汽车变速器齿圈辗压制坯法

摘要

本发明公开了一种以圆钢为坯料的汽车变速器齿圈辗压制坯法，经过下料、加热、镦粗、冲盲孔及预成型、冲连皮及压端面、辗扩成型、整形、正火及抛丸等工序制成，关键在于：预成型及冲盲孔步骤中所用的模具形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔大致相同；在辗扩成型完成时辗轮和辗轴所形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔完全相同、辗轮的外圆环、顶轮的外圆环分别与毛坯的外圆环相啮合；同时在辗扩成型中变形差大的部分进行提前辗扩。本发明将辗环加工技术巧妙地应用在变速器齿圈毛坯这种非对称圆环坯件上，最大限度地减少了后续机加工量，降低了材料消耗，延长了成品的使用寿命。

权利要求

1.一种汽车变速器齿圈辗压制坯法，包括以下步骤：

a)下料：依据成品齿圈坯件的尺寸计算其净重量，在该净重量的基础上考虑火耗和冲孔连皮消耗，确定下料重量，在满足下料长度/圆钢直径<2.5的条件下，确定圆钢直径和下料长度，将圆钢剪裁成所需长度的坯料；

b)加热：将剪好的坯料送入加热炉中加热至1160～1200℃；

c)镦粗：将加热至1160～1200℃的坯料送至镦粗模具（1）中，并用相应吨位的锻压设备进行镦粗，镦粗后的坯料高度为镦粗前的0.2～0.6倍；

d）预成型及冲盲孔：再将镦粗后的坯料放入锻压设备的预成型模具（2）中，冲压成带盲孔的预制坯料；

e)冲连皮及压端面：在用锻压设备冲掉连皮的同时将坯料锻压成两端面平整的坯料并考虑金属材料的热膨胀系数；

f）辗扩成型：将1050℃左右的坯料套入辗扩成型模具中进行辗压，辗扩成型完成时坯件的终轧温度≥830℃；

g）整形：将辗扩成型后的坯件用相应的整形模具在锻压设备上进行整形；

h)正火：将整形后的坯件放入正火炉中按正火工艺进行正火，消除金属变形应力；

i)抛丸：消除坯件表面的氧化铁；

其特征在于：

所述步骤c中的镦粗模具（1）包括镦粗上模（1a）和镦粗下模（1b）, 所述镦粗下模（1b）为平板且其中心开有上大下小的锥形孔， 所述镦粗上模（1a）也为平板；

所述步骤d中的预成型模具（2）包括冲头（2a）、压板（2b）、下模（2c）和退料冲（2d），所述冲头（2a）带有锥度角δ为0～5°，所述压板（2b）套装在冲头（2a）上，所述下模（2c）的中心开有上大下小的T形阶梯孔，所述T形阶梯孔的台阶面宽度为L2，所述退料冲（2d）为圆柱形，所述下模（2c）套装在退料冲（2d）上，所述下模（2c）带有脱模角λ为0～3°； 所述步骤f中的辗扩成型模具包括辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）；

所述辗轮（3）为带有同轴内孔的圆柱体，在辗轮（3）的左端面上有一圆柱形的定位槽（3a）,该定位槽（3a）与辗轮（3）同轴且直径大于辗轮（3）的内孔直径，所述辗轮（3）左端的外圆环直径小于或等于右端的外圆环直径且左、右两端外圆环的外周面与辗轮（3）的轴线平行，所述辗轮（3）左、右两端之间的外圆环上设置有环向凹槽（3b），其轴向截面形状为：所述环向凹槽（3b）底面为水平面，该环向凹槽（3b）的左侧依次通过三个相连的左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）与所述辗轮（3）左端相连，所述三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向一致，该环向凹槽（3b）的右侧通过一个右倾斜面（3f）与所述辗轮（3）右端相连，所述右倾斜面（3f）与三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向相反，所述环向凹槽（3b）的宽度随环向凹槽（3b）深度的增加逐渐减小；所述左倾斜面Ⅰ、Ⅲ（3c、3e）、右倾斜面（3f）与辗轮（3）左端面的夹角为α，且0﹤α≤15°，所述左倾斜面Ⅱ（3d）与辗轮（3）轴线的夹角为β，且0﹤β≤20°；

