一种变速器换档导轴的加工模具及其加工方法技术

本发明专利技术涉及变速器换档导轴加工技术领域，公开了一种变速器换档导轴的加工模具及其加工方法，包括下料→热镦制坯→粗车加工→冷挤花键成型→精加工工序；具体为将热轧圆钢采用冲床进行剪切下料成棒料，将棒料在加热炉中进行加热处理，然后将加热后的棒料在液压机上进行热镦粗成粗坯件；采用车床将粗坯件表面的多余材料切削，切除加工表面的加工余量；然后通过花键成型凹模将粗坯件设计部位进行冷挤花键成型，最后采用精密加工车床将工件车至设计尺寸。本发明专利技术在变速器换档导轴加工时，花键成型工序采用花键成型模具进行花键冷挤成型，同常规的全车床加工相比，变速器换档导轴的加工速度快、成品率高，减少碎屑、废料的产生，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种变速器换档导轴的加工模具及其加工方法
本专利技术涉及变速器换档导轴的加工
，具体涉及一种变速器换档导轴的加工模具及其加工方法。
技术介绍
换档导轴是变速器换档系统中的关键零件之一，其渐开线齿形花键部分与换档拨叉相连接，起变速换档的作用。由于渐开线齿形花键与拨叉之间只是传动扭矩，因此该渐开线齿形花键对齿形的运动精度要求不高；但由于换挡导轴是变速器中的安全零件之一，对汽车安全、可靠的行驶有着举足轻重的作用，因此，要求换档导轴必须具有高的承载能力、高的使用寿命，以保证其安全性和可靠性。目前，换档导轴的加工方法通常采用的是切削加工方法，即在车床+花键铣床上完成加工的。在这种加工方法中，首先采用车削加工方法获得粗车坯件，然后在花键铣床上进行铣削加工得到渐开线齿形花键；虽然这种加工方法能够生产出合格的换档导轴，但却存在着加工周期长、生产效率低、材料浪费大、生产成本高等缺点；而且铣削加工的渐开线齿形花键由于其齿形轮齿的金属流线被切断、切削加工时轮齿齿根位置存在微裂纹，使换档导轴的渐开线齿形花键的轮齿承载能力降低，由此降低了换档导轴的承载能力、使用寿命、安全性和可靠性。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术提供一种变速器换档导轴的加工模具及其加工方法，变速器换档导轴加工时其毛坯件是采用热镦粗成形方法制造的、渐开线齿形花键是在液压机上的冷挤花键模具上采用冷挤压挤齿成形方法制造的；同常规的车床+花键铣床上的切削加工相比，本专利技术的变速器换档导轴的加工速度快、成品率高，减少了碎屑、废料的产生，降低了生产成本；同时由于冷挤压挤齿成形的渐开线齿形花键的齿形轮齿金属流线未被切断，且金属流线沿轮齿的齿形轮廓分布、轮齿齿根位置也不存在微裂纹，使渐开线齿形花键的齿形轮齿承载能力大大提高，由此提高了换档导轴的承载能力、使用寿命、安全性和可靠性。为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种变速器换档导轴的加工模具，包括下模系统和上模系统，下模系统包括下模板，下模板上表面设置有筒状结构的下模座，下模座与下模板之间通过内六角螺钉固定连接，下模座的内腔中由下至上依次设置有下垫块、下衬套和凹模垫块，下模座的内腔顶部设有用于放置冷挤花键成形凹模的扩径段，冷挤花键成形凹模包括安装于下模座扩径段内的花键凹模外套和设置于花键凹模外套内的花键凹模芯，花键凹模芯与花键凹模外套同轴设置，花键凹模芯的外圆锥面与花键凹模外套的内圆锥面之间为过盈配合；花键凹模外套的上部为缩径段，花键凹模外套的缩颈段上套设有凹模压环，通过凹模压环与下模座之间的内六角螺钉固定连接将凹模压环的下端面与花键凹模外套的大端上端面紧固；下垫块、下衬套和凹模垫块中心位置均设置有同轴且与花键凹模芯连通的顶料孔，顶料孔内可拆卸安装有顶料杆；下模板中部位置开设有可插设顶杆的顶杆插孔；上模系统包括上模板，上模板朝向下模板的表面设置有筒状结构的上模座，上模座与上模板之间通过内六角螺钉连接，上模座内腔中安装有凹槽朝向花键凹模芯的上压模，上压模与上模板之间设置有上模垫块，上模座上可拆卸连接有将上压模固定在上模座内的上模压环，通过上模压环与上模座之间的内六角螺钉固定连接，将上模压环的上端面与上压模的大端下端面紧固。