CN105945540A - 混合动力新能源车变速器结合齿圈制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了混合动力新能源车变速器结合齿圈制作方法，采用下料设备下料；去除坯料表面氧化皮；加热坯料至950℃—1050℃；加热后在电动螺旋压力机上进行锻压；在电动螺旋压力机上进行终锻加工，终端温度≥900℃；热切边；机加钻孔处理；采用等温退火处理；抛丸去除氧化皮；分选，对合格品进行表面磷皂化处理；冷挤压产品结合齿齿尖角，再同时冲压六个弧形孔，该六个弧形孔一次冲压成型；本发明结合齿圈制作方法，在同一工序中完成结合齿齿尖角挤压成型及六个弧形孔精密冲裁，能确保结合齿齿形精度以及六个弧形孔的位置精度，大幅度提高齿形精度、尺寸精度；生产效率高、提高材料利用率很高、降低了变速器结合齿圈的工艺难度、降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉混合动力新能源汽车用的变速器结合齿圈制作方法，尤其是变速器结合齿圈采用复合精锻结合齿精冲制作方法。
背景技术
混合动力汽车自动化变速器工作时需要将汽车动力变矩变速传递到驱动车轮，同时还要完成发动机和电机动力的分配和耦合。混合动力变速时为专用自动换挡结构，有别于传统汽车的AT、DCT、CVT等结构。其中两档自动变速机构已成熟应用于上汽集团的混合动力汽车上，成为中国新能源汽车的领军车型。该混动变速器中关键一二档结合齿圈祈祷混动动力汽车自动换挡、传递力矩作用。一二档结合齿圈典型结构如附图1、2所示， 其外圈沿圈分布结合齿，断面均布六个弧形孔，使用时六个弧形孔与同步器中间环配合，结合齿与同步齿套配合，要求结合齿达到花键6级精度与六个弧形槽同轴度小于0.05mm。该产品一直依赖国外进口。且采用机加滚齿、铣齿行导入角及线切割加工六个弧形孔加工工艺，齿形精度与6槽孔精度控制困难，合格率≤90%。材料利用率低下，加工效率低下，成本一直偏高。不能满足量产要求。采用复合精锻结合齿精冲工艺的加工方法有效克服机加的问题，满足该产品的精度及加工效率。
发明内容
本发明针对现有技术中混合动力新能源汽车用的变速器结合齿圈制作方法存在的上述不足，提供一种降低工艺难度、提高工艺生产效率、提高齿形精度和位置精度的混合动力新能源汽车变速器结合齿圈制作方法。
本发明的技术方案： 混合动力新能源车变速器结合齿圈制作方法，其特征在于包括如下步骤：
1）根据工艺要求，准备原材料，采用下料设备下料，得到坯料；
2）去除坯料表面氧化皮；
3）采用加热设备，加热坯料至950℃—1050℃范围；
4）加热后的坯料在电动螺旋压力机上进行锻压，形成结合齿基础齿形；
5）在电动螺旋压力机上进行终锻加工，终端温度≥900℃，使齿形充填饱满，齿尖踏角≤R1.5；
6）采用冲床对坯件进行热切边；
7）热切边后的产品，按照工艺要求，在冷却后进行机加钻孔处理；
8）产品采用等温退火处理，先加热到930℃±5℃，保温1—3小时，风冷后进行等温炉600℃±10℃等温处理，等温时间为2—4小时，出炉后自然冷却；
9）抛丸去除产品热处理产生的氧化皮；
10）产品经表面质量检查后，分选，对合格品进行表面磷皂化处理，表面形成润滑层；
11）冷挤压产品结合齿齿尖角，再同时冲压六个弧形孔，该六个弧形孔一次冲压成型；
12）产品结合齿齿形复合冷校形，校形及径向挤压同时执行；
13）按照工艺要求，对产品断面及齿顶圆进行机加工，使产品尺寸及形状达到要求。