所述辗轴（4）从左到右依次由同轴线的圆锥体（4a）、工作圆柱体（4b）和支撑圆柱体（4c）组成，所述圆锥体（4a）左端直径小于右端直径，所述支撑圆柱体（4c）的直径小于所述工作圆柱体（4b）的直径，所述圆锥体（4a）的左端开有螺纹连接孔（4d）；

所述顶轮（9）为带有同轴内孔的圆柱体，在顶轮（9）上设置有环向凸台，所述环向凸台由左端面（9a）、上平面（9b）和右端面（9c）围成，其轴向截面形状为：该环向凸台的左端面（9a）与顶轮（9）的左端面重合，该环向凸台的上平面（9b）与顶轮（9）轴线的夹角为β，且

0≤β≤20°，该环向凸台的右端面（9c）与顶轮（9）左端面的夹角为α，且0≤α≤15°，所述右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差为L3；

所述辗轮（3）左倾斜面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1小于所述预成型模具（2）中下模（2c）T形阶梯孔的台阶面宽度L2，所述辗轮（3）左倾斜面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1等于所述顶轮（9）环向凸台右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差L3，所述辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）的轴线平行，辗轮（3）和辗轴（4）上下布置，所述顶轮（9）安装在于辗轴（4）的侧下方。

2.按照权利要求1所述的汽车变速器齿圈辗压制坯法，其特征在于：所述辗轮（3）上的环向凹槽（3b）倒圆角，所述辗轴（4）的工作圆柱体（4b）的右端倒圆角。

3.按照权利要求1所述的汽车变速器齿圈辗压制坯法，其特征在于：所述步骤b中的加热炉为感应电炉或燃气炉。

说明书

汽车变速器齿圈辗压制坯法

技术领域

[0001] 本发明属于汽车变速器技术领域，具体地讲，是一种汽车变速器齿圈的辗压制坯法。

背景技术

[0002] 我国汽车变速器齿圈坯件至今都是用传统的锻造压制方法将圆钢坯经下料、加热、墩坯、压制、冲连皮等工序制成。由于齿圈坯件具有压制平面面积大，平面部分较薄，而且带有较高较薄的楞环，各部分外形尺寸要求精确，封闭压制时的锻压力很大，必须采用很大吨位的压力机才能压制成型，所以配置使用设备大，设备能耗高。由于齿圈内孔直径较大，所以锻压成型后冲孔去掉的连皮重量大，材料消耗高。

[0003] 汽车变速器同步滑套辗压制坯法采用的辗扩成型加工方法，仅限于制造类似同步滑套坯件的对称圆环件毛坯，如果将汽车变速器齿圈这种非对称圆环件毛坯采用汽车变速器同步滑套辗压制坯法进行压制，则在制坯工序制坯时，无法压制出满足在辗环机进行辗压时对齿圈坯件部分的预成型尺寸而简单地在制坯时将坯件压制成一个直筒圆环，由于齿圈坯件成品各部分宽窄比、厚薄比差异很大，用直筒圆环坯料进行辗压时各部分的变形差（变形差=辗扩前对应位置处的外径与内径的差值-辗扩后对应位置处的外径与内径的差值）相差非常大，当内、外径相差很大（即坯件很厚）的部分已经压制达到成品尺寸外形要求时，内外径相差很小（即坯件很薄）的部分根本无法达到满足成品要求的外型尺寸。由于无法在制坯时预先对齿圈又厚又窄的部分进行预成型，所以在辗压时坯料金属流动性差、形变阻力大等影响，很难挤压进辗轮型腔内又深又窄的槽内形成满足成品外形尺寸要求的坯件。如果其采用汽车变速器同步滑套辗压制坯法进行双件对称压制，再将其分割成双件时必然造成材料浪费。