进一步地，花键凹模外套的缩径段底部与下模座的顶部平齐。进一步地，上压模的凹槽边缘设置有两个通孔，上压模的两个通孔内插设有两个导柱，花键凹模外套上设置有与上压模的两个通孔相对应的两个导向孔。进一步地，顶料杆的长度大于下垫块和下衬套的高度之和，且小于等于下垫块、下衬套以及凹模垫块三者的长度之和。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种变速器换档导轴的加工方法，加工工序为：剪切下料→热镦制坯→粗车加工→冷挤压挤齿成形→后续精加工；具体加工流程为：S1、下料：将热轧圆钢采用冲床进行剪切下料成坯料；S2、热镦制坯：将坯料在中频感应加热炉中进行加热，然后将加热后的坯料在液压机上的热镦模具中进行热镦粗成形，得到镦坯件；S3、粗车加工：采用车床将镦坯件小端外圆、中部外圆进行车削加工，切除该加工表面的加工余量，得到粗车坯件；S4、冷挤压挤齿成形：首先启动液压机的液压系统和控制系统，再将经过表面润滑处理后的粗车坯件的小端杆部插入到花键凹模芯的内孔中，然后按液压机滑块的压制按钮开关，使固定在液压机滑块下端面的上模系统向下移动；在上模系统向下移动过程中，粗车坯件的大端头部逐渐进入上模系统中上压模内的大凹槽中，当上压模内的大凹槽上端面与粗车坯件的大端上端面接触以后，上压模就对粗车坯件施加挤压力，从而将粗车坯件的中部外圆部位进行渐开线齿形花键的冷挤压挤齿成形；挤齿成形完成后，按液压机滑块的回程按钮开关，使固定在液压机滑块下端面的上模系统向上移动，直到上压模上移到指定位置；再按液压机液压顶缸的顶出按钮开关，使固定在液压机液压顶缸伸缩杆上端面的顶杆向上移动，在顶杆向上移动过程中顶杆推动顶料杆的上端部分逐渐进入到花键凹模芯的下端内孔中，将挤齿成形后的冷挤压件逐渐从花键凹模芯中顶出；然后再按液压机液压顶缸的回程按钮开关，使固定在液压机液压顶缸伸缩杆上端面的顶杆向下移动，直到顶杆下移到最低位置，顶料杆也随顶杆的下移而达到最低位置；由此得到冷挤压件；S5、后续精加工：采用精密车床和铣床将冷挤压件精加工至换档导轴的设计尺寸，得到换档导轴零件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在变速器换档导轴加工时，其毛坯件是采用热镦粗成形方法制造的、渐开线齿形花键是采用冷挤花键模具进行冷挤压挤齿成形而成的；同常规的车削+花键铣削加工方法相比，本专利技术的变速器换档导轴的加工速度快、成品率高，减少了碎屑、废料的产生，降低了生产成本；同时由于挤齿成形的渐开线齿形花键的齿形轮齿金属流线未被切断，且金属流线沿齿形轮齿的齿形轮廓分布、轮齿齿根部位也不存在微裂纹，使渐开线齿形花键的承载能力大大提高，从而提高了换档导轴的承载能力、使用寿命、安全性和可靠性。附图说明图1为实施例1-2中变速器换档导轴的加工模具结构示意图；图2为实施例2中变速器换档导轴加工时剪切下料→热镦制坯→粗车加工→冷挤压挤齿成形→后续精加工工序所对应的各个工件结构示意图；图3为实施例2中变速器换档导轴后续精加工完成后的结构示意图；图4为图3中B视角的结构示意图；其中，1、下模板；2、下模座；3、下垫块；4、下衬套；5、凹模垫块；6、花键凹模外套；7、花键凹模芯；8、凹模压环；9、顶料杆；10、顶杆；11、上模板；12、上模座；13、上压模；14、上模垫块；15、上模压环；16、导柱。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：参见图1，一种变速器换档导轴的加工模具，包括下模系统和上模系统，下模系统包括下模板1，下模板1上表面设置有筒状结构的下模座2，下模座2与下模板1之间通过内六角螺钉固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变速器换档导轴的加工模具，包括下模系统和上模系统，其特征在于，所述下模系统包括下模板(1)，所述下模板(1)上表面设置有筒状结构的下模座(2)，所述下模座(2)与所述下模板(1)之间通过内六角螺钉固定连接，所述下模座(2)的内腔中由下至上依