进一步的特征是：按照工艺要求，在机加工后，对产品进行渗碳淬火热处理。
本发明混合动力新能源汽车变速器结合齿圈制作方法，相对于现有技术，具有如下特征：
1、冷挤压工序与精密冲压（冲裁）工序结合，同一工序中完成结合齿齿尖角挤压成型及六个弧形孔精密冲裁；该两工序均为工艺难度较大的精密成型工艺，工艺合并难度极大，对产品的齿形精度、尺寸精度控制要求高，对模具结构及制作要求高；但，在同一工序中完成该两工序，能确保结合齿齿形精度以及六个弧形孔的位置精度，大幅度提高齿形精度、尺寸精度。
2、该工艺生产效率高，相对机加制作方法，提高5倍以上。
3、该工艺产品结合齿齿形精度直接达到花键6级精度，六个弧形孔尺寸精度≤0.10mm，与齿形同轴度≤φ0.05mm，孔壁使用面粗糙度达到Ra1.6.该工艺过程严谨，完全取代国外进口产品，有利于国产新能源汽车发展。
4、该工艺产品材料利用率提高25%，材料利用率很高。
5、降低了变速器结合齿圈的制作难度，降低其加工成本。
附图说明
图1本发明的变速器结合齿圈结构主视图；
图2是图1的A—A向剖视图。
具体实施方式
本发明混合动力新能源汽车变速器结合齿圈制作方法，其特征包括以下步骤：
1）根据工艺要求，准备原材料，采用下料设备下料；如先进高速圆盘锯设备下料，得到端面斜度≤1°、无毛刺及压肩变形的坯料；
2）去除坯料表面氧化皮；具体采用无心磨床去除表面氧化皮；
3）采用加热设备，加热坯料至950℃—1050℃范围；具体采用300KW中频炉设备；具体可选择的温度是950℃、960℃、970℃、980℃、990℃、1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃等，都能满足本发明的需要；
4）加热后的坯料在电动螺旋压力机上进行锻压，形成结合齿基础齿形；可以是两工位锻压，同时锻压成形两件；具体630T电动螺旋压力机上使结合齿成形，并保证结合齿成型基础成型。
5）在电动螺旋压力机上进行终锻加工，终端温度≥900℃，保证齿形充填饱满，齿尖踏角≤R1.5；具体可用400T电动螺旋压力机进行终锻，形成具有结合齿最终齿形的坯件；
6）采用冲床对坯件进行热切边工艺，保证切边后飞边痕迹≤0.5mm（单边）；具体可用160T冲床进行热切边；该步骤利用前面加热后坯件的余热，进行热切边，更易切除飞边等；
7）热切边后的产品，按照工艺要求，在冷却后进行机加钻孔处理；具体采用空气中冷却至室温；
8）产品采用等温退火处理，等温退火加热930℃±5℃，保温1—3小时，最佳90分钟；风冷后进行等温炉600℃±10℃等温处理，等温时间2—4，小时，最佳180分钟，出炉后自然冷却；等温退火加热的具体温度，925℃、926℃、927℃、928℃、929℃、930℃、931℃、932℃、933℃、934℃、935℃等；等温炉加热的具体温度，590℃、591℃、592℃、593℃、594℃、595℃、596℃、597℃、598℃、599℃、600℃、601℃、602℃、603℃、604℃、605℃、606℃、607℃、608℃、609℃、610℃，都能满足本发明的需要；
9）抛丸去除产品热处理产生的氧化皮；趁产品温度较高、还有余热，对产品进行强度抛丸去除热处理产生的氧化皮；
10）产品经表面质量检查后，分选，对合格品进行表面磷皂化处理，表面形成润滑层，保证润滑层的质量；表面磷皂化处理，采用现有技术就能实现，在此不做进一步描述；