发明内容

[0004] 本发明的目的是通过辗扩成型加工方法制造出汽车变速器齿圈这种非对称圆环件毛坯，最大限度地降低生产能源消耗，降低材料消耗，减少后续机加工量，同时提高坯件的综合机械性能。

[0005] 为解决以上技术问题，本发明提供的汽车变速器齿圈辗压制坯法，包括以下步骤：

[0006] 一种汽车变速器齿圈辗压制坯法，包括以下步骤：

[0007] a)下料：依据成品齿圈坯件的尺寸计算其净重量，在该净重量的基础上考虑火耗和冲孔连皮消耗，确定下料重量，在满足下料长度/圆钢直径<2.5的条件下，确定圆钢直径和下料长度，将圆钢剪裁成所需长度的坯料；

[0008] b)加热：将剪好的坯料送入加热炉中加热至1160～1200℃；

[0009] c)镦粗：将加热至1160～1200℃的坯料送至墩粗模具（1）中，并用相应吨位的锻压设备中进行墩粗，镦粗后的坯料高度为镦粗前的0.2～0.6倍；

[0010] d）预成型及冲盲孔：在将镦粗后的坯件放入锻压设备的预成型模具（2）中，冲压成带盲孔的预制坯料；

[0011] e)冲连皮及压端面：在用锻压设备冲掉连皮的同时将坯料锻压成两端面平整的坯料并考虑金属材料的热膨胀系数；

[0012] f）辗扩成型：将1050℃左右的坯料套入辗扩成型模具中进行辗压，辗扩成型完成时坯件的终轧温度≥830℃；

[0013] g）整形：将辗制成型后的坯件用相应的整形模具在锻压设备上进行整形；

[0014] h)正火：将整形后的坯件放入正火炉中按正火工艺进行正火，消除金属变形应力；

[0015] i)抛丸：消除坯件表面的氧化铁；

[0016] 关键在于：

[0017] 所述步骤c中的墩粗模具（1）包括墩粗上模（1a）和墩粗下模（1b）, 所述墩粗下模（1b）为平板且其中心开有上大下小的锥形孔， 所述墩粗上模（1a）也为平板；

[0018] 所述步骤d中的预成型模具（2）包括冲头（2a）、压板（2b）、下模（2c）和退料冲（2d），所述冲头（2a）带有锥度角δ为0～5°，所述压板（2b）套装在冲头（2a）上，所述下模（2c）的中心开有上大下小的T形阶梯孔，所述T形阶梯孔的台阶面宽度为L1，所述退料冲（2d）为圆柱形，所述下模（2c）套装在退料冲（2d）上，所述下模（2c）带有脱模角λ为0～3°；

[0019] 所述步骤f中的辗扩成型模具包括辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）；

[0020] 所述辗轮（3）为带有同轴内孔的圆柱体，在辗轮（3）的左端面上有一圆柱形的定位槽（3a）,该定位槽（3a）与辗轮（3）同轴且直径大于辗轮（3）的内孔直径，所述辗轮（3）左端的外圆环直径小于或等于右端的外圆环直径且左、右两端与辗轮（3）的轴线平行，所述辗轮（3）左、右两端之间的外圆环上设置有环向凹槽（3b），其轴向截面形状为：所述环向凹槽（3b）底面为水平面，该环向凹槽（3b）的左侧依次通过三个相连的左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）与所述辗轮（3）左端相连，所述三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向一致，该环向凹槽（3b）的右侧通过一个右倾斜面（3f）与所述辗轮（3）右端相连，所述右倾斜面（3f）与三个左倾斜面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（3c、3d、3e）的倾斜方向相反，所述环向凹槽（3b）的宽度随环向凹槽（3b）深度的增加逐渐减小；所述左倾斜面Ⅰ、Ⅲ（3c、3e）和右倾斜面（3f）与辗轮（3）左端面的夹角为α，且0﹤α≤15°，所述左倾斜面Ⅱ（3d）与辗轮（3）轴线的夹角为β，且0﹤β≤20°；

