车辆用复合离器齿轮形部的热锻造方法及装置与流程

本发明涉及车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造方法及装置，更详细地涉及为使能够在当进行热锻造工序时提高对于离合器齿轮的齿形部形状的不完整的尺寸及形状的精密度，通过热锻造工序的改善，能够将最终成形品的不良防患于未然的车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造方法及装置。

背景技术：

一般来说，车辆行驶所需的驱动力根据行驶环境存在很大的变化。

因此，为了对应于此，在车辆上安装了改变引擎和驱动轮之间的扭矩的变速器。

变速器分为手动变速器和自动变速器，手动变速器(manualtransmission)设置有作为同步部件而与套筒(sleeve)啮合而随时管制引擎的动力的同时变更车辆的速度的具有变速装置功能的离合器齿轮。

并且，离合器齿轮由主体部和齿形部组成，这种主体部和齿形部通过切削等相互单独制造，然后通过焊接等的结合方法进行结合。

即，如在韩国公开专利号第10-2011-0058483号中所公开，已经开发了多个技术来用于改善齿轮齿之间的啮合，但是这种齿形部的形成主要通过车削加工等形成，且分别制造完成主体部和齿形部，然后需要再次用焊接进行结合。

如此在现有技术中，由于对离合器齿轮的齿形加工非常困难，所以主要是单独制作主体部和齿形部后，通过焊接来使相互间形成一体化的加工进行成型，因此，存在作业效率下降和浪费材料费的问题点。并且，当主体部和齿形部通过焊接进行结合时，存在结合部位的耐久性下降的问题点。

由此，如图1至图3所示，近年来在锻造离合器齿轮时，主体部和齿形部不是分离锻造，而是一体化成型复合离合器齿轮，这种复合离合器齿轮的目的在于，组合热锻造、冷锻造，用接近最终形状(near-netshape)的成型施工方法，确保了作为排除机械加工的成品的功能，从而相比现有的分离型离合器齿轮，减少了制造工序而降低了制造成本。

在后续工序的冷精压加工(coldsizing)工序之前实施的热锻造的预备齿形部锻造，对后续工序的冷锻造的质量具有很大的影响，因此，要求更正确的形状和尺寸精密度。

但是，当进行热锻造工序时，成型所述复合离合器齿轮的齿形部的模具的齿成型部产生过早磨损，因在复合离合器齿轮齿形部的齿骨面下部产生的不完整的未成型部导致不良问题，随之需要更换模具或实施改善模具的齿成型部的作业，因此，加工齿形部所消耗的时间相对增加，据此不仅增加了加工费用，而且增加了材料损失。

现有技术文献

专利文献

韩国公开专利公报第2011-0058483号(2011.06.01)

技术实现要素：

要解决的问题

随此，本发明是为了解决如上述问题构思的，本发明的目的在于提供一种车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造方法及装置，其在热锻造工序中，由于经过终锻成型工序对复合离合器齿轮的第一下部模具的齿成型部的磨损，而产生的成型制品的齿形部形状的不完整的未成型部分，通过当进行除去内径部锻屑的穿孔工序时，根据第二下部模具的齿成型部的热精压加工工序，能够进行校正。

解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供一种车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造方法，用于在一系列的热锻造工序中，在终锻成型工序中采用第一下部模具的齿成型部，对成型材料的齿形部加压成型，包括，穿孔步骤，热精压加工步骤。所述穿孔步骤用于除去经过所述终锻成型工序的所述成型材料的中心孔内径部的锻屑；以及所述热精压加工步骤，能够与所述穿孔步骤同时进行，用第二下部模具的齿成型部对所述成型材料的齿形部进行加压，从而研磨在所述终锻成型工序中残留的、齿骨面中残留的未成型部，按照尺寸完成精密的齿形部。

