CN113305522B - 变速器齿轮焊接组件的加工方法 - Google Patents

变速器齿轮焊接组件的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及变速器齿轮焊接组件的加工方法，将齿轮、内毂和外毂装配成一体；包括以下步骤：压装齿轮坯料与内毂；焊接齿轮坯料与内毂，焊接完成后，齿轮坯料和内毂形成焊接小组件；在齿轮坯料的外圆周面上加工轮齿，形成齿轮；压装外毂与齿轮；焊接外毂与齿轮，齿轮、内毂和外毂共同形齿轮焊接组件；对齿轮磨齿，形成最终的齿轮焊接组件成品。通过工艺路线的调整优化，将磨齿工序后移，将因焊接导致的齿轮的齿变形在磨齿时进行修磨，使得齿轮配合运动时的不规则接触减少，进而达到自动变速器降噪的目的；降噪效果显著，噪音可以下降10‑13dB。

Description

变速器齿轮焊接组件的加工方法
技术领域
本发明涉及自动变速器技术领域，尤其涉及变速器齿轮焊接组件的加工方法。
背景技术
目前，自动变速器中的齿轮零部件，都以焊接总成件的形式进行装配，如图1和图2所示，即由齿轮2及内毂1、外毂3通过装配成为一体。现有的工艺中，通常是各个厂家分别将齿轮2、内毂1和外毂3加工为成品，采购成品后再通过组装、装配成为一体。然而，当组装、焊接时，焊接温度高，热量从焊接处延续传导至齿形齿向，导致齿形受热，应力释放，产生轻微变形，使得齿轮配合运动时，因齿形齿向变形不规整，相互啮合的齿轮接触时产生较大噪音。
现有技术无法有效控制自动变速器的噪音问题，噪音值高达135.3 dB。当前国内外各大主机厂都在冲击高端市场，其中驾驶舱静谧性，在车辆豪华感及乘坐舒适性中尤为重要。而变速器是驾驶舱的噪音主要来源之一，因此，亟需寻求一种减小变速器噪音的方法，以提高整车的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种变速器齿轮焊接组件的加工方法，控制成品齿形齿向不发生变形，减少齿轮配合运动过程中的不规则接触，以达到自动变速器降噪的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：变速器齿轮焊接组件的加工方法，将齿轮、内毂和外毂装配成一体；包括以下步骤：
压装齿轮坯料与内毂；
焊接齿轮坯料与内毂，焊接完成后，齿轮坯料和内毂形成焊接小组件；
在齿轮坯料的外圆周面上加工轮齿，形成齿轮；
压装外毂与齿轮；
焊接外毂与齿轮，齿轮、内毂和外毂共同形齿轮焊接组件；
对齿轮磨齿，形成最终的齿轮焊接组件成品。
作为优选的技术方案，还包括制作齿轮坯料；制作齿轮坯料的步骤包括：
齿轮毛坯锻造，形成齿轮坯料；
齿轮坯料等温正火；
齿轮坯料精车；
完成精车后的齿轮坯料进行清洗。
作为优选的技术方案，
齿轮坯料与内毂的焊接工艺中，焊缝半径为52-64mm，焊深为5.0-5.5mm；
外毂与齿轮的焊接工艺中，焊缝半径为52-64mm，焊深为4.3-4.5mm。
作为优选的技术方案，
齿轮坯料与内毂的焊接工艺中，焊接参数为：电压60KV、线速度20mm/s、焊接束流37mA、聚焦电流730-750A；
外毂与齿轮的焊接工艺中，焊接参数为：电压60KV、线速度20mm/s、焊接束流37mA、聚焦电流538A。
作为优选的技术方案，加工轮齿步骤包括：
加工齿轮坯料的外圆周面；
滚齿去毛刺，在齿轮坯料的外圆周面上形成轮齿；
对轮齿进行倒棱处理；
对焊接小组件进行热处理；
对焊接小组件进行抛丸处理；
对齿轮坯料部分进行硬车加工，形成齿轮成品。
作为优选的技术方案，
齿轮坯料与内毂的压装工艺中，齿轮坯料和内毂过盈配合；
齿轮坯料与外毂的压装工艺中，齿轮和外毂过盈配合。
作为优选的技术方案，压装外毂与齿轮之前，对焊接小组件进行动平衡检测。
