CN105665596A - 新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，包括如下工艺步骤：①深孔冷挤压成形，②冲底去除底部，③冷锻挤缩径及成形。该制造工艺简单、工序少、效率高，加工中几乎无废料产生，节省原材料，成本降低，材料的金属流线不被切断，经冷锻挤的产品，综合机械性能提高，产品性能好，质量稳定，而且产品的精度能得到保证，能满足新能源轿车的使用要求。

Description

新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺
技术领域
本发明属于锻造成形技术领域，涉及新能源轿车驻车档棘爪，尤其涉及驻车档棘爪部件的锻造成形工艺。
背景技术
国家知识产权局公开了比亚迪股份有限公司申请的一种驻车机构(CN201220239076.6)，包括棘爪、与棘爪相啮合的棘轮及传动轴，所述棘轮安装在变速箱的主轴上，驻车机构还包括底板支座、摆臂、摇臂铆销和用于推动所述棘爪转动的棘爪推进套，所述棘爪安装在所述底板支座上，所述传动轴的一端与电机连接，所述传动轴的另一端穿过底板支座与摆臂的一端连接，所述摆臂的另一端固定到摇臂铆销上，所述摇臂铆销还与棘爪推进套连接并可带动所述棘爪推进套移动。该专利涉及棘爪推进套部件主要用于新能源轿车。
新能源轿车驻车档棘爪推进套是一种传递变载荷的运动零件，此类产品属于中空薄壁型零件，一般为内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段，内孔过渡段为台阶结构，外圆过渡段为二道锥度台阶结构，如图1所示，内孔及外圆粗糙度要求≥Ra1.6,同轴度要求为≤0.15mm。由于薄壁、孔径小、孔深，内孔和外圆同轴度及表面粗糙度要求很高，采用常规精锻成形技术制造工艺难以实现，原因是常规精锻技术孔径挤压深度不大于孔径的2.5倍，而新能源轿车驻车档棘爪推进套产品孔径挤压深度是孔径的3-5倍，故现有技术制造工艺都是采用传统的切削工艺生产，机床切削加工工艺简单，易实现生产，由于全部是切削加工，效率低，成本高，一致性差，生产周期长，浪费材料，其次整体产品强度同于母材强度，传统的切削工艺生产制造的新能源轿车驻车档棘爪推进套，内部组织疏松，强度低，质量不稳定，并且由于材料金属流线被切断而使综合机械性能降低，在使用过程中易发生破损现象，容易造成轿车行驶过程中换档时出现挂不上档的严重后果。
发明内容
本发明针对现有采用传统的切削加工工艺制造新能源轿车驻车档棘爪推进套的不足，提出一种采用深孔冷锻挤方法，精锻成形制造新能源轿车驻车档棘爪推进套，制造工艺简单、工序少、效率高、成本低、节省材料，产品质量综合机械性能有所提高，能满足新能源轿车的使用要求。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，包括如下工艺步骤：
①深孔冷挤压成形：利用深孔挤压模具，将经制坯后的坯料放入深孔挤压模具中进行挤压，形成中空盲孔薄壁圆柱形结构，孔径挤压深度是孔径的2.5-5倍；
②冲底去除底部：将上述深孔冷挤压成形后的坯料冲底去除底部，形成中空薄壁圆柱形结构；
③冷锻挤缩径及成形：将上述冲底去除底部后的坯料放入缩径及整体成形凹模中进行冷锻挤缩径及成形，形成内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段。
所述的步骤①深孔冷挤压成形包括a下料：用圆盘锯床按图截取金属棒材；b球化退火：退火后的球化率不小于85％，硬度不大于80HRB；c抛丸处理：去除表面氧化物；d再磷皂化处理后在常温环境下，将坯料放进深孔挤压模具中采用315吨冷挤压机进行精锻成形。