根据本发明的实施例，在所述热精压加工步骤中，在所述第二下部模具上方，所述成型材料保持上升了相当于所述未成型部的高度的量的上升状态的状态下，利用所述第二上部模具对所述成型材料加压成型，其中，所述未成型部残留在所述成型材料的齿形部的齿骨面。

本发明提供一种车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造装置，包括第一热锻造装置以及第二热锻造装置，所述第一热锻造装置在一系列的热锻造工序中，在终锻成型工序中采用第一下部模具的第一齿成型部，对成型材料的齿形部加压成型，所述第二热锻造装置，具备：第二下部锻模；第二上部锻模，在以与所述第二下部锻模对置的方式配置的状态下，上下移动；中心夹具，支撑与所述成型材料的中心部邻接的所述齿形部的内侧下部的周围表面；外侧夹具，支撑在所述成型材料的所述齿形部的外侧下部的周围表面；第二上部模具，以通过所述第二上部锻模沿着上下方向能够滑动的方式设置，并用于对所述成型材料的上部进行加压；第二下部模具，具备用于与所述齿形部啮合并加压的第二齿成型部，以便研磨在所述终锻成型工序中残留的、在所述成型材料的齿骨面所残留的未成型部，从而按照尺寸完成精密的齿形部；中心冲头部，设置在所述第二上部锻模，并用于插入在所述成型材料的中心孔内径部从而除去锻屑；以及，弹性销部，弹性支撑在所述成型材料并且提供恢复力，以使所述成型材料返回到原来位置。

根据本发明的实施例，在所述第二下部模具，保持所述成型材料上升了相当于所述未成型部的高度的量的上升状态的状态下，利用所述第二上部模具对所述成型材料加压成型，其中，所述未成型部残留在所述成型材料的所述齿形部的齿骨面。

根据本发明的实施例，所述中心冲头部和所述第二上部模具构成为能够同时工作。

根据本发明的实施例，所述第二下部模具的所述第二齿成型部形成为，尺寸比所述成型材料的所述齿形部小。

发明效果

根据上述特征的本发明的车辆用复合离合器齿轮齿形部的热锻造方法及装置，为了完全不影响生产工序，通过没有额外追加工序的热精压加工工序，不仅更精密地实现了成型材料的齿形部的形状，而且具有可以均匀且稳定地保持尺寸精密度的效果。

而且，能够与除去因对复合离合器齿轮的第一下部模具的第一齿成型部的磨损而产生的制品齿形部形状的不完整的部分的内径部锻屑的穿孔工序同时实施热精压加工工序，从而伴随着精密地保持成型材料的齿形部的形状，即使在第一下部模具的第一齿成型部中产生一些过早磨损，也可以在所述热精压加工工序中通过第二下部模具，精密实现成型材料的齿形部形状，因此可以增加所述第一下部模具的寿命。

并且，与除去成型材料的内径锻屑的穿孔工序一起，复合实施可同时进行的热精压加工工序，因此不需要追加工序，因而不影响全体生产工序。

附图说明

图1是示出现有的一般复合离合器齿轮的立体图。

图2a及图2b是示出图1的复合离合器齿轮的俯视图及剖视图。

图3是示出现有的一般复合离合器齿轮的齿形部的主视图。

图4是示出根据本发明的终锻成型工序的第一热锻造装置的剖视图。

图5是示出根据本发明的终锻成型工序的第一热锻造装置的第一下部模具的立体图。

图6a及图6b是示出图5的第一下部模具的俯视图及剖视图。

图7是示出根据本发明的终锻成型工序中的复合离合器齿轮的齿形部的侧视图。

图8是示出根据本发明的热精压加工工序的第二热锻造装置的剖视图。

图9是示出根据本发明的热精压加工工序的第二热锻造装置的第二下部模具的立体图。

图10a及图10b是示出图9的第二下部模具的俯视图及剖视图。

附图标记说明

100：第一热锻造装置110：第一上部锻模

120:第一下部锻模130:第一上部模具

140：第一下部模具200：第二热锻造装置

210：第二上部锻模220：第二下部锻模

230：外侧夹具240：中心夹具

250：第二上部模具260：第二下部模具

270：中心冲头部280：弹性销部

具体实施方式

本发明可以进行多种变更且可以具有各种形状，在本文中详细描述实施例。但是，本发明不限定于特定的所公开的形式，应当理解为包括本发明的思想及技术范围所包含的所有变更、等同物或代替物。在描述各个附图的同时，相似的附图标记用于相似的特征要素。

