CN102319846B

CN102319846B - 汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法

Info

Publication number: CN102319846B
Application number: CN201110164994.7A
Authority: CN
Inventors: 胡斌; 敬勇; 胡昌泽
Original assignee: Chongqing Chuangjing Warm Forging Forming Co Ltd
Current assignee: Chongqing Chuangjing Warm Forging Forming Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-06-20
Also published as: CN102319846A

Abstract

本发明公开了汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法，按照工艺设计要求准备原材料，锯成料段；将料段加热至1080-1160℃；在压力机上将料段拔长；将坯件放置在热锻模具内进行热锻成型；进行切边；对坯件进行热处理，使其硬度达到HB150—170；进行常规的抛丸处理、表面处理；在冷挤压模具内对坯件进行冷挤压加工；进行机加工后的合格品即为精锻坯件。本发明的成型方法，冷锻、热锻相结合的方式，成型精度高；材料利用率高，能达到95%以上；冷挤压在同一道工序中同时解决大头内六方及轴上外花键的挤压成型；因热锻、冷锻的挤压使零件金属流动取向提高了产品的强度。

Description

汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法

技术领域

本发明涉及一种汽车自动变速器输出轴的冷热锻造成形工艺，尤其是汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型工艺方法。

背景技术

汽车自动变速器输出花键轴为汽车动力输出的传动零件，对汽车安全行驶非常重要。它的好坏直接影响汽车动力输出的连续性、稳定性、强度好坏决定行驶安全性。该件传统的加工方法为端头内六方及轴上花键齿进行机加使得加工难度大、速度慢、破坏零件纤维取向，影响强度；另外，也存在材料利用低、综合成本高、不具有市场竞争力等不足。

发明内容

本发明针对现有技术中加工汽车自动变速器输出花键轴存在的上述不足，提供一种冷锻、热锻相结合的、提高材料利用率的汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法。

本发明的技术方案：汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照工艺设计要求准备原材料，将原材料磨削表面、探伤检查裂纹后，锯成料段，去除不符合要求的料段；

（2）将料段加热至1080-1160℃；

（3）在压力机上将料段拔长，使坯件的长径比增大，得到长径比符合工艺要求的坯件；

（4）将坯件放置在热锻模具内，在热模锻压力机上进行热锻成型；

（5）按照工艺要求，进行切边；

（6）对坯件进行热处理，使其硬度达到HB150—170；

（7）对坯件进行常规的抛丸处理，然后按照工艺要求进行机加工和常规的表面处理；

（8）在冷挤压模具内对坯件进行冷挤压加工，使坯件的内六角及轴上外花键能一次成型；

（9）按照工艺要求进行机加工，合格品即为精锻坯件。

本发明汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法，相对于现有技术，具有如下特点：

1、冷锻、热锻相结合的方式，成型精度高；

2、材料利用率高，能达到95%以上；

3、冷挤压在同一道工序中同时解决大头内六方及轴上外花键的挤压成型；

4、因热锻、冷锻的挤压使零件金属流动取向提高了产品的强度；

5、分步、分工序制造、有利于排产及生产组织效率高、有效地降低了成本。

本工艺及使用该特定的成型、挤压模具制造该零件。热锻冷锻相结合的工艺，用∮45mm直径棒料。在热锻阶段，利用空气锤拨长，成型模具约束外径，有效地解决大的长径比带来的实稳而易产生折叠的缺陷。锻件经过正火、冷挤前坯的机加、磷、皂化处理后用高精度快速油压机，配以专用冷挤压模具一道工艺成形大端内六方及轴上外花键。效率比机加手段有大大的提升，尺寸稳定性增强。

附图说明

图1是本发明工艺方法流程图；

图2是本发明花键轴热锻成型模具装配简图；

图3是本发明花键轴冷挤压成型模具装配件图；

图4—1热锻坯图；图4—2、4—3是冷挤压后产品图；图4—4、4—5最终产品机加图。

具体实施方式

如图1中，本发明汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照工艺设计要求准备原材料，将原材料磨削表面、探伤检查裂纹后，锯成料段，去除不符合要求的料段；一般采用∮45mm直径棒料；

（2）将料段加热至1080-1160℃；具体可选1090℃、1100℃、1110℃、

1120℃、1130℃、1140℃、1150℃等。

（3）在压力机上将料段拔长，使坯件的长径比增大，得到长径比符合工艺要求的坯件；具体压力机上用空气锤进行拔长，用成型模具约束外径，有效地解决大的长径比带来的室温下易产生折叠的缺陷；