11）冷挤压产品结合齿齿尖角，同时冲压六个弧形孔，一次成型六个弧形孔，能保证六个弧形孔获得较高的尺寸精度及形位公差；精密冲裁面粗糙度达到Ra1.6；冷挤压产品结合齿齿尖角是在预先按照工艺要求制作的冷挤压模具内进行，冲压六个弧形孔也同样在预先按照工艺要求制作的冲压模具内进行；
12）产品结合齿齿形复合冷校形，校形及径向挤压同时执行；保证齿形精度达到6级花键精度。
13）按照工艺要求，对产品断面及齿顶圆进行机加工，如采用多道次车加工，尺寸及形状达到要求；
需要进行热处理时，按照工艺要求，对产品进行必要的热处理，如渗碳淬火等，保证其性能符合工艺要求，获得较高的渗碳深度、硬度等。
本发明加工方法，其关键工序包括如下步骤：
1.1冷挤压结合齿齿尖角及精密冲压工序：
①冷挤压产品结合齿齿尖角同时精密冲压六个弧形孔，模具有以下特点：
A、精密冲压（冲裁）时具有足够大压边圈，确保压边圈内能容纳挤压齿尖角的凹模；
B、精密冲压（冲裁）冲孔时，六个凸模与凹模的间隙≤0.015，保证抛光Ra0.4；
C、保证精密冲压（冲裁）模凸模（固定模）与冷挤压齿形模具之间的位置度；
D、冷挤压模和精密冲压（冲裁）模的运动灵活，保证先挤后冲的顺序，即先冷挤压产品结合齿齿尖角，后精密冲压（冲裁）六个弧形孔。
②设备采用专用的精密冲压机，确保设备有独立的压边力量，保证产品＞20T压紧力，控制端面弯曲变形。
③工艺顺序：设备压边滑块，先运动压紧产品的端面，接着冷挤压凹模进入，与产品齿形接触并挤压成形产品的齿尖角，保证齿形精度，最后精冲凸模进入产品表面，同时冲出六个弧形孔。
1.2齿形复合冷校形工序：
本发明齿形复合冷校形工序，可以再次的对精密冲压（冲裁）后产品的端面及齿形进行校正，有效的保证齿形精度稳定控制在花键6级精度内，端面跳动≤0.03mm。
混合动力新能源汽车变速器结合齿圈，采用本发明的制作方法，顺利制得，而且确保结合齿齿形精度以及六个弧形孔的位置精度；样品经使用厂商检验并实际装车试用，效果非常满意。
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.混合动力新能源车变速器结合齿圈制作方法，其特征在于包括如下步骤：
1）根据工艺要求，准备原材料，采用下料设备下料，得到坯料；
2）去除坯料表面氧化皮；
3）采用加热设备，加热坯料至950℃—1050℃范围；
4）加热后的坯料在电动螺旋压力机上进行锻压，形成结合齿基础齿形；
5）在电动螺旋压力机上进行终锻加工，终端温度≥900℃，使齿形充填饱满，齿尖踏角≤R1.5；
6）采用冲床对坯件进行热切边；
7）热切边后的产品，按照工艺要求，在冷却后进行机加钻孔处理；
8）产品采用等温退火处理，先加热到930℃±5℃，保温1—3小时，风冷后进行等温炉600℃±10℃等温处理，等温时间为2—4小时，出炉后自然冷却；
9）抛丸去除产品热处理产生的氧化皮；
10）产品经表面质量检查后，分选，对合格品进行表面磷皂化处理，表面形成润滑层；
11）冷挤压产品结合齿齿尖角，再同时冲压六个弧形孔，一次成型六个弧形孔；
12）产品结合齿齿形复合冷校形，校形及径向挤压同时执行；
13）按照工艺要求，对产品断面及齿顶圆进行机加工，使产品尺寸及形状达到要求。
2.根据权利要求1所述，其特征在于： 按照工艺要求，在机加工后，对产品进行渗碳淬火热处理。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160921 |