作为优选的技术方案，齿轮、内毂和外毂焊接前需要进行前处理，前处理工艺包括：
焊接对接面加工，以保证对接面应平整、光沽、无毛刺，表面粗糙度Ra小于1.6-3.2μm；
对接面清理；
对焊接件进行退磁处理，退磁后磁通量密度应不大于1/10000T。
作为优选的技术方案，齿轮坯料与内毂及外毂与齿轮的焊接工艺中，采用电子束焊进行焊接。
本变速器齿轮焊接组件的加工方法通过工艺路线的调整优化，将磨齿工序设置在组装完成后，将因焊接导致的齿轮的齿变形在磨齿时进行修磨，通过磨齿修正焊接时的变形，使得齿轮配合运动时的不规则接触减少，进而达到自动变速器降噪的目的。通过批量验证，降噪效果显著，噪音可以下降10-13dB，此项技术在自动变速器降噪方面具有可行性及可量产性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是齿轮焊接组件的结构示意图；
图2是齿轮焊接组件的剖视图。
1-内毂；2-齿轮；3-外毂。
具体实施方式
变速器齿轮焊接组件的加工方法，将齿轮2、内毂1和外毂3装配成一体；包括以下步骤：
S1:制作齿轮坯料；具体包括：
S11: 齿轮毛坯锻造，形成齿轮坯料；
S12: 齿轮坯料等温正火；
S13: 齿轮坯料精车；
S14:将完成精车后的齿轮坯料进行清洗。
S2: 压装齿轮坯料与内毂1；
如图1和图2所示，通过压装工装将内毂1压装进齿轮坯料的内部通孔中。
S3:利用电子束焊焊接齿轮坯料与内毂1，焊缝半径为52-64mm，焊深为5.0-5.5mm；焊接完成后，齿轮坯料和内毂1形成焊接小组件；
具体焊接参数：
电压为60KV、线速度为20mm/s、焊接束流为37mA、聚焦电流为730-750A。
步骤S2中已完成齿轮坯料和内毂1的压装且两者过盈配合，步骤S3中对内毂1和齿轮坯料进行焊接时，故可不需要对两者进行点焊固定，可直接连续焊接，焊接方式为连续焊，一次焊接成型。
S4:在齿轮坯料的外圆周面上加工轮齿，形成齿轮2；具体包括：
S41: 加工齿轮坯料的外圆周面；
S42:滚齿去毛刺，在齿轮坯料的外圆周面上形成轮齿；
S43:对轮齿进行倒棱处理；
S44:对焊接小组件进行热处理；
S45:对焊接小组件进行抛丸处理；
S46:对齿轮坯料部分进行硬车加工，形成最终的齿轮2；
硬车的目的是将齿轮坯料之前预留的加工余量以及热处理过程中产生的热变形加工掉，形成符合精度要求的齿轮2。
S5:对焊接小组件进行动平衡检测；
S6: 压装外毂3与齿轮2；
如图2所示，将外毂3压装在位于齿轮2端面上的轴上。
S7: 利用电子束焊焊接焊接外毂3与齿轮2，焊缝半径：52-64mm、焊深4.3-4.5mm；齿轮2、内毂1和外毂3共同形齿轮焊接组件；
电子束焊工艺参数：电压60KV、线速度20mm/s、焊接束流37mA、聚焦电流538A。
步骤S6中已完成齿轮2和外毂3的压装且两者过盈配合，步骤S7中对外毂3和齿轮2进行焊接时，故可不需要对两者进行点焊固定，可直接连续焊接，焊接方式为连续焊，一次焊接成型。
S8:对齿轮2磨齿，形成最终的齿轮焊接组件成品；
磨齿是对齿轮2的齿形齿向进行修磨，通过磨齿修正焊接时的变形。
将齿轮2磨齿工艺步骤放置在焊接组装完成之后，可避免由于焊接产生的热量导致齿轮2变形，完成各个焊接步骤之后进行齿轮2磨齿，磨齿是对齿形齿向进行修磨，因焊接导致的齿形齿变形通过磨齿进行修正，减少齿轮2配合运动时的不规则接触，进而达到自动变速器降噪的目的。
齿轮2、内毂1和外毂3焊接前需要进行前处理，前处理工艺包括以下步骤：
S91：焊接对接面加工，以保证对接面应平整、光沽、无毛刺，表面粗糙度Ra最大允许值为1.6-3.2μm；
S92：对接面清理；对接面处的锈迹、油污、氧化物及异物等必须清理干净，可以采用机械方法或化学方法清理，亦可采用超声波清理；清理后的焊件应防护好，建议用牛皮纸或聚乙烯膜(袋)包装或其他方法防护；
