CN107537908A - 一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，包括如下步骤：下料，截取金属钢管；初次胀形，将金属钢管置于半成品模具中，向金属钢管中注入液体介质，使金属钢管向外扩张至金属钢管的外壁与半成品模具的内壁贴合；二次胀形，将金属钢管置于成品模具中，向金属钢管注入液体介质，使金属钢管向外扩张至金属钢管的外壁与成品模具的内壁贴合；分件，将金属钢管从其中间分断获得两个待加工零件；加工轴孔；加工孔槽。本发明可以减轻导向套筒的重量，节约材料；可以提高导向套筒的强度和刚度，尤其是疲劳强度会显著提高；通过整体成型，可以减少后续机械加工和组装焊接量；可以提高导向套筒的加工精度，减少装配误差积累，提高产品质量。

Description

一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法。

背景技术

随着汽车、航空、航天等工业的不断发展,轻量化结构以节省材料、降低能耗和减轻污染等优点而显得日益重要，并成为现代制造技术的发展方向之一。实现结构轻量化有两条主要途径:一是采用轻体材料，如铝合金、镁合金、钛合金、工程塑料、复合材料等，而这些材料比较昂贵，生产成本比较高；二是采用全新的设计理念和方法并开发与之相适应的的生产工艺，如以空心变截面构件代替实心构件，既可减轻重量又可充分利用材料的强度和刚度。两者比较而言，后者显然具有更好的发展前景。

在工业需求的驱动下，作为加工空心变截面构件的管件液压成型工艺应运而生并日益受到关注。同时，两个方面关键技术的突破又促进了该技术的快速发展：一是超高压动密封技术，通过精心选择、合理设计密封结构形式，完全能实现生产条件下400～600MPa，特殊场合1500MPa超高压的稳定密封；二是超高压计算机控制技术，随着控制理论和计算机技术的不断发展和完善，完全能实现对给定加载曲线高精度的跟踪。

公开号为CN101045246的中国专利公开了一种管件成型方法，针对现有管件成型方法设备造价高昂、加工控制难度高的问题而发明，其包含步骤：将一管材弯折形成特定外形的一加工管件；将至少一填充流体注入该加工管件内部，并封闭该加工管件的二端；利用一冲压模具装置对该加工管件进行冲压，以形成特定外形的一成型管件；及开启该成型管件的至少一端，以排除该成型管件内部之填充流体。该发明与现有技术相比，能够相对降低制造困难度及降低设备成本，降低加工控制的难度，同时能够确保管件加工品质。

然而，该对比专利所得到的管件的重量仍然偏高，并且采用冲压技术所获得的管件精度不能保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少导向套筒的重量以及保证加工精度的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，包括如下步骤：

下料，根据所需导向套筒的长度，截取金属钢管；

初次胀形，将所述金属钢管置于半成品模具中，向所述金属钢管中注入液体介质，使所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合，从而获得初次胀形后的金属钢管；

二次胀形，将所述初次胀形后的金属钢管置于成品模具中，向所述初次胀形后的金属钢管注入液体介质，使所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合，从而获得二次胀形后的金属钢管；

分件，将所述二次胀形后的金属钢管从其中间分断，从而获得两个形状相同的待加工零件；

加工轴孔，将所述两个待加工零件依次安装在相应的机床上以加工轴孔，从而获得加工轴孔后的两个待加工零件；

加工孔槽，将所述两个加工轴孔后的待加工零件置于相应的孔槽加工模具中以加工孔槽，从而获得完整的用于车辆变速器的导向套筒。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

可选地，在下料步骤中，所述金属钢管的横截面为圆形，截取的金属钢管的长度为150mm-200mm。

可选地，所述初次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管中注入液体介质，同时向所述金属钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合。

可选地，所述二次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管中注入液体介质，同时向所述金属钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