所述的步骤③冷锻挤缩径及成形，就是采用精密锻模在冷压机上进行冷锻挤缩径及整体成形，模具表面粗糙度为Ra0.05，即将冲底去除底部后的坯料放入缩径及整体成形凹模中，在冷压机力的作用下，金属沿凹模内腔形状及凸模形状呈轴向流动进行缩径及整体成形，从而一次性完成缩径及整体成形。
所述的深孔挤压模具包括上模组件、挤压上冲头、浮动凹模、浮动凹模套、下模组件、下顶料杆和氮气弹簧，浮动凹模与浮动凹模套固接，浮动凹模套在导向圈的限制下可上下滑动，下顶料杆竖直朝上伸入下模组件的下模芯孔内，下模组件设置在浮动凹模的下方，氮气弹簧围绕下模组件均匀固定设置在导向圈内，挤压上冲头竖直固定在上模组件的底部向下悬伸并在压机作用下对设置在浮动凹模内的坯料反挤压。
所述的导向圈的内壁设置有与浮动凹模套外壁相配合的竖直导轨。
孔径挤压深度是孔径的4倍
本发明先采用浮动凹模结构的深孔挤压模具冷锻挤成形中空盲孔薄壁圆柱形结构，挤压过程中金属流动阻力小、凸模摩擦系数小、凸模受力小等特点，保证了凸模冷锻挤时的稳定性，孔径挤压深度是孔径的2.5-5倍；经深孔冷挤压成形成形后的坯料冲孔去除底部后；再冷锻挤缩径及成形，形成内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段，产品内孔和外表面精度高，表面粗糙度不小于Ra1.6，产品整体成形尺寸一致，内部组织密度高，抗冲击力强。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明克服了现有技术中常规精锻技术难以突破的挤压深度不能大于孔径2.5倍的技术问题，采用深孔冷锻挤方法解决了薄壁孔径小且孔深零件精锻成形加工困难的技术问题，通过深孔冷挤压成形、冲孔去除底部和冷锻挤缩径及成形步骤，工序都是在冷压机上瞬间完成，制造工艺简单、工序少、效率高，加工中几乎无废料产生，节省原材料，成本降低，材料的金属流线不被切断，经冷锻挤的产品，综合机械性能提高，产品性能好，质量稳定，而且产品的精度能得到保证，能满足新能源轿车的使用要求。
附图说明
图1是本发明实施例中新能源轿车驻车档棘爪推进套的结构示意图；
图2是本发明实施例坯料变形工艺流程图；
图3是本发明实施例中深孔挤压模具的结构示意图。
图中序号：1、上模组件，2、挤压上冲头，3、浮动凹模，4、浮动凹模套，5、下模组件，6、下顶料杆，7、氮气弹簧，8、导向圈，9、下模芯。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：参见图1所示，一种新能源轿车驻车档棘爪推进套，具体为内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段，内孔过渡段为台阶结构，外圆过渡段为二道锥度台阶结构，内孔及外圆粗糙度要求≥Ra1.6,同轴度要求为≤0.15mm；该新能源轿车驻车档棘爪推进套大端孔径为9mm,外径为17mm,小端孔径为6mm,外径为10mm,内孔深度为44mm。
其制造工艺，包括如下工艺步骤：
①深孔冷挤压成形：
a下料：选用40CrMn金属棒材，用圆盘锯床按图截取金属棒材；
b球化退火：井式炉进行球化退火，退火温度为720℃-780℃，退火后的球化率不小于85％，硬度不大于80HRB；
c抛丸处理：去除表面氧化物；
d磷皂化处理：送磷皂化生产线进行磷皂化处理；
e在常温环境下，将磷皂化处理后的坯料放进深孔挤压模具中采用315吨冷挤压机进行精锻成形，形成中空盲孔薄壁圆柱形结构，孔径挤压深度是孔径的4倍；所述的深孔挤压模具包括上模组件1、挤压上冲头2、浮动凹模3、浮动凹模套4、下模组件5、下顶料杆6和氮气弹簧7，浮动凹模3与浮动凹模套4固接，浮动凹模套4在导向圈8的限制下可上下滑动，所述的导向圈8的内壁设置有与浮动凹模套4外壁相配合的竖直导轨，下顶料杆6竖直朝上伸入下模组件5的下模芯9孔内，下模组件5设置在浮动凹模3的下方，氮气弹簧7围绕下模组件5均匀固定设置在导向圈8内，挤压上冲头2竖直固定在上模组件1的底部向下悬伸并在压机作用下对设置在浮动凹模3内的坯料反挤压；