S93：对焊接件进行退磁处理，退磁后磁通量密度应不大于1/10000T。
将上述方法应用在本公司型号分别为380A、300A和300B的变速器上，改进前后对比数据如下：
项目 改进前 改进后
380A 平均134.7dB 平均121.3dB
300A 平均133.5dB 平均120.8dB
300B 平均135.3dB 平均124.6dB
通过批量验证，证明此项技术在自动变速器降噪方面的可行性及可量产性。利用本变速器齿轮焊接组件的加工方法可使得变速器的噪音值降低10~13 dB，降噪效果显著，有利于推动汽车产业链良性发展，促进国内经济循环。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.变速器齿轮焊接组件的加工方法，将齿轮（2）、内毂（1）和外毂（3） 装配成一体；其特征在于：包括以下步骤：
压装齿轮坯料与内毂（1）；
焊接齿轮坯料与内毂（1），焊接完成后，齿轮坯料和内毂（1）形成焊接小组件；
在齿轮坯料的外圆周面上加工轮齿，包括
加工齿轮坯料的外圆周面；
滚齿去毛刺，在齿轮坯料的外圆周面上形成轮齿；
对轮齿进行倒棱处理；
对焊接小组件进行热处理；
对焊接小组件进行抛丸处理；
对齿轮坯料部分进行硬车加工，形成齿轮（2）成品；
压装外毂（3）与齿轮（2）；
焊接外毂（3）与齿轮（2），齿轮（2）、内毂（1）和外毂（3）共同形齿轮焊接组件；
对齿轮（2）磨齿，形成最终的齿轮焊接组件成品。
2.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：还包括制作齿轮坯料；制作齿轮坯料的步骤包括：
齿轮毛坯锻造，形成齿轮坯料；
齿轮坯料等温正火；
齿轮坯料精车；
完成精车后的齿轮坯料进行清洗。
3.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：
齿轮坯料与内毂（1）的焊接工艺中，焊缝半径为52-64mm，焊深为5.0-5.5mm；
外毂（3）与齿轮（2）的焊接工艺中，焊缝半径为52-64mm，焊深为4.3-4.5mm。
4.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：
齿轮坯料与内毂（1）的焊接工艺中，焊接参数为：电压60KV、线速度20mm/s、焊接束流37mA、聚焦电流730-750A；
外毂（3）与齿轮（2）的焊接工艺中，焊接参数为：电压60KV、线速度20mm/s、焊接束流37mA、聚焦电流538A。
5.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：
齿轮坯料与内毂（1）的压装工艺中，齿轮坯料和内毂（1）过盈配合；
齿轮坯料与外毂（3）的压装工艺中，齿轮（2）和外毂（3）过盈配合。
6.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：压装外毂（3）与齿轮（2）之前，对焊接小组件进行动平衡检测。
7.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：齿轮（2）、内毂（1）和外毂（3）焊接前需要进行前处理，前处理工艺包括：
焊接对接面加工，以保证对接面应平整、光沽、无毛刺，表面粗糙度Ra 小于1.6-3.2μm；
对接面清理；
对焊接件进行退磁处理，退磁后磁通量密度应不大于1/10000T。
8.如权利要求1所述的变速器齿轮焊接组件的加工方法，其特征在于：齿轮坯料与内毂（1）及外毂（3）与齿轮（2）的焊接工艺中，采用电子束焊进行焊接。
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