齿轮成品大约0.2-0.3MM，锻造后坯件的高度较驻车齿轮成品高1-2mm。