[0021] 所述辗轴（4）从左到右依次由同轴线的圆锥体（4a）、工作圆柱体（4b）和支撑圆柱体（4c）组成，所述圆锥体（4a）左端直径小于右端直径，所述支撑圆柱体（4c）的直径小于所述工作圆柱体（4b）的直径，所述圆锥体（4a）的左端开有螺纹连接孔（4d）；

[0022] 所述顶轮（9）为带有同轴内孔的圆柱体，在顶轮（9）上设置有环向凸台，所述环向凸台由左端面（9a）、上平面（9b）和右端面（9c）围成，其轴向截面形状为：该环向凸台的左端面（9a）与顶轮（9）的左端面重合，该环向凸台的上平面（9b）与顶轮（9）轴线的夹角为β，且0≤β≤20°°，该环向凸台的右端面（9c）与顶轮（9）左端面的夹角为α，且0≤α≤15°，所述右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差为L3；

[0023] 所述辗轮（3）左倾斜面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1小于所述预成型模具（2）中下模（2c）T形阶梯孔的台阶面宽度L2，所述辗轮（3）左平面Ⅰ（3c）左、右两端的深度差L1等于所述顶轮（9）环向凸台右端面（9c）的大直径端与小直径端的半径差L3，所述辗轮（3）、辗轴（4）和顶轮（9）的轴线平行，辗轮（3）和辗轴（4）上下布置，所述顶轮（9）安装在于辗轴（4）的侧下方。

[0024] 本发明以圆钢为坯件，通过下料、加热、镦粗、预成型及冲盲孔、冲连皮及压端面等一系列工序后进行辗扩成型、整形、正火及抛丸。所述辗扩成型的工作原理与传统的辗扩成型原理相同，由辗轮、辗轴和顶轮组成的辗扩成型模具进行。

[0025] 本发明的技术难点是解决非对称圆环件的辗扩难题，本发明采用的基本方法就是在预成型完成时，预成型模具所形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔大致相同；在辗扩成型完成时辗轮和辗轴所形成的型腔断面与汽车变速器齿圈毛坯所对应的不同内、外径的圆环内腔完全相同，辗轮的外圆环、顶轮的外圆环分别与毛坯的外圆环相啮合；通过控制辗轮左倾斜面Ⅰ的左、右两端的深度差L1小于预成型模具中下模T形阶梯孔的台阶面宽度为L2，来实现在辗扩时对辗扩成型中变形差大的部分进行提前辗扩。辗轮左平面Ⅰ左、右两端的深度差L1等于顶轮环向凸台右端面的大直径端与小直径端的半径差L3，L1和L3均由成品毛坯件决定。墩粗下模中的锥形孔，预成型模具中冲头的锥度角δ和下模上设置的λ、辗轮及顶轮中设置的脱模角α，都是为了方便脱模。辗轮中设置的β、顶轮中设置的β对应坯件中的同一角度，设置此角度是为了进一步节约原材料。

[0026] 辗扩过程如下：将辗轮和辗轴分别装在工作架上，将坯件套在所述辗轴的工作圆柱体上，辗轮为主动轴，辗轴活接在工作架上。辗轮下移与坯件接触，坯件的高度刚好能卡入辗轮的环向凹槽内，辗轮带动坯件随辗轮一起转动。辗轮在不断辗扩坯件的过程中继续下移，坯件的高度始终不变，坯件的厚壁逐渐减小，同时坯件的直径不断变大。经过辗轮辗压的坯件曲率偏大，顶轮在坯件辗扩成型完成前对坯件施加推力，有利于坯件外圆环的弯曲变形，使坯件的曲率半径达到要求。当坯件与预先设置在辗轴周围的定位轮接触时（图中未示出），停止辗扩成型工序。