（5）按照工艺要求，进行切边；可以在温度降低后进行冷切边，也可以在较高温度下进行切边；

（6）对坯件进行热处理，使其硬度达到HB150—170；热处理的目的是降低表面硬度，消除应力，是一种调质处理；可以达到的硬度为HB155、HB158、HB163、HB165、HB168等。

（7）对坯件进行常规的抛丸处理，然后按照工艺要求进行机加工和常规的表面处理；如，表面磷化、皂化处理；抛丸处理、表面磷化、皂化处理等，都采用现有技术，在此不作进一步描述；

（8）在冷挤压模具内对坯件进行冷挤压加工，使坯件的内六角及轴上外花键的一次成型，同时保证了其同轴度；

（9）按照工艺要求进行机加工，合格品即为精锻坯件。根据需要，对检验合格的坯件进行浸油处理，入库堆放备用。

该工艺路线的关键工序之一为步骤（3）的拨长工序，拨长的快慢制约热锻的生产效率，拨长的质量好坏制约产品热锻的成品率；故在实际生产中有专用钳夹工装使工人便于掌握拨长的起始点。关键工序之二为步骤（8）的冷挤工序，通过该工序完成内六角及轴上外花键的一次成型，同时保证了其同轴度。

本发明工艺采用冷温结合方式，从由棒材经中频加热、拨长、热锻、最终冷挤压的工艺路线过程制造产品。本发明采用热锻模具和冷挤压模具结构，特别是在冷挤压工序中的内六角与轴上外花键一体式同时挤压成型模具结构。本发明的热锻模具和冷挤压模具按照工艺要求制作，可以有多种结构，满足工艺需要。

参见图2、4中，本发明的热锻模具，包括上模座1和下模座2，在上模座1上设置有上模3，图中的具体结构是在上模座1上设置上模垫板4，上模3设置在上模垫板4的下面，在上模3的两侧设置上模导向圈5，方便上模3在动力机构带动下上下运动；锻压操作时，上模3作为锻锤给毛坯件作用力。

在上模3下面，对应设置成型下模上段6和成型下模下段7，上模3、成型下模上段6和成型下模下段7的型腔相对应，按照工艺要求制作，合模后形成成型型腔8，本发明汽车自动变速器输出花键轴在成型型腔8内热锻成型。所述成型下模上段6和成型下模下段7都设置在下模座2上，图中的具体结构是通过下导向圈9、下垫板10连接在下模座2上；在成型下模下段7下面设置有顶杆11，顶杆11与成型下模下段7的型腔连通，能伸入成型下模下段7的型腔内，在脱模时在动力装置带动下从下面给锻件（输出花键轴）一个作用力，使锻件从成型型腔8内顶出。

在上模座1的下面设置上压圈15，在下模座2的上面设置下压圈16，可拆卸式连接。

工作时，首先将合适的毛坯件置入成型型腔8内，配用的压力机带动上模板1向下移动，上模板1带动上模3向下移动，上模3在下降过程中，作为锻锤给毛坯件作用力，使毛坯件在成型型腔8内锻压成型，获得需要的形状。在锻压完毕后，顶出装置带动顶杆11向上运动，顶杆11将锻件从成型型腔8内顶出。

参见图3、4中，本发明的冷挤压模具，包括冷挤压上模座21和冷挤压下模座22，在冷挤压上模座21上设置有上模套23，上模套23内设置有上模芯24，图中的具体结构是在冷挤压上模座21上设置冷挤压上模垫板25，上模套23设置在冷挤压上模垫板25下面；在上模套23的周围设置冷挤压上模固定圈26，方便上模套23在动力机构带动下上下运动；锻压操作时，上模套23和上模芯24同步上下运动，作为锻锤给毛坯件作用力。

在上模套23下面，对应依次设置组合上凹模27、组合中凹模28、组合下凹模29，合模后，上模套23、上模芯24、组合上凹模27、组合中凹模28、组合下凹模29的型腔或成型面形成冷挤压型腔30，毛坯件在冷挤压型腔30内被挤压成型。组合上凹模27设置在组合上凹模套31内，组合中凹模28设置在组合中凹模套32内；在组合下凹模29下面设置脱模顶杆33，脱模顶杆33与组合下凹模29的型腔连通，能伸入该型腔内，在脱模时在动力装置带动下从下面给锻件（输出花键轴）一个作用力，使锻件从冷挤压型腔30内顶出。组合下凹模29下面设置有冷挤压下垫板34，冷挤压下垫板34下面设置冷挤压下模板35，所述的冷挤压下模座22设置在冷挤压下模板35上。

