本发明属于汽车从动齿轮坯加工的技术领域，尤其涉及一种汽车后桥从动齿轮坯锻件成形方法。
背景技术：
从动轮是汽车上的一个重要传动零件,广泛应用在重卡车、轻卡车、轿车、摩托车、微型车等领域,需求量较大。其锻件的质量也直接影响从动齿轮的使用寿命，汽车后桥从动齿轮坯锻件如图1。当前，汽车后桥从动齿轮坯的主要生产工艺是：棒料下料-加热-镦粗-冲孔-冲连皮--辗扩成形。该工艺的缺点是：
(1)坯料形状尺寸设计不合理，造成辗扩工艺过程中容易产生缺陷。
(2)辗扩成形是生产汽车后桥从动轮齿坯的最后生产工步，在从动轮齿坯辗扩成形中容易形成纵向飞边和单面凹坑等缺陷。纵向飞边必需用机加工来切除，加工困难、生产效率低。
(3)产生单边凹坑则需要加大坯料加工余量，需双边加工余量5～6mm，材料利用率不高。
因此，开发出一种可避免纵向飞边和凹坑的汽车后桥从动齿轮坯锻造成型工艺，提高该零件生产效率，降低成本具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种汽车后桥从动齿轮坯锻件成形方法，使锻件坯料和驱动辊的形状尺寸得到设计优化，可以有效的提高材料利用率，还可以避免在辗扩过程中锻件出现缺陷，提高锻件质量。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽车后桥从动齿轮坯锻件成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1)定尺下料：按照零件毛坯体积加料头损失计算出下料体积进行定尺下料，根据坯料计算公式计算出坯料的高与直径，公式如下：
其中，dp为毛坯直径，vp为毛坯体积。δ为火耗率，m为高径比，vf为毛坯连皮体积，vj为毛坯体积，d为毛坯内径，b为毛坯连皮高度；
s2)毛坯加热：采用自动化程度较高的中频电感应炉加热，加热至1150℃～1200℃；
s3)毛坯镦粗：将加热至辗扩成型温度的圆棒料送入镦粗机中，进行镦粗；
s4)毛坯冲孔：将镦粗后的坯料进行冲孔工艺；
s5)冲连皮：承接步骤(4)进行冲连皮工艺；
s6)预整形模具设计：包括预整形凸模和预整形凹模，预整形凸模顶部中心设有凸台，顶面外缘为平面，中间为下凹面，下凹面与水平面夹角为β；
s7)毛坯预整形：将预整形模具安装在压力机上，预整形凸模在下，预整形凹模在上，压力机下行，完成第一次预整形；
s8)辗扩模具设计：包括驱动辊、芯辊和挡板，对驱动辊的成型高度和上端面角度γ进行设计优化，驱动辊的成型高度为加工齿轮锻件高度l+a，芯辊的成型高度和驱动辊的成型高度相同为l+a，芯辊的细径高度为l+c；
s9)辗扩成型：将步骤(7)中整形后的坯料，放置在步骤(8)中辗扩模具中，进行扩孔工艺；
s10)模锻整形：将步骤(9)中的坯料放入终整形模具内进行最终的整形，终整形模具包括终整形凸模、终整形凹模和顶料杆，终整形凸模在上，终整形凹模在下，压力机下行，完成终整形。
按上述方案，步骤(10)中所述终整形凸模底部外廓尺寸与锻件内孔相同，终整形凹模的顶部型槽尺寸与锻件外廓相同，所述顶料杆顶部插入终整形凸模型槽底部通孔与工件相抵接。
按上述方案，步骤(6)中所述凸台半径为d/2，凸台高为为毛坯连皮高度b，β取6.5°～7°。
按上述方案，步骤(8)中a取2～3mm，γ取2.4°～3°，c取1～1.5mm。
本发明的有益效果是：本发明提供一种汽车后桥从动齿轮坯锻件成形方法，针对汽车后桥从动齿轮坯，在辗扩成型前，对坯料进行预整形，有效避免产生纵向飞边缺陷。对辗扩模具的高度和上端面角度进行优化设计，有效避免产生凹坑缺陷。提高生产效率，降低成本。
附图说明
图1为本发明一个实施例的汽车后桥从动齿轮锻件示意图。
图2为本发明一个实施例的下连皮后锻件示意图。
图3为本发明一个实施例的预整形凹模示意图。
图4为本发明一个实施例的预整形凸模示意图。
图5为本发明一个实施例的预整形后坯料的主视图。
图6为本发明一个实施例的辗扩模具的辗扩初始状态示意图。
图7为本发明一个实施例的辗扩模具的辗扩完成状态示意图。
图8为本发明一个实施例的终整形的状态示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
一种汽车后桥从动齿轮坯锻造成型工艺，包括以下步骤：
(1)定尺下料：汽车后桥从动齿轮锻件1如图1、图2所示，按照零件毛坯体积加料头损失计算出下料体积进行定尺下料。根据坯料计算公式：
其中，dp为毛坯直径，vp为毛坯体积。δ为火耗率，m为高径比，vf为毛坯连皮体积，vj为毛坯体积，d为毛坯内径，b为毛坯连皮高度。
(2)毛坯加热：采用自动化程度较高的中频电感应炉加热，加热至1150°～1200°
(3)毛坯镦粗：将加热至辗扩成型温度的圆棒料送入镦粗机中，进行镦粗。
(4)毛坯冲孔：将镦粗后的坯料进行冲孔工艺。冲孔直径为70mm，冲头斜度为6°～8°，冲孔工序中连皮厚度为5～7mm。
(5)冲连皮：承接步骤(4)进行冲连皮工艺。
(6)毛坯预整形模具设计：如图3、图4所示，预整形凸模3为防止整形时内部直径减小，故设置中心凸台，由于环件毛坯内径为d，所以设置中心凸台半径为d/2，凸台高为为毛坯连皮2的高度b，预整形凸模倾斜角度为β，β取6.5°～7°，预整形凹模4倾斜角度为0°。
(7)毛坯整形：将步骤(6)中的模具安装在压力机上，凸模在下，凹模在上，压力机下行。完成第一次预整形，预整形后坯料5如图5所示。
(8)辗扩模具设计：如图6所示，驱动辊6的成型高度为加工齿轮锻件高度l+a,a取2～3mm和上端面角度为γ，γ取2.4°～3°进行设计。芯辊7的成型高度和驱动辊的成型高度相同为l+a，芯辊的细径高度为l+c，c取1～1.5mm，其他尺寸角度与图1齿轮锻件尺寸角度相同。挡板8位置与驱动辊下端面高度相同。
(9)辗扩成型：将步骤(7)中整形后的坯料，放置在步骤(8)中辗扩模具中，将毛坯放入芯辊中，并且放置的位置要与挡板接触，毛坯外径处于驱动辊内径接触。毛坯与驱动辊和芯辊的摩擦系数为0.7，驱动辊以自传速度120r/s,以3mm/s的速度向垂直靠近芯辊方向进给，进行扩孔工艺。当运动到如图7所示位置时完成辗扩工艺。
(10)模锻整形：如图8所示，模具成型部分由终整形凸模9和终整形凹模10组成，模具安装在压力机上，终整形凸模在上，终整形凹模在下，将步骤(9)中的坯料o面在下放入整形模具内，压力机下行。进行最终的整形。然后顶料杆11向上顶出工件12，完成整形。