次设置有下垫块(3)、下衬套(4)和凹模垫块(5)，所述下模座(2)的内腔顶部设有用于放置冷挤花键成形凹模的扩径段，所述冷挤花键成形凹模包括安装于下模座(2)扩径段内的花键凹模外套(6)和设置于花键凹模外套(6)内的花键凹模芯(7)，所述花键凹模芯(7)与花键凹模外套(6)同轴设置，所述花键凹模芯(7)的外圆锥面与所述花键凹模外套(6)的内圆锥面之间为过盈配合；所述花键凹模外套(6)的上部为缩径段，所述花键凹模外套(6)的缩颈段上套设有凹模压环(8)；所述凹模压环(8)与所述下模座(2)之间通过内六角螺钉固定连接，将所述凹模压环(8)的下端面与所述花键凹模外套(6)的大端上端面紧固；所述下垫块(3)、所述下衬套(4)和所述凹模垫块(5)中心位置均设置有同轴且与花键凹模芯(7)连通的顶料孔，所述顶料孔内可拆卸安装有顶料杆(9)；所述下模板(1)中部位置开设有可插设顶杆(10)的顶杆插孔；所述上模系统包括上模板(11)，所述上模板(11)朝向下模板(1)的表面设置有筒状结构的上模座(12)，所述上模座(12)与所述上模板(11)之间通过内六角螺钉固定连接，所述上模座(12)内腔中安装有凹槽朝向花键凹模芯(7)的上压模(13)，所述上压模(13)与上模板(11)之间设置有上模垫块(14)，所述上模座(12)上可拆卸连接有将上压模(13)固定在上模座(12)内的上模压环(15)，通过所述上模压环(15)与所述上模座(12)之间的内六角螺钉固定连接，将所述上模压环(15)的上端面与所述上压模(13)的大端下端面紧固。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变速器换档导轴的加工模具，包括下模系统和上模系统，其特征在于，所述下模系统包括下模板(1)，所述下模板(1)上表面设置有筒状结构的下模座(2)，所述下模座(2)与所述下模板(1)之间通过内六角螺钉固定连接，所述下模座(2)的内腔中由下至上依次设置有下垫块(3)、下衬套(4)和凹模垫块(5)，所述下模座(2)的内腔顶部设有用于放置冷挤花键成形凹模的扩径段，所述冷挤花键成形凹模包括安装于下模座(2)扩径段内的花键凹模外套(6)和设置于花键凹模外套(6)内的花键凹模芯(7)，所述花键凹模芯(7)与花键凹模外套(6)同轴设置，所述花键凹模芯(7)的外圆锥面与所述花键凹模外套(6)的内圆锥面之间为过盈配合；所述花键凹模外套(6)的上部为缩径段，所述花键凹模外套(6)的缩颈段上套设有凹模压环(8)；所述凹模压环(8)与所述下模座(2)之间通过内六角螺钉固定连接，将所述凹模压环(8)的下端面与所述花键凹模外套(6)的大端上端面紧固；所述下垫块(3)、所述下衬套(4)和所述凹模垫块(5)中心位置均设置有同轴且与花键凹模芯(7)连通的顶料孔，所述顶料孔内可拆卸安装有顶料杆(9)；所述下模板(1)中部位置开设有可插设顶杆(10)的顶杆插孔；所述上模系统包括上模板(11)，所述上模板(11)朝向下模板(1)的表面设置有筒状结构的上模座(12)，所述上模座(12)与所述上模板(11)之间通过内六角螺钉固定连接，所述上模座(12)内腔中安装有凹槽朝向花键凹模芯(7)的上压模(13)，所述上压模(13)与上模板(11)之间设置有上模垫块(14)，所述上模座(12)上可拆卸连接有将上压模(13)固定在上模座(12)内的上模压环(15)，通过所述上模压环(15)与所述上模座(12)之间的内六角螺钉固定连接，将所述上模压环(15)的上端面与所述上压模(13)的大端下端面紧固。


2.根据权利要求1所述的变速器换档导轴的加工模具，其特征在于：所述花键凹模外套(6)的缩径段底部与下模座(2)的顶部平齐。


3.根据权利要求1所述的变速器换档导轴的加工模具，其特征在于：所述上压模(13)的凹槽边缘设置有两个通孔，所述上压模(13)的两个通孔内插设有两个导...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍太宾，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50