[0027] 本发明运用了圆钢材料的热锻性能，通过压缩、冲孔、延伸、扩展等多种方法，利用预成型模具及辗轮、辗轴的配合非常巧妙地解决了辗制非对称异形圆环件各部分不同内、外径对应的不同变形差在环形辗压工艺上的难题，具有以下优点：

[0028] 1）辗环制坯冲孔小，冲孔连皮浪费少，扩孔后环件截面尺寸形状接近于成品，避免了机加带来的材料损耗，与锻坯及用钢管加工而成的坯件相比，材料损耗降低了15%～30%；

[0029] 2）由于齿圈外圆直径大，内孔直径大，属壁厚相对较小的薄环件，且带有壁厚与高度比较小的小圆环，因此封闭锻压所需的压制力很大，所需要的设备吨位比辗扩预成型所需要的设备吨位大几倍，本发明用较小吨位的设备制成的坯件尺寸达到了用大几倍吨位的设备制成的坯件尺寸，极大地节约了设备能源消耗和设备投入。

[0030] 3）辗环变形是径向压缩，周向延伸，坯件金属纤维沿圆周连续排列，提高了坯件的内在质量和制造精度，改善了成品零件的热处理性能、强度和耐磨性，成品使用寿命显著提高。

[0031] 4）整形完成后，利用锻造余热保温进行正火处理，仅此一项即可节约能源40%左右，有效降低了制造成本。

附图说明

[0032] 图1是墩粗模具示意图。

[0033] 图2是预成型模具示意图。

[0034] 图3 是辗扩成型设备中辗轮的结构示意图。

[0035] 图4 是辗扩成型设备中辗轴的结构示意图。

[0036] 图5 是辗扩成型设备中顶轮的结构示意图。

[0037] 图6是辗扩成型设备示意图。

[0038] 图7是图6的右视图。

[0039] 图8是本发明的工艺流程图。

[0040] 图9 是汽车变速器齿圈毛坯图。

具体实施方式

[0041] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

[0042] 要加工如图9所示的汽车变速器齿圈毛坯，采用如图8所示的工艺流程：

[0043] a)下料：依据成品齿圈坯件的尺寸计算其净重量，在该净重量的基础上考虑火耗和冲孔连皮消耗，确定下料重量，在满足下料长度/圆钢直径<2.5的条件下，确定圆钢直径和下料长度，将圆钢剪切成所需长度的坯料；坯件尺寸是根据汽车变速器齿圈成品尺寸增加加工余量，因辗扩成型精度高，每个加工端面增加1.5mm加工余量就能完全满足加工要求。若采用原有锻造制坯一般每个加工面要增加2.5～5mm的加工余量。

[0044] b)加热：将剪好的坯料送入感应电炉中加热至1160～1200℃左右，火耗按15%；也可以送入燃气炉中加热火耗相应增3%～4%；待锻。

[0045] c)镦粗：将加热至1160～1200℃的坯料送至墩粗模具1中，并用相应吨位的锻压设备如空气锤、曲臂压力机、摩擦压力机等，镦成腰鼓形坯件进行墩粗，镦粗后的坯料高度为镦粗前的0.2～0.6倍。

[0046] 如图1所示的墩粗模具1，由墩粗上模1a和墩粗下模1b两个件组成。墩粗上模1a为平板；墩粗下模1b也为平板，在平板的中心开有上大下小的锥形孔。锥形孔的设置是为了方便脱模。