所述术语仅使用于区分一个特征要素与另一个特征。本申请中使用的术语仅用于描述特定的实施例，并没有限制本发明的意图。除非在文脉上单数的表现另有明确规定，否则单数的表现包括复数的表现。

以下，将参照附图详细说明本发明的实施例。

图4是示出根据本发明的终锻成型工序的第一热锻造装置的剖视图，图5是示出根据本发明的终锻成型工序的第一热锻造装置的第一下部模具的立体图，图6a及图6b是示出图5的第一下部模具的俯视图及剖视图，图7是示出根据本发明的终锻成型工序中的复合离合器齿轮的齿形部的侧视图。

本发明在车辆用复合离合器齿轮10的热锻造中，原材料加热及镦锻工序、预锻(blocker)成型、终锻(finisher)成型工序采用现有的方式。

并且，当进行除去复合离合器齿轮10的内径部11的锻屑s的穿孔(piercing)工序时，与此同时对形成直线型的花键齿的成型材料m进行加压，从而实施沿着齿形部12形成精巧的齿骨面13的热精压加工工序(参照图3)。

在上述的一系列热锻造工序中，用完成镦锻成型工序的成型材料m优先进行预锻成型后，依次实施终锻成型工序。

在所述终锻成型工序中使用的第一热锻造装置100作为在复合离合器齿轮10用成型材料m的外周面成型大致的齿形部12的形状的装置，当通过如图4中所示形状的第一热锻造装置100对成型材料m进行终锻成型工序时，在所述成型材料m的外周面成型齿形部12的大致形状。

如图所示，在第一热锻造装置100中，第一上部锻模110和第一下部锻模120设置在沿上下隔开预定的间距的位置，这种第一上部锻模110和第一下部锻模120一般通过弹性支撑件(未示出)弹性地支撑。

在所述第一上部锻模110设置第一上部模具130，在所述第一下部锻模120设置第一下部模具140，从而在上下位置对完成所述预锻成型工序的成型材料m进行加压。此时，安置在所述第一下部模具140上的成型材料m以上下颠倒的颠倒状态进行安置。

如图所示，在所述第一下部模具140上设置完成预锻成型工序的成型材料m。并且，在所述第一下部模具140的中心部设置用于在所述成型材料m的外周面成型大致的齿形部12的第一齿成型部141。

因此，在所述第一上部模具130和第一下部模具140以相互隔开的方式在上下隔开预定距离的状态下，所述第一上部锻模110向下方移动。在这种过程中，通过形成在所述第一下部模具140的第一齿成型部141，在所述成型材料m的下端的外周面形成大致的齿形部12。

若当进行所述终锻成型工序时，所述第一上部模具130向形成在所述第一下部模具140的第一齿成型部141下降，同时对成型材料m重复加压，则在成型材料m的外周面上实现齿成型，从而形成齿形部12。

当通过热锻造工序实施了所述终锻成型工序之后，通过所述第一下部模具140的第一齿成型部141，在如图1至图2b所示的成型材料m的外周面完成具有如图3所示的直线型的花键齿的齿形部12的形状。

在进行这种终锻成型工序时，当第一上部模具130下降的同时向成型材料m提供加压力时，因所述成型材料m的重复的加压力，形成在所述第一下部模具140的第一齿成型部141产生因磨损引起的变形。即，如图5所示，当所述第一下部模具140的第一齿成型部141的上部的齿成型面141a在第一下部模具140的重复成型过程中，超过更换寿命从而达到磨损极限的情况下(参照放大图)，在所述成型材料m的齿形部12的齿骨面13的下部产生不完整的未成型部12a(参照图7)。