②冲底去除底部：将上述深孔冷挤压成形后的坯料冲底去除底部，形成中空薄壁圆柱形结构；
③冷锻挤缩径及成形：就是采用精密锻模在冷压机上进行冷锻挤缩径及整体成形，模具表面粗糙度为Ra0.05，即将冲底去除底部后的坯料放入缩径及整体成形凹模中，在冷压机力的作用下，金属沿凹模内腔形状及凸模形状呈轴向流动进行缩径及整体成形，从而一次性完成缩径及整体成形，形成内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段。
④机加工及热处理:按产品图纸尺寸要求进行简单的机加工；然后送热处理生产线进行加热调质处理，产品调质后硬度为28-32HRC，既具有强度又有塑性，能够满足新能源轿车驻车档棘爪推进套的使用要求；最后清洗、涂油、包装。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，包括如下工艺步骤：
①深孔冷挤压成形：利用深孔挤压模具，将经制坯后的坯料放入深孔挤压模具中进行挤压，形成中空盲孔薄壁圆柱形结构，孔径挤压深度是孔径的2.5-5倍；
②冲底去除底部：将上述深孔冷挤压成形后的坯料冲底去除底部，形成中空薄壁圆柱形结构；
③冷锻挤缩径及成形：将上述冲底去除底部后的坯料放入缩径及整体成形凹模中进行冷锻挤缩径及成形，形成内外径不同的两段中空薄壁圆柱形结构以及它们之间的过渡段。
2.根据权利要求1所述的新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，其特征在于所述的步骤①深孔冷挤压成形包括：下料、球化退火，退火后的球化率不小于85％，硬度不大于80HRB，抛丸处理，磷皂化处理，在常温环境下，将磷皂化处理后的坯料放进深孔挤压模具中采用315吨冷挤压机进行精锻成形。
3.根据权利要求1所述的新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，其特征在于：所述的步骤③冷锻挤缩径及成形，就是采用精密锻模在冷压机上进行冷锻挤缩径及整体成形，模具表面粗糙度为Ra0.05，即将冲底去除底部后的坯料放入缩径及整体成形凹模中，在冷压机力的作用下，金属沿凹模内腔形状及凸模形状呈轴向流动进行缩径及整体成形，从而一次性完成缩径及整体成形。
4.根据权利要求1、2或3所述的新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，其特征在于：所述的深孔挤压模具包括上模组件⑴、挤压上冲头⑵、浮动凹模⑶、浮动凹模套⑷、下模组件⑸、下顶料杆⑹和氮气弹簧⑺，浮动凹模⑶与浮动凹模套⑷固接，浮动凹模套⑷在导向圈⑻的限制下可上下滑动，下顶料杆⑹竖直朝上伸入下模组件⑸的下模芯⑼孔内，下模组件⑸设置在浮动凹模⑶的下方，氮气弹簧⑺围绕下模组件⑸均匀固定设置在导向圈⑻内，挤压上冲头⑵竖直固定在上模组件⑴的底部向下悬伸并在压机作用下对设置在浮动凹模⑶内的坯料反挤压。
5.根据权利要求4所述的新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，其特征在于：所述的导向圈⑻的内壁设置有与浮动凹模套⑷外壁相配合的竖直导轨。
6.根据权利要求4或5所述的新能源轿车驻车档棘爪推进套制造工艺，其特征在于：孔径挤压深度是孔径的4倍。
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