[0047] d）预成型及冲盲孔：在将镦粗后的坯件放入锻压设备的预成型模具中，冲压成基本充满预成型模具内腔的带盲孔的坯料，此道工序的关键是设计预成型模具内腔。如图2所示的预成型模具，由冲头2a、压板2b、下模2c和退料冲2d四个件组成。冲头2a带有锥度角δ为0～5°，当锥度角δ为0°时，冲头2a为圆柱体，当锥度角δ大于0°时，冲头2a为圆锥体。压板2b套装在冲头2a上。下模2c的中心开有上大下小的T形阶梯孔， T形阶梯孔的台阶面宽度为L2，L2为台阶面的大直径端与小直径端的半径差。退料冲2d为圆柱形，下模2c套装在退料冲2d上，下模2c带有脱模角λ为0～3°；安装时，冲头2a及压板2b位于下模2c和退料冲2d上方，四者的轴心线重合。除带有连皮外，预成型的坯件形状与图9所示的最终的坯件形状大致相同，区别仅在于尺寸大小上。

[0048] e)冲连皮及压端面：在用锻压设备冲掉连皮的同时将坯料锻压成两端面满足辗制要求的坯料；考虑金属材料的热膨胀系数，此道工序在压端面时将坯料锻压高度在坯件成品高度的基础上增加0.1～1.5mm。

[0049] f）辗扩成型：经过上述几道工序，出炉时1160～1180℃的坯料已降温至1050℃左右。辗扩成型模具由图3所示的辗轮、图4所示的辗轴和图5所示的顶轮组成。

[0050] 如图3所示的辗轮3为带有同轴内孔的圆柱体，辗轮3由左端面、右端面、外圆环组成，外圆环由环向凹槽3b分割成左端和右端。在辗轮3的左端面上有一圆柱形的定位槽3a,该定位槽3a与辗轮3同轴且直径大于辗轮3的内孔直径，辗轮3左端的外圆环直径小于或等于右端的外圆环直径且左、右两端与辗轮3的轴线平行，辗轮3左、右两端之间的外圆环上设置有环向凹槽3b，其轴向截面形状为：环向凹槽3b底面为水平面，该环向凹槽3b的左侧依次通过三个相连的左倾斜面Ⅰ 3c、Ⅱ 3d、Ⅲ 3e与辗轮3左端相连，三个左倾斜面Ⅰ 3c、Ⅱ 3d、Ⅲ 3e的倾斜方向一致，该环向凹槽3b的右侧通过一个右倾斜面3f与辗轮3右端相连，右倾斜面3f与三个左倾斜面Ⅰ 3c、Ⅱ 3d、Ⅲ 3e的倾斜方向相反，环向凹槽3b的宽度随环向凹槽3b深度的增加逐渐减小；左倾斜面Ⅰ 3c、Ⅲ 3e和右倾斜面3f与辗轮3左端面的夹角为α，0﹤α≤15°，左倾斜面Ⅱ 3d与辗轮3轴线的夹角为β，0﹤β≤20°；辗轮3的内孔及定位槽3a能使辗轮3稳固地安装在工作架上，并能保证辗轮3在辗压过程中不会发生窜动。左倾斜面Ⅱ 3d的倾斜角度β由坯件成品决定并与成品角度相同。辗轮3中的α为脱模角，方便脱模；同时便于辗压过程中金属的挤压流动，保证坯件金属体充满辗轮3的环向凹槽3b，辗制出的坯件外形完整规则。

[0051] 如图4所示的辗轴4，从左到右依次由同轴线的圆锥体4a、工作圆柱体4b、和支撑圆柱体4c组成。圆锥体4a左端直径小于或等于右端直径，支撑圆柱体4c的直径小于工作圆柱体4b的直径，圆锥体4a的左端开有螺纹连接孔4d。

[0052] 如图5所示的顶轮9为圆柱体且带有同轴的内孔，内孔为安装孔。在顶轮9上设置有环向凸台，环向凸台由左端面9a、上平面9b和右端面9c围成，其轴向截面形状为：该环向凸台的左端面9a与顶轮9的左端面重合，该环向凸台的上平面9b与顶轮9轴线的夹角为β， 0≤β≤20°，该环向凸台的右端面9c与顶轮9左端面的夹角为α， 0≤α≤15°，右端面9c的大直径端与小直径端的半径差为L3。上平面9b与顶轮9轴线的夹角β，与辗轮3左倾斜面Ⅱ 3d的倾斜角度β相对应，同样由坯件成品决定并与成品角度相同；α为脱模角，与辗轮3中的脱模角α对应。