在热锻造的终锻成型工序中，因设置在第一下部模具140中的第一齿成型部141的磨损，成型材料m无法按照尺寸精密加工而产生缺陷。解决由此引起的成型材料m的齿形部12的缺陷，并且改善加工时间、产生加工费用等的损失的模具的更换或改善齿成型部的作业，除此以外，本发明中在终锻成型工序之后单独实施热精压加工工序，所述热精压加工工序为对形成直线型的花键齿的成型材料m进行加压，根据齿形部12实施按照尺寸形成精密的齿骨面13。

另外，如图6b所示，在所述第一下部模具140形成使得可以向外部排出第一下部模具140和成型材料m之间的空间中的空气的排气孔142。

所述排气孔142形成为，能够使所述第一下部模具140和成型材料m之间的空间与外部之间的空气流动。可以使用多种方法制作所述排气孔142。即，可以使用如对模具的钻孔(drilling)的方法，但在本发明中可以由线切割(wirecut)方式在第一下部模具140上形成排气孔142。优选地，通过所述线切割方式形成的排气孔142可以最小化其尺寸，并且可以降低全体模具的制作费。优选地，所述排气孔142为当在空气能够流动的状态下以尽可能小的直径形成。

附上的图8是示出根据本发明的热精压加工工序的第二热锻造装置的剖视图，图9是示出根据本发明的热精压加工工序的第二热锻造装置的第二下部模具的立体图，图10a及图10b是示出图9的第二下部模具的俯视图及剖视图。

在本发明中，采用所述第一热锻造装置在成型材料m的外周面上形成大致的齿形部12，然后通过能够与穿孔工序同时进行的热精压加工工序，在所述成型材料m的齿形部12上设置第二热锻造装置200，所述第二热锻造装置200用于在齿形部12上按照所要的尺寸实施精密的齿形加工。

其中，所采用的第二下部模具260的第二齿成型部263的磨损度低于第一下部模具140的第一齿成型部141的磨损度，因此即使第一齿成型部141超过磨损极限达到更换寿命时，第二齿成型部263也有可以再延长使用寿命的优点。

图8示出有根据本发明的热精压加工工序的第二热锻造装置的特征的剖视图。

对此如图所示，所述第二热锻造装置200包括第二上部锻模210、第二下部锻模220、外侧夹具230、中心夹具240、第二上部模具250、第二下部模具260、中心冲头(punch)部270及弹性销部280。

所述第二下部锻模220以与所述第二上部锻模210对置的方式，以固定状态设置在下方。因此，当所述第二上部锻模210下降时，所述第二下部锻模220支撑成型材料m。所述外侧夹具230和所述中心夹具240设置在这样的所述第二下部锻模220的上面。

其中，所述外侧夹具230和所述中心夹具240被设置为从中心线开始以放射状分别支撑所述成型材料m。即，所述中心夹具240支撑在与所述成型材料m的中心部邻接的齿形部12的内侧下部的周围表面，所述外侧夹具230支撑于所述成型材料m的齿形部12的外侧下部的周围表面。所述中心线示出经过所述成型材料m的几何中心的虚拟的线。

所述外侧夹具230和所述中心夹具240以在所述第二下部锻模220上方能够配置所述成型材料m的方式，稳定地支撑所述成型材料m，从而当所述中心冲头部270下降时，可以插入到成型材料m的中心孔h，以此除去锻屑(slug)。

若更详细地进行说明，则当成型材料m被安置在所述第二下部锻模220上的外侧夹具230和中心夹具240上的状态时，随着所述中心冲头部270的下降，可以除去所述锻屑s。

