CN1033900C - 直接传动式汽车换挡杆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直接传动变速挡的汽车换挡杆的生产制造方法，它采用直径为27-29毫米、壁厚1.5毫米的电焊管为制作套管基料，将其上端进行三道成型挤压导入端及其冷挤压缩管工序，再在基料下端钻出气孔并进行口部进料一次胀管、成型、整形处理，即制得套管，该套管修整后将其上端与车制好的手柄接杆焊接一体即为本发明的汽车换挡杆。

Description

直接传动式汽车换挡杆的制造方法

本发明涉及直接传动式汽车变速器换挡杆的生产制造工艺。

目前西欧、日本各国生产的汽车变速器换挡杆大都为无间接传动机构，而是将换挡杆直接装在变速器换挡拨叉轴上，供驾驶人员操纵汽车行驶速度的操纵性产品。汽车上的操纵性零部件的可靠性在产品设计与制造工艺上都必须给予保证。它们中尤以意大利依维柯汽车换挡杆为典型，为了保证该产品的使用可靠性，在其产品设计文件中已明确产品的四项性能要求：

1、为保证产品的使用寿命，该产品的强度要求为：整体拉力强度不小于50KN，整体钢度要求为塑性变形载荷不小于390N(即产品壁厚不允许有5％的减薄及其他缺陷)。

2、为避免汽车在恶劣路况行驶中的变速器自行跳挡问题，该产品的重量要求为400克±5％。

3、该产品下端内装五个零件，为保证其装配性能，内形尺寸精度要求为±0.1mm。

4、该产品装配在变速器换挡拨叉轴上，不允许自行脱御，在换挡杆下端口部周边应有倒刺形状与另一零件——锁环相互配合，确保其锁死性能。

目前，国外生产该类产品主要依靠投资昂贵的带有芯棒的专用设备，工艺复杂。国内在通用液压机上，按产品长度要求用管坯进行冷挤压缩管，但在冷挤缩管开始瞬间，管坯就裂开或折弯，致使冷挤压工艺无法实施。用棒料机加工，但棒料被加工成壁厚1.5mm的管件，其材料纤维组织被破坏，产品强度极差，产品上端又为实心件，产品重量超重。采用热挤压套管上端，下端口部用旋压工艺加工，使产品锁环槽部位壁厚明显减薄，其产品强度、刚度不够且无锁死功能。总之，以上各种工艺方法试生产出来的产品，者未满足产品设计的四项性能要求。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种能使产品符合产品可靠性要求的直接传动式汽车换挡杆的制造工艺。

本发明的技术解决方案：

一种直接传动式汽车换挡杆的制造方法，它包括有其手柄接杆的制造和套管的制造，其中手柄接杆用棒料直接机加工完成，而套管的制造步聚进一步包括：

a、采用φ27-29mm、壁厚1.5mm±0.05的电焊管料为基料，按产品要求定长下料：

b、将下好的基料上端进行三道成形挤压导入端及其冷挤压缩管工序，其各道工序尺寸为：第一道导入端为φ22-23mm，第一道冷挤压缩管尺寸为φ22.7-23mm，第二道导入端为φ17-18mm，第二道冷挤缩管尺寸为φ17.7-18mm，第三道导入端为φ15-16mm，第三道冷挤缩管尺寸为φ15.8-0.1mm，在上述三道工序中，均需在三道冷挤缩管模内加冷挤压芯棒，其足寸分别为；φ17-18mm，φ11-12mm ，φ9-10mm；

c、将冷挤压缩管处理后的工序件经过校直后，在其下端侧壁钻φ6-6.1mm的出气孔；

d、将上述处理后的工序件的下部进行口部进料一次胀管、成形、整形处理，其胀管内径尺寸为：φ26±0.1mm，其锁环部位尺寸为：φ30mm，其壁厚增加0.1-0.2mm，其装配角α为40度±6分，再将该工序件的长度进行修垫，将其上端与手柄接杆焊接即得到本发明的的汽车换挡杆成品。

采用本发明第a步工序的管坯，将其上端进行三次冷挤压缩管，下端由口部进料一次冷挤压成形、胀管、整形，可满足产品的尺寸要求。这种工艺方案使产品在全长范围都经冷作硬化加工，又避免了旋压工艺的材料变薄特性，可确保该产品的使用可靠性。

本发明在第b步工序的冷挤缩管工序前增加成形“挤压导入端”工序的原因是：在冷挤压缩管过程中，管坯长度在伸长，由干缩管模口摩擦力所致，使管壁外表面的伸长速度慢于内表面，造成管壁内部材料外翻，使缩管件端部尺寸大干缩管模径尺寸，产品无法脱模。“挤压导入端”为内钩形，有一定的冷作硬化强度，在挤压缩管过程中可抵消管壁内部材料外翻的作用力，从而解决冷挤缩管后的工序产品脱模问题。

为用最少的工序数生产出产品，就要充分利用允许的缩管系数，但在有缝薄壁软钢管实施冷挤压缩管工艺中，如管壁厚t∶管径d∶管坯长l≈t≤1.5mm∶d≤20t∶l≥11d，则称为超长薄壁冷挤缩管，这类缩管会在第一道冷挤缩管工序开始瞬间，因管坯整个长度处于自由状态而承受顶镦力，产生失稳现象(类似桥腿的失稳原理)，使管坯发生裂开或折弯。解决以上问题的技术措施是在第一道冷挤缩管横口上部装一与模口同心的活动套，其内径略大于管坯直径，其高度略小于产品下端不需缩管部分。活动套在挤压缩管过程中管住管坯部分长度，使管坯在冷挤缩管开始瞬间产生的失稳力矩(此时的缩管力最大)小于管坯自身强度，促使缩管工序持续进行。此措施的实质是变超长冷挤缩管为一般冷挤缩管。