可选地，所述初次胀形步骤和所述二次胀形步骤均为冷加工成型。

可选地，所述加工孔槽步骤中，加工孔槽具体为冲孔槽或激光切割孔槽。

可选地，所述初次胀形步骤中，所述金属钢管的两端是采用水平冲头进行密封。

可选地，二次胀形步骤中，所述金属钢管的两端是采用水平冲头进行密封。

可选地，所述二次胀形步骤中所需的轴向压力为1000Mpa。

可选地，对于加工孔槽步骤后所获得的导向套筒，还包括机械加工的步骤。

本发明的有益效果：

1.本发明采用液压成型工艺所制得的导向套筒为空心轴类零件，相对冲压件可以减轻40％-50％的重量，从而可以节约材料；

2.本发明采用液压成型工艺制得的导向套筒，可以提高导向套筒的强度和刚度，尤其是疲劳强度会显著提高；

3.本发明采用液压成型工艺制备导向套筒时，只需1套模具，相对冲压成型工艺制备工艺需要的多套模具，可以大大减少零件数量，从而节约模具成本；

4.本发明制得的导向套筒整体成型，可以减少后续机械加工和组装焊接量，简化生产流程，提高生产效率；

5.本发明可以提高导向套筒的加工精度，减少装配误差积累，可以提高产品质量；

6.本发明采用液压成型工艺制得的导向套筒两端相通，可以改善导向套筒内部的气体流动特性；

7.本发明在一次制备过程中可以获得两个完全一样的导向套筒，大大节约了时间，提高了生产效率。

附图说明

图1是用于车辆变速器的导向套筒的成型方法的工艺流程图；

图2是本发明实施例的金属钢管在初次胀形步骤后的结构示意图；

图3是本发明实施例的金属钢管在二次胀形步骤后的结构示意图；

图4是本发明实施例的金属钢管在二次胀形步骤后的截面图；

图5是本发明实施例的金属钢管在分件步骤后的结构示意图；

图6是本发明实施例的待加工零件在加工轴孔步骤后的结构示意图；

图7是本发明实施例的待加工零件在加工孔槽步骤后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明采用液压成型工艺所制得的导向套筒为空心轴类零件，相对冲压件可以减轻40％-50％的重量，从而可以节约材料；

本发明采用液压成型工艺制得的导向套筒，可以提高导向套筒的强度和刚度，尤其是疲劳强度会显著提高；

本发明采用液压成型工艺制备导向套筒时，只需1套模具，相对冲压成型工艺制备工艺需要的多套模具，可以大大减少零件数量，从而节约模具成本；

本发明制得的导向套筒整体成型，可以减少后续机械加工和组装焊接量，简化生产流程，提高生产效率；

本发明可以提高导向套筒的加工精度，减少装配误差积累，可以提高产品质量；

本发明采用液压成型工艺制得的导向套筒两端相通，可以改善导向套筒内部的气体流动特性；

本发明在一次制备过程中可以获得两个完全一样的导向套筒，大大节约了时间，提高了生产效率。

图1是用于车辆变速器的导向套筒的成型方法的工艺流程图。参见图1，本发明提供了一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，包括如下步骤：

步骤1、下料，根据所需导向套筒的长度，截取金属钢管1。所述金属钢管1的横截面为圆形，截取的金属钢管1的长度为150mm-200mm。

步骤2、初次胀形，将所述金属钢管1置于半成品模具中，向所述金属钢管1中注入液体介质，使所述金属钢管1向外扩张至所述金属钢管1的外壁与所述半成品模具的内壁贴合，从而获得初次胀形后的金属钢管1。

图2是本发明实施例的金属钢管1在初次胀形后的结构示意图。参见图2，所述初次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管1中注入液体介质，同时向所述金属钢管1的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管1向外扩张至所述金属钢管1的外壁与所述半成品模具的内壁贴合。其中，初次胀形的成型压力为100-200Mpa。

半成品模具包括两部分，分别为上模具和下模具。将金属钢管1置于下模具中，上模具下行，然后闭合模具，使金属钢管1置于上模具和下模具之间，并对其施加合模力，接着就进行初次胀形步骤。初次胀形步骤结束后，对金属钢管1进行卸压，并去除其合模力，退回冲头，开模取出金属钢管1即可。

初次胀形的过程可以分为三个阶段：

A.填充阶段，将金属钢管1放在半成品模具的下模中，然后闭合上模，采用超高压系统向金属钢管1中注入液体介质，使金属钢管1内部充满液体，并排除气体，将金属钢管1的两端采用水平冲头密封；

B.成型阶段，对金属钢管1内的液体加压胀形的同时，金属钢管1两端的冲头按照设定的加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使金属钢管1的外壁基本贴合半成品模具，这时除过渡区圆角意外的大部分区域已经成型；

C.整形阶段，提高金属钢管1内部的压力使过渡区圆角完全贴合半成品模具而成型为所需工件，此阶段基本没有补料。

步骤3、二次胀形，将所述初次胀形后的金属钢管1置于成品模具中，向所述初次胀形后的金属钢管1注入液体介质，使所述金属钢管1向外扩张至所述金属钢管1的外壁与所述成品模具的内壁贴合，从而获得二次胀形后的金属钢管1。

图3是本发明实施例的金属钢管1在二次胀形步骤后的结构示意图。参见图3，所述二次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管1中注入液体介质，同时向所述金属钢管1的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管1向外扩张至所述金属钢管1的外壁与所述成品模具的内壁贴合。其中，二次胀形的成型压力为600-1000Mpa。可以看出，二次胀形的成型压力比初次胀形的成型压力高得多，这主要是因为二次胀形主要是成型金属钢管1的局部特征。图4是本发明实施例的金属钢管1在二次胀形步骤时的截面图。参见图4，图中A所对应的部分即为所述金属钢管1的局部特征。