如图所示，所述外侧夹具230和中心夹具240之间设置有第二下部模具260，所述第二下部模具260中设置有第二齿成型部263，所述第二齿成型部263用于在所述成型材料m啮合于齿形部12的状态下，精密地成型所述成型材料m的齿形部12的齿骨面13下部所残留的未成型部12a。此时，安置在所述第二下部模具260上的成型材料m以上下颠倒的颠倒状态进行安置。

如图9所示，所述第二下部模具260包括：形成有使所述弹性销部280贯穿并插入来支撑外侧夹具230的销插入孔的261a的凸缘部261；以及沿着所述凸缘部261上方的内侧的周围表面且形成有第二齿成型部263的齿成型环部262。

所述成型材料m的齿形部12在垂直方向啮合于所述第二下部模具260的第二齿成型部263，并且可滑动地进行设置。此时，在所述成型材料m的齿形部12在齿骨面13的下部残留有不完整的未成型部12a，与所述第二下部模具260的第二齿成型部263啮合的成型材料m的齿形部12如图8的′a′部所示，成型材料m保持上升了相当于未成型部12a的高度的量的上升状态并且处于停止状态。即，进入到所述穿孔工序及所述热精压加工工序之前，所述成型材料m在所述第二下部模具260上方保持上升了相当于一定的间距(未成型部12a的高度)的量的状态。

所述第二上部锻模210以与所述第二下部锻模220对置的方式设置在上方的状态下，上下移动，同时可以除去配置在所述第二下部锻模220上的成型材料m的内径部11的锻屑s。即，在所述第二上部锻模210的上部设置诸如汽缸或促动器的驱动装置(未示出)，以使所述第二上部锻模210沿着垂直方向移动。如此的第二上部锻模210中设置中心冲头部270，以便伴随所述驱动装置的工作进行下降时，可以相应移动，同时除去所述成型材料m的内径部11的锻屑s。

所述中心冲头部270以设置在所述第二上部锻模210中的状态下，当所述第二上部锻模210下降时，相应地进行下降，同时除去设置在所述成型材料m上的齿成型环部262的贯穿孔的内径部11所产生的锻屑s。

若更详细地进行说明，则当所述中心冲头部270以与所述第二上部锻模210的下降对应地移动的情况下，随着中心冲头部270的移动，第二上部模具250与成型材料m的上部进行接触从而加压时，在第二下部模具260的第二齿成型部263上方，隔着间距并保持着上升状态的成型材料m进行下降。在因作为前工序的终锻成型工序中的第一下部模具140的第一齿成型部141的磨损部位而成型未完全形成的成型材料m的齿形部12所产生的未成型部12a，通过热精压加工工序可以实现更加正确和精密的成型。即，利用所述第二下部模具260的第二齿成型部263对成型材料m加压，同时因压缩应力而残留在齿骨面13上的未成型部12a凹陷的同时被研磨，从而形成精密的齿形部12。

与此同时，所述中心冲头部270可以除去在成型材料m的贯穿孔的内径部11所产生的锻屑s。

与此相同，所述中心冲头部270以与所述中心夹具240对应的方式设置在所述第二上部锻模210，从而当所述第二上部锻模210下降时，相应地进行移动，同时对所述成型材料m进行加压，并且可以除去所述成型材料m的内径部11的锻屑s。

其中，所述中心冲头部270被设置为，能够与所述第二上部模具250一起通过第二上部锻模210沿着上下方向滑动。其中，由于所述中心冲头部270的下端保持与内径部11的锻屑s接触的状态，并且所述第二上部模具250的下端保持与成型材料m的上面接触的状态，因此当所述第二上部锻模210下降时，除去内径部11的锻屑s，同时可实施成型材料m的齿形部12的校正。

所述弹性销部280以插入在所述第二下部模具260的凸缘部261的销插入孔261a中的状态，弹性地支撑支撑成型材料m的外侧夹具230。即，因所述第二上部锻模210的下降，所述弹性销部280除去在所述成型材料m的贯穿孔的内径部11所产生的锻屑s，同时在实施控制成型材料m的精密的齿形部12的形状的热精压加工中，也持续支撑所述成型材料m。