本发明的第d步工序使产品下端口部形状呈“工”字形，用一般模具成型，产品拿不出来，旋压工艺又造成产品壁部材料减薄，本发明的技术措施是将产品下端向上，外形凹模为开花斜楔刹块结构，在模具开始工作前就形成完整模膛，在模具完成挤压成形、胀管、整形工序后，即自行张开，便于产品取件。上模装有胀管、整形的凸模芯和由口部挤压管坯端面的挤压头，凸凹模间有定程装置，在模具挤压过程中形成锁环槽，该部位壁厚有所增加，经修整锁环槽周边，形成完整的倒刺形状，满足该产品的锁死性能要求。

图1是本发明汽车换挡杆的结构示意图。

汽车技挡杆由上部的手柄接杆1和下部的套管2组成(如图1)，手柄接杆1采用φ11mm35号冷拉圆钢车加工这产品没计要求即可。在意大利，生产依维柯(IVECO)汽车换挡杆套管是采用硬08电焊管，它的抗拉强度高，大于40kg/mm²，因此用它制作套管时，在下端强度已满足设计要求，无需再进行涨管处理，而硬08电焊管在我国市场上无货源，对产品而言无法国产化。故本发明采用市场上常见的软20或软A₃电焊管来制作套管，具体制作过程如下：

1、取软20钢、φ28mm×1.5mm的电焊管为基料，其单件长度截为315±1mm，两端面应保证使其与轴心线垂直；

2、将下好的基料上端进行三道成形挤压导入端及其冷挤压缩管工序；

a、第一遗工序，工件上端用模具成形挤压导入端，尺寸为φ22mm×30度，然后用φ23mm的冷挤压缩管模(其内穿有φ17mm的芯棒)对工件上端进行冷挤压缩管，其缩管结果尺寸为φ22.7mm。

b、第二道工序，将第一次缩管后的工件上端再成形挤压导入端，尺寸为φ17mm×30度，然后用φ18mm的冷挤压缩管模(其内穿有φ11.5mm的芯棒)对工件上端进行第二次冷挤压缩管，其缩管结果尺寸为φ17.7mm。

c、第三道工序，将第二次缩管后的工件上端继续成形挤压导入端，尺寸为φ15mm×30度，然后用φ16mm的冷挤压缩管模(其内穿有φ9mm的芯棒)对工件上端进行第三次冷挤压缩管，其缩管结果尺寸为φ15.7mm。

3、将三道冷挤压缩管处理后的工件进行校直，使缩管部分与工件下部没有处理部分的轴线不直度在1mm以内，然后在工件下端侧壁(距下端口约60mm)钻φ6.1mm的出气孔。

4、出气孔钻好后，用口部进料斜楔刹块式模具对工件下端进行涨管、成形、整形处理，使工件下部内径由φ25mm涨至φ26mm，使其下端口内径为φ29mm，其锁环部位内径为φ30mm，外径达φ33.4mm，壁厚增加了0.2mm，工件下部肉的装配角α为40度，即得到套管产品的坯件，该坯件经过冷挤压缩管和涨管处理后，其长度约为352-355mm，将该坯件按产品长度要求截取至337.6-338mm，即得本发明的套管成品。

5、最后将套管2成品的上端与手柄接杆1用二氧化碳保护焊焊接为一体即得本发明的汽车换挡杆产品。

本发明的冷挤压缩管工序中，其第二道冷挤缩管率已突破理论上限定的不大于17％的理论值，使得冷挤压工序数减至最少。

Claims (1)

1、一种直接传动式汽车换挡杆的制造方法，它包括有其手柄接杆的制造和套管的制造步骤，其中手柄接杆用棒料直接机加工完成，其特征在于套管的制造步骤进一步包括：

a、采用φ27-2.9mm、壁厚1.5mm±0.05的电焊管料为基料，按产品要求定长下料；

b、将下好的基料上端进行三道成形挤压导入端及其冷挤压缩管工序，其各道工序尺寸为：第一道导入端为φ22-23mm，第一道冷挤压缩管尺寸为φ22.7-23mm，第二道导入端为φ17-18mm，第二道冷挤缩管尺寸为φ17.7-18mm，第三道导入端为φ15-16mm，第三遗冷挤缩管尺寸为φ15.8-0.1mm，在上述三道工序中，均需在三道冷挤缩管模内加冷挤压芯棒，其尺寸分别为：φ17-18mm，φ11-12mm，φ9-10mm；

c、将冷挤压缩管处理后的工序件经过校直后，在其下端侧壁钻φ6-6.1mm的出气孔；

d、将上述处理后的工序件的下部进行口部进料一次胀管、成形、整形处理，其胀管内径尺寸为；φ26±0.1mm，其锁环部位尺寸为：φ30mm，其壁厚增加0.1-0.2mm，其装配角α为40度±6分，再将该工序件的长度进行修整，将其上端与手柄接杆焊接即得到本发明的的汽车换挡杆成品。

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