成品模具与半成品模具仅仅是模具形状的不同，其使用步骤均与半成品模具相同，此处不再赘述。

二次胀形的过程也可以分为三个阶段：

A.填充阶段，将初次胀形后的金属钢管1放在成品模具的下模中，然后闭合上模，采用超高压系统向金属钢管1中注入液体介质，使金属钢管1内部充满液体，并排除气体，将金属钢管1的两端采用水平冲头密封；

B.成型阶段，对金属钢管1内的液体加压胀形的同时，金属钢管1两端的冲头按照设定的加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使金属钢管1的外壁基本贴合半成品模具，这时除过渡区圆角意外的大部分区域已经成型；

C.整形阶段，提高金属钢管1内部的压力使过渡区圆角完全贴合成品模具而成型为所需工件，此阶段基本没有补料。

所述二次胀形步骤中所需的轴向压力为1000Mpa。

步骤4、分件。图5是本发明实施例的金属钢管1在分件步骤后的结构示意图。参见图5，将所述二次胀形后的金属钢管1从其中间分断，从而获得两个形状相同的待加工零件2。这样可以达到节省材料，提高工作效率的目的。

步骤5、加工轴孔3，将所述两个待加工零件2依次安装在相应的机床上以加工轴孔3，从而获得加工轴孔3后的两个待加工零件2。两个待加工零件2安装在相应机床上后需要对其进行定位。图6是本发明实施例的金属钢管1在加工轴孔3步骤后的结构示意图。参见图6，所述轴孔3在所述待加工零件2的轴向中心线处并于所述轴向中心线相互垂直。

步骤6、加工孔槽4，将所述两个加工轴孔3后的待加工零件2置于相应的孔槽4加工模具中以加工孔槽4，从而获得完整的用于车辆变速器的导向套筒。两个待加工零件2安装在相应孔槽4加工模具中需要进行精准定位。图7是本发明实施例的金属钢管1在加工孔槽4步骤时的结构示意图。参见图7，加工孔槽4可以为冲孔槽4或激光切割孔槽4。

步骤7、机械加工。机械加工具体是在前述步骤完成的基础上对所述导向套筒的进一步完善加工。

本发明的工艺过程本身比较简单，并且在一次制备过程中可以获得两个完全一样的导向套筒，这样的话可以大大节约生产时间，从而提高生产的效率。

本发明采用两次胀形，在初次胀形后，金属钢管1的形状趋于所要求的导向套筒的形状，然后更换成品模具，进行二次胀形，可以获得最终的形状。

本发明的导向套筒的结构形状设计更趋灵活、优化，特殊的成型能力使套筒液压成型的设计更加灵活。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

下料，根据所需导向套筒的长度，截取金属钢管；

初次胀形，将所述金属钢管置于半成品模具中，向所述金属钢管中注入液体介质，使所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合，从而获得初次胀形后的金属钢管；

二次胀形，将所述初次胀形后的金属钢管置于成品模具中，向所述初次胀形后的金属钢管注入液体介质，使所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合，从而获得二次胀形后的金属钢管；

分件，将所述二次胀形后的金属钢管从其中间分断，从而获得两个形状相同的待加工零件；

加工轴孔，将所述两个待加工零件依次安装在相应的机床上以加工轴孔，从而获得加工轴孔后的两个待加工零件；

加工孔槽，将所述两个加工轴孔后的待加工零件置于相应的孔槽加工模具中以加工孔槽，从而获得完整的用于车辆变速器的导向套筒。

2.根据权利要求1所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，在下料步骤中，所述金属钢管的横截面为圆形，截取的金属钢管的长度为150mm-200mm。

3.根据权利要求1或2所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述初次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管中注入液体介质，同时向所述金属钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述二次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述金属钢管中注入液体介质，同时向所述金属钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述金属钢管向外扩张至所述金属钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述初次胀形步骤和所述二次胀形步骤均为冷加工成型。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述加工孔槽步骤中，加工孔槽具体为冲孔槽或激光切割孔槽。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述初次胀形步骤中，所述金属钢管的两端是采用水平冲头进行密封。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，二次胀形步骤中，所述金属钢管的两端是采用水平冲头进行密封。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，所述二次胀形步骤中所需的轴向压力为1000Mpa。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆变速器的导向套筒的成型方法，其特征在于，对于加工孔槽步骤后所获得的导向套筒，还包括机械加工的步骤。