通过所述外侧夹具230弹性地支撑所述成型材料m，通过所述第二上部锻模210的下降实施穿孔工序和热精压加工工序之后，当所述第二上部锻模210再次上升时，所述外侧夹具230上升了相当于所述弹性销部280的恢复力的量的程度，所述成型材料m也返回到原来位置。

优选地，在本发明中，所述第一下部模具140及第二下部模具260的第一齿成型部141及第二齿成型部263形成为小于成型制品m的齿形部12的尺寸，以便于所述第一齿成型部141及第二齿成型部263早期进入到齿形部12。

如下所示，下面对根据本发明的实施例的车辆用复合离合器齿轮齿形部12的热精压加工作业进行描述。

首先，在第二热锻造装置200的第二下部锻模220上安置并配置成型材料m。即，所述成型材料m的外侧支撑面通过外侧夹具230支撑，同时所述成型材料m的内侧支撑面通过中心夹具240支撑。

之后，第二上部锻模210下降并移动，同时中心冲头部270接触于成型材料m的内径部11的锻屑s上方，第二上部模具250接触于成型材料m的上表面。此时，所述成型材料m在所述第二下部模具260上方保持上升了相当于未成型部12a的高度的量的状态，所述未成型部12a为因在终锻成型工序中第一下部模具140的第一齿成型部141的磨损而未完全成型并残留的。其中，被采用的第二下部模具260的第二齿成型部263相比于第一热锻造装置100的第一下部模具140的第一齿成型部141，磨损度低。

若所述第二上部模具250和中心冲头部270对成型材料m进行加压从而成型材料m下降，则所述中心冲头部270除去成型材料m的内径部11的锻屑s。

与此同时，在所述第二上部模具250对成型材料m施加加压力，从而第二下部模具260的第一齿成型部141与成型材料m的齿形部12啮合，同时精密地成型齿骨面13的未成型部12a。

之后，当所述第二上部锻模210向上方移动时，由于所述弹性销部280的弹性恢复力，所述外侧夹具230以支撑所述成型材料m的状态向上方移动，从而返回到原来位置。

如此，因用于与除去所述成型材料m的内径部11的锻屑s的同时用于使齿形部12的精密成型的所述第二上部锻模210的下降，进行所述第二上部模具250的加压时，通过所述弹性销部280弹性地支撑的所述外侧夹具230对应地移动到下方，然后当所述第二上部锻模210上升时，通过所述弹性销部280的弹性恢复力，安置在所述外侧夹具230的所述成型材料m移动到原来位置，可以防止产生所述成型材料m的锻屑s和未成型部12a的堆积现象。

通过所述弹性销部280的弹性恢复力，返回到原来位置的成型材料m从第二热锻造装置200取出来，移动到下一个工序的热处理工序。

如图8所示的第二热锻造装置200与用于除去成型材料m的内径部11的锻屑s的穿孔工序同时复合实施用于成型所述成型材料m齿形部12的不完整的未成型部12a的热精压加工工序，因此所述热精压加工工序不是额外追加的工序，并且是与穿孔工序一起同时实施的工序，因而根本不会影响生产工序。

因此，针对根据本发明的车辆用复合离合器齿轮齿形部12的热锻造方法而言，在热锻造工序中，将终锻成型工序中没有精密地成型的成型材料m的齿形部12，在后续工序的穿孔工序中除去成型材料m的内径部11的锻屑s，同时对形成直线型的花键齿的成型材料m进行加压，从而根据齿形部12完成形成精巧的齿骨面13的复合离合器齿轮10的最终成形品。

以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明不限定于所述的实施例，只要不脱离本发明的权利要求书的记载，本发明所属的技术领域中具有通常的知识的人实施多种变形也应解释为属于本发明的权利范围内。