在冷挤压上模座21下面设置有冷挤压上压圈36，在冷挤压下模座22上面设置有冷挤压下压圈37，是可拆卸式连接。

工作时，首先将合适的毛坯件置入冷挤压型腔30内，配用的压力机带动冷挤压上模座21向下移动，冷挤压上模座21带动上模套23、上模芯24向下移动，上模套23、上模芯24在下降过程中，作为锻锤给毛坯件作用力，使毛坯件在冷挤压型腔30内锻压成型，获得需要的形状。在锻压完毕后，顶出装置带动脱模顶杆33向上运动，脱模顶杆33将锻件从冷挤压型腔30内顶出而脱模。

Claims

1.汽车自动变速器输出花键轴精锻坯成型方法，其特征在于包括如下步骤：

（2）将料段加热至1080-1140℃；

（3）在压力机上将料段拔长，利用空气锤拨长，成型模具约束外径；使坯件的长径比增大，得到长径比符合工艺要求的坯件；

（5）按照工艺要求，进行切边；

（6）对坯件进行热处理，使其硬度达到HB150—170；

（9）按照工艺要求进行机加工，合格品即为精锻坯件；

在步骤（4）中所使用的热锻模具包括：上模座和下模座，在上模座上设置有上模；具体结构是在上模上设置上模垫板，上模设置在上模垫板的下面，在上模的两侧设置上模导向圈，方便上模在动力机构带动下上下运动；锻压操作时，上模作为锻锤给毛坯件作用力；在上模下面，对应设置成型下模上段和成型下模下段，上模、成型下模上段和成型下模下段的型腔相对应，按照工艺要求制作，合模后形成成型型腔；成型下模上段和成型下模下段都设置在下模座上；具体结构是通过下导向圈、下垫板连接在下模座上；在成型下模下段下面设置有顶杆，顶杆与成型下模下段的型腔连通，能伸入成型下模下段的型腔内，在脱模时在动力装置带动下从下面给坯件一个作用力，使坯件从成型下模下段的型腔内顶出；在上模座的下面设置上压圈，在下模座的上面设置下压圈，可拆卸式连接；工作时，首先将坯件置入成型型腔内，配用的压力机带动上模板向下移动，上模板带动上模向下移动，上模在下降过程中，作为锻锤给坯件作用力，使坯件在成型型腔内锻压成型，获得需要的形状；在锻压完毕后，顶出装置带动顶杆向上运动，顶杆将坯件从成型型腔内顶出；

在步骤（8）中所使用的冷挤压模具包括：冷挤压上模座和冷挤压下模座，在冷挤压上模座上设置有上模套，上模套内设置有上模芯，具体结构是在冷挤压上模座上设置冷挤压上模垫板，上模套设置在冷挤压上模垫板下面；在上模套的周围设置冷挤压上模固定圈，方便上模套在动力机构带动下上下运动；锻压操作时，上模套和上模芯同步上下运动，作为锻锤给坯件作用力；在上模套下面，对应依次设置组合上凹模、组合中凹模、组合下凹模，合模后，上模套、上模芯、组合上凹模、组合中凹模、组合下凹模的型腔或成型面形成冷挤压型腔，坯件在冷挤压型腔内被挤压成型；组合上凹模设置在组合上凹模套内，组合中凹模设置在组合中凹模套内；在组合下凹模下面设置脱模顶杆，脱模顶杆与组合下凹模的型腔连通，能伸入该型腔内，在脱模时在动力装置带动下从下面给坯件一个作用力，使坯件从冷挤压型腔内顶出；组合下凹模下面设置有冷挤压下垫板，冷挤压下垫板下面设置冷挤压下模板，所述的冷挤压下模座设置在冷挤压下模板上；在冷挤压上模座下面设置有冷挤压上压圈，在冷挤压下模座上面设置有冷挤压下压圈，是可拆卸式连接；工作时，首先将坯件置入冷挤压型腔内，配用的压力机带动冷挤压上模座向下移动，冷挤压上模座带动上模套、上模芯向下移动，上模套、上模芯在下降过程中，作为锻锤给坯件作用力，使坯件在冷挤压型腔内锻压成型，获得需要的形状；在锻压完毕后，顶出装置带动脱模顶杆向上运动，脱模顶杆将锻件从冷挤压型腔内顶出而脱模。