[0053] 辗轮3左倾斜面Ⅰ 3c 的左、右两端的深度差为L1，预成型模具2中下模2c T形阶梯孔的台阶面宽度为L2， L1小于L2， 这是保证对坯件变形差大的部分进行提前辗扩的关键，汽车变速器齿圈坯件的外形决定了卡入辗轮3的坯件6在此处的变形差最大；同时，辗轮3左平面Ⅰ 3c左、右两端的深度差L1等于顶轮9中环向凸台右端面9c大直径端与小直径端的半径差L3。辗轮3、辗轴4和顶轮9的轴线平行，辗轮3和辗轴4上下布置，顶轮9安装在辗轴4的侧下方。

[0054] 如图6所示，将辗轮3和辗轴4分别装在工作架5上，将坯件6从辗轴4的右端套入辗轴4的第一工作圆柱体4a和第二工作圆柱体4b上坯件6内孔直径大的一端位于左侧，通过辗轮3上方的压力机图中未示出压下辗轮3。辗轮3为主动轴，辗轴4活接在工作架5上。结合图5、图6，辗轮3下移与坯件6接触，坯件6的高度刚好能卡入辗轮3的环向凹槽3b内，辗轮3环向凹槽3b首先与坯件6的最上端接触（此处的变形差最大），由于坯件6的最上端变形差最大，因此在辗扩时保证了对变形差大的部分进行提前辗压。辗轮3带动坯件6和辗轴4随辗轮3一起转动，开始进行辗扩成型。辗轮1在不断辗压坯件6的过程中继续下移，坯件6的高度始终不变，坯件6的厚壁逐渐减小，同时坯件6的直径不断变大。如图7所示，坯件6首先与设置在辗轴4侧下方的顶轮9接触，由顶轮9对坯件6施加一定的推力。辗轮1、辗轴4和顶轮9的旋转方向如箭头所示，辗轮1、顶轮9分别与坯件6啮合。当坯件6与预先设置在辗轴2周围的信号轮10接触时，停止辗扩成型工序。辗扩成型完成时坯件的终轧温度≥830℃；如图5所示，支撑架7对辗轴4起支撑作用，以保证辗轴4的正常转动。辗轴4在坯件6的左侧设置挡板8，保证坯件6在辗扩成型过程中不发生轴向移动。

[0055] 如图6所示，辗轮3和辗轴4的设置是依据如图9所示的汽车变速器齿圈毛坯的结构形式而定。在具体实施时，辗轮3的环向凹槽深度比坯件6的壁厚通常少1～3mm,因此，辗轮3在辗压过程中与辗轴4的距离≥1～3mm。

[0056] 为进一步优化辗扩成型工序，辗轮3上的环向凹槽3b倒圆角，辗轴4的第一工作圆柱体4b的右端倒圆角。

[0057] g）整形：将辗制成型后的坯件用相应的整形模具在锻压设备上进行整形，进一步提高坯件的几何尺寸精度，此时坯件温度≥830℃。

[0058] h)正火：将整形后的坯件放入正火炉中按正火工艺进行正火，消除金属变形应力；

[0059] i)抛丸：将正火后的坯件进行抛丸，消除坯件表面的氧化铁。

[0060] 整个工艺流程属于锻压辗环加工的常用工艺流程，之所以能加工出汽车变速器齿圈毛坯这种非对称环向有多个不同内外径圆环形坯件，其关键是在步骤c镦粗中使用了如图1所示的墩粗模具、步骤d预成型及冲盲孔中使用了如图2所示的预成型模具和在步骤f辗扩成型中使用了如图3所示的辗轮3、如图4所示的辗轴4和如图5所示的顶轮9，通过控制预成型模具与辗轮的环向凹槽深度不一致，对辗扩成型中变形差大的部分进行提前辗压。