汽车变速器输入轴复合成形工艺及锻压模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料成型技术，特别是指一种汽车变速器输入轴复合成形工艺及锻压模具，属于汽车制造技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车行驶过程中，变速器输入轴是重要的传动部件，输入轴顶端的齿轮与变速机构相连，输入轴轴部花键通过离合器与发动机相连。
[0003]现有技术中，输入轴的主要加工工艺为:锻还一精车(钻孔)一滚花键一滚齿一渗碳淬火一磨外圆一磨齿。由于采用切削的方式进行加工，不但加工工时长，而且破坏了金属的纤维组织，从而影响齿轮的弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度与耐磨性，减低工件使用寿命O
[0004]现有技术中也可以采用楔横轧的方法来加工阶梯轴坯料，但是由于输入轴顶部齿形还要进行切削加工，该部分为轧件直径最大部位，在轧制过程不会产生变形，也就不会有晶粒细化的效果，反而会因为加热过程恶化金属性能，从而影响齿轮强度。
[0005]另外，现有技术中还采用冷挤压的方法加工阶梯轴，但受到工艺和断面收缩率所限，需要多工步加工，并且磷化皂化处理造成污染。
[0006]因此，采用现有技术加工制造输入轴，要么会使加工出的齿轮轴齿形强度有所降低，要么会大幅度增加工件的加工工步，两者不可兼得。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种节约材料、加工效率高，并且能够保证工件优良的机械性能的汽车变速器输入轴复合成形工艺。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种汽车变速器输入轴复合成形工艺，包括如下步骤:
[0009](I)将毛坯放入加热炉中加热并保温，然后迅速将毛坯从加热炉中取出，转移至楔横乳机；
[0010](2)采用楔横轧机对毛坯进行轧制，并将毛坯从中部轧断分离，迅速取出转移至锻压机；所述毛坯轧断分离后，形成两根对称排布的阶梯轴；
[0011](3)将阶梯轴置于锻压模具的型腔中进行锻造，锻造出阶梯轴端部的齿形和端面的盲孔结构，锻造时使齿形与盲孔结构同时成形；
[0012](4)取出(3)中锻造好的锻件，利用锻件的余热进行正火处理；
[0013](5)将(4)中正火处理后的锻件加工出轴部花键；在轴部涂防渗剂，并进行渗碳淬火，低温回火处理；并且在热处理之后进行磨齿、磨外圆工艺。
[0014]其中，所述毛坯的直径小于所述输入轴齿根圆的直径。
[0015]其中，所述(2)中的楔横轧机为双棍楔横轧机。
[0016]本发明还提供一汽车变速器输入轴复合成形锻压模具，包括:下模体和上模体；
[0017]所述下模体上开设有轴部型腔，所述轴部型腔用于成形所述输入轴的轴部；
[0018]所述上模体包括上模外套、齿形模具和弹簧组；所述齿形模具设置于所述上模外套内；
[0019]所述上模外套内还设置有用于容置所述弹簧组的弹簧圈，所述弹簧组的两端分别与所述齿形模具和上模外套相接触，以将所述齿形模具压紧在所述下模体上；
[0020]所述上模体还包括用于锻造的上冲；所述上冲设置于所述上模体内，并可相对所述齿形模具上下滑动，且所述上冲的下端位于所述齿形模具的模腔内。
[0021]其中，所述下模体包括:下模座、轴部凹模以及下压板；所述下压板固定于所述下模座的顶部，并使所述轴部凹模固定于所述下模座上。
[0022]其中，所述轴部型腔开设于所述轴部凹模上。
[0023]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0024]上述方案中，本发明的汽车变速器输入轴复合成形工艺，一次加热后，依次进行楔横轧和锻造工艺，不仅节省能源，还不产生污染，保护了环境。并且，本发明工艺主要是采用塑性成形的方法加工，不但可以提高材料利用率，节约成本，而且可以提高产品机械性能。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的实施例的汽车变速器输入轴复合成形工艺的流程示意图；
[0026]图2为本发明的实施例的汽车变速器输入轴复合成形工艺中楔横轧模具展开图；
[0027]图3为图2中A-A处截面图；
[0028]图4为图2中B-B处截面图；
[0029]图5为图2中C-C处截面图；
[0030]图6为本发明的实施例的汽车变速器输入轴复合成形锻压模具的结构图。
[0031][主要元件符号说明]
[0032]1、输入轴；
[0033]11、盲孔结构；
[0034]12、齿形；
[0035]13、轴部花键；
[0036]2、锻件；
[0037]3、阶梯轴；
[0038]4、毛坯；
[0039]8、上模体；
[0040]80、上模套；
[0041]81、齿形模；
[0042]82、弹簧组；
[0043]85、上冲；
[0044]9、下模体；
[0045]90、下模座；
[0046]91、轴部凹模；
[0047]92、下压板。
【具体实施方式】
[0048]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0049]如图1所示，本发明的实施例的汽车变速器输入轴复合成形工艺，用于将毛坯4加工成汽车变速器的输入轴1，毛坯4 一般采用的材料为20CrMnTiH，其外型呈圆柱形；最终成品为输出轴4，输出轴4的齿形12螺旋角为31°，法面模数为2.5mm，齿数21个。
[0050]成形工艺具体包括如下步骤:
[0051](I)将毛坯4放入加热炉中加热并保温，然后迅速将毛坯4从加热炉中取出，转移至楔横轧机。将毛坯4加热到1100°C ±50°C，并保温20分钟。
[0052](2)采用楔横轧机对毛坯4进行轧制，并将毛坯从中部轧断分离，迅速取出转移至锻压机；所述毛坯轧断分离后，形成两根对称排布的阶梯轴3 ;楔横轧机一般采用双棍楔横轧机，优选采用H630型双辊楔横轧机。楔横轧机首先将毛坯轧制成两端对称的形状，并通过模具上的切刀将两个对称形状的坯料切断分开。
[0053](3)将阶梯轴3置于锻压模具的型腔中进行锻造，锻造出阶梯轴端部的齿形12和端面的盲孔结构11，锻造时使齿形12与盲孔结构11同时成形；
[0054](4)取出(3)中锻造好的锻件2，利用锻件2的余热进行正火处理；
[0055](5)将(4)中正火处理后的锻件2加工出轴部花键13 ;在加工出轴部花键后，在轴部涂防渗剂，并进行渗碳淬火，低温回火处理；并且在热处理之后进行磨齿、磨外圆工艺；从而形成最终的输入轴I。
[0056]本发明实施例的变速器输入轴复合成形工艺，一次加热后，依次进行楔横轧和锻造工艺，可以节省能源，保护环境。并且，本发明的工艺主要采用塑性成形的方法加工，不但可以提高材料利用率，节约成本，而且可以提高机械性能。
[0057]在上述实施例的基础上，进一步的，在进行加工之前选用毛坯时，毛坯4的直径小于所述输入轴I齿根圆的直径。这样的选择可以使毛坯4在楔横轧过程中断面收缩率较小，轧制相对容易