CN105057998B - 汽车dct自动变速器外输入轴ⅱ精锻坯制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车DCT自动变速器输入轴Ⅱ精锻坯制备方法,料段经磨削表面、喷涂润滑剂并烘干,在磨具内进行冷收径处理,在保护气氛中加热至1000℃~1080℃;在压力机上制坯镦头,得到热制坯件;预锻出深5‑8mm的凹形导向槽;再进行热挤压,挤压出孔径比≤4.5的深孔,该深孔的底厚≥D/2;再等温退火处理,然后喷丸,再对表面进行磷化皂化处理;再进行冷挤机,制得终锻坯;再进行机加工并去应力热处理。本发明的方法采用内孔挤压成形,保留金属流线机械强度提高25%,能够有效预防其上斜齿轮受力引起管壁破裂;材料利用率提高22%,加工效率大幅提升;制造产品质量稳定,批量生产效率提升,满足DCT自动变速器国产化的需要。
Description
技术领域
本发明属于金属部件加工领域,涉及一种汽车DCT自动变速器输入轴Ⅱ精锻坯制备方法。
背景技术
DCT是英文Dual Clutch Transmission的简写,中文直译为“双离合变速器”,DCT自动变速器输入轴是双离合器变速器中非常关键的零件。DCT自动变速器在效率和成本上比传统的自动变速器要有优势,DCT自动变速器上有两根输入轴,一根内输入轴Ⅰ ,一根外输入轴Ⅱ,两根空心轴套在一起,传递发动机动力。两根输入轴,分别对应于离合器“1”和“2”。外输入轴Ⅱ上有二、四、六档啮合齿轮,起到传递动力作用。
近几年国内汽车厂开始逐步设计制作DCT自动变速器,但作为核心零件的输入轴Ⅱ采用的加工工艺落后,而且存在较大的质量风险,如强度不足、存在断裂等;现行具体工艺如下:首先采用普通的模锻成形输入轴Ⅱ的外形,再采用钻孔的方式加工出关键中孔,该工艺不仅浪费很多的材料,同时加工效率也不高。其次,有一些高端的车型,采用径向锻造的工艺。该工艺设备投入成本极高;只适用于中孔全通的轴类件;径向锻造耗时长,生产效率低,外圆加工余量大等不足,为批量生产带来极大的不方便。
发明内容
本发明针对采用现有加工技术生产的管状轴类强度不足,存在断裂的风险及加工中的材料利用率低下的情况,提供一种适合于产业化制造汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ(空心轴类)的制造办法。
本发明采用热反挤压内孔+冷变薄引伸工艺,采用该工艺由于没有切断内孔金属流线,提高管壁机械强度25%,而且提高材料利用率。为后续的车加工节约时间,提升生产效率,增强了外输入轴的使用寿命。发明内容如下:
1、汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ精锻坯制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)选择合适的料段,根据工艺要求锯成料段;经无心磨磨削表面,再喷涂润滑剂,烘干润滑剂;
(2) 在液压机上按照工艺要求,在磨具内,对料段进行冷收径处理,使其一段的直径缩小;
(3) 将冷收径坯料在保护气氛中加热至1000℃~1080℃;在压力机上制坯镦头,得到热制坯件;在热制坯件上预锻出深5-8mm的凹形导向槽;
(4) 在前述热预锻处理后的坯件,立即进行热挤压,挤压出孔径比≤4.5的深孔,该深孔的底厚≥D/2;
(5) 对锻坯进行等温退火处理,然后喷丸,再对表面进行磷化皂化处理;等温退火处理温度范围为830℃~845℃,时间为90—150分钟,然后用强风快速冷却到620℃±15℃,在620℃±15℃处理150—200分钟,再冷至室温;
(6) 在压力机上,进行冷挤机,对热处理后的坯件上盘面和内孔施压作用力,产生拉伸变形,制得终锻坯;
(7)按照工艺要求,进行机加工,达到工艺要求的输入轴Ⅱ精锻坯件;
(8)按照工艺要求,对输入轴Ⅱ精锻坯件进行去应力热处理。
进一步的特征是:所述的在压力机上进行冷挤机,是在500吨冷挤机上,压力为9—12Mpa,保压时间2.0—3.0秒/件,频次12秒。
本发明汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ制备方法,相对于现有技术,其有益效果如下:
1、输入轴Ⅱ(空心轴)采用内孔挤压成形,保留金属流线机械强度提高25%,能够有效预防输入轴Ⅱ上斜齿轮受力引起管壁破裂。
2、材料利用率提高22%,中孔的材料不用钻销浪费掉。
3、加工效率大幅提升,钻孔工序省掉,节省物流时间。
4、能够成形输入轴Ⅱ产量化,制造产品质量稳定,批量生产效率提升,满足DCT自动变速器国产化的需要。
5、 本发明制得的产品精度高,氧化少,金属内在组织好,晶粒更细化,避免粗晶、混晶等不良组织;内部组织致密,机械强度比传统机加件提高25%。
附图说明:
图1是本发明DCT外输入轴Ⅱ精车坯件结构示意图;
图2是精锻加工工艺各个工步坯件结构示意图;
