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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