图2-1是冷收径结构示意图;图2-2是热制坯结构示意图;图2-3是热预锻结构示意图;图2-4是热成型结构示意图;图2-5是冷终锻成型结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本发明汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ精锻坯制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)根据工艺要求选择合适的原料(棒料段),锯成料段,长度(体积)满足工艺需要;如以20CrMnTiH为原材料高速圆盘锯成料段;经无心磨磨削表面,再喷涂润滑剂,烘干润滑剂;
(2) 在液压机上按照工艺要求,在磨具内,对料段进行冷收径处理,使其一段的直径缩小;如在300吨液压机上,在10—15Mpa,保压时间1.5—2.0秒/件,频次9秒/件的条件下,通过冷收径使其一端的一段长度的坯件直径缩小,得到要求尺寸的坯件(收径坯见图2-1)。
(3) 将冷收径坯料在保护气氛中加热至1000℃~1080℃,如在常用的中频感应加热炉中加热至1000℃~1080℃,在压力机上制坯镦头,如在常用的630T多工位压力机上制坯镦头,得到热制坯件(见图2-2),再预锻出深5-8mm的凹形导向槽(见图2-3)。常用的加热温度为1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃等,都能满足本发明的需要。凹形导向槽的尺寸为5 mm、6 mm、7 mm、8mm等,都能满足本发明的需要。
(4) 在前述热预锻处理后的坯件,立即进行热挤压,挤压出孔径比≤4.5的深孔,该深孔的底厚≥D/2,即该深孔的孔底直径大于或等于坯件直径的一半;如将热预锻处理后的坯件在400T单点压力机上热挤压,挤压出孔径比≤4.5的深孔,底厚≥D/2(见图2-4)。该步骤的热挤压,是利用前步骤加热的余热,使坯件在不低于850℃温度下,进行热挤压,获得符合工艺要求的该深孔。热挤压时,以前一步骤获得的凹形导向槽为导向基准,沿凹形导向槽轴向进行挤压。
(5) 对锻坯进行等温退火处理,然后强力喷丸,再对表面进行磷化皂化处理;等温退火处理温度范围为830℃~845℃,时间为90—150分钟,然后用强风快速冷却到620℃±15℃,在620℃±15℃处理150—200分钟,再冷至室温。常用的等温退火处理温度范围为830℃、832℃、834℃、836℃、838℃、840℃、842℃、844℃、845℃等;等温退火处理时间为90分钟、95分钟、100分钟、105分钟、110分钟、115分钟、120分钟、125分钟、130分钟、135分钟、140分钟、145分钟、150分钟,都能满足本发明的需要。在620℃±15℃温度范围内,处理的时间为150分钟、160分钟、170分钟、180分钟、190分钟、200分钟等,都能满足本发明的需要。对锻坯进行的喷丸、磷化皂化处理,都是现有技术,在此不做进一步描述。
(6) 在压力机上,进行冷挤机,对热处理后的坯件上盘面和内孔施压作用力,产生拉伸变形,制得终锻坯;如在500吨快速冷挤机,在9—12Mpa,保压时间2.0—3.0秒/件,频次12秒/件的条件下通过对预锻坯上盘面和内孔施压作用力,产生拉伸变形,制得终锻坯;(终锻坯见图2-5)。
(7)按照工艺要求,进行机加工,达到工艺要求的输入轴Ⅱ精锻坯件;该状态的输入轴Ⅱ精锻坯件,即为滚齿前状态。
(8)按照工艺要求,采用去应力回火处理,对输入轴Ⅱ精锻坯件进行去应力热处理。
本发明获得的外输入轴Ⅱ精锻坯件,按照工艺要求经过机加工和滚齿后,得到最终的外输入轴Ⅱ,其典型结构如图1所示。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ精锻坯制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1) 根据工艺要求选择原料,锯成料段;经无心磨磨削表面,再喷涂润滑剂,烘干润滑剂;
(2) 在液压机上按照工艺要求,在磨具内,对料段进行冷收径处理,使其一段的直径缩小;
(3) 将冷收径坯料在保护气氛中加热至1000℃~1080℃;在压力机上制坯镦头,得到热制坯件;在热制坯件上预锻出深5-8mm的凹形导向槽;
(4) 在前述热预锻处理后的坯件,立即进行热挤压,以前述凹形导向槽为导向基准,沿凹形导向槽轴向进行挤压;挤压出孔径比≤4.5的深孔,该深孔的孔底直径大于或等于坯件直径的一半;
(5) 对锻坯进行等温退火处理,然后喷丸,再对表面进行磷化皂化处理;等温退火处理温度范围为830℃~845℃,时间为90—150分钟,然后用强风快速冷却到620℃±15℃,在620℃±15℃处理150—200分钟,再冷至室温;
(6) 在压力机上,进行冷挤压,对热处理后的坯件上盘面和内孔施压作用力,产生拉伸变形,制得终锻坯;
(7) 按照工艺要求,进行机加工,达到工艺要求的输入轴Ⅱ精锻坯件;
(8) 按照工艺要求,对输入轴Ⅱ精锻坯件进行去应力热处理。
2.根据权利要求1所述的汽车DCT自动变速器外输入轴Ⅱ精锻坯制备方法,其特征在于:所述的在压力机上进行冷挤压,是在500吨冷挤机上,压力为9—12Mpa,保压时间2.0—3.0秒/件,频次12秒/件。
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