專利名稱：汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車動力傳動系統(tǒng)齒輪的制作方法，尤其是汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法。
背景技術：
汽車差速器及行星減速器的十字軸是汽車動力傳動系統(tǒng)中非常重要的零件，起動力傳遞及減速、調速作用，其制作質量的好壞直接關系到汽車的安全和壽命。現(xiàn)有技術中，汽車差速器及行星減速器的十字軸，通常采用高溫熱鍛的分步多階段制作成形方法，先制胚后在模具內熱鍛成型，即將十字軸加熱到鍛造溫度后，鍛胚成形，然后在鍛壓成形模具內鍛打成型的制造方法，該種方法需要對工件(毛坯)進行多次加熱，耗費一定的能量，而且在高溫下鍛打，工件內部的金相組織發(fā)生了較大的變化，有應力需要較高標準的正火熱處理才能滿足機械加工的性能要求；這種熱模鍛的制作方法，增加了十字軸的制作工序，提高了零件的廢品率，相應增大了十字軸的制作成本；而且耗費的能源也較多。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的汽車傳動系統(tǒng)中差速器及行星減速器的十字軸主要采用在模具內熱鍛成型，需要加熱而浪費能源、零件的廢品率以及增大了制造成本等不足，提供一種尺寸精度高、氧化少、縮短制造時間、降低零件的廢品率、降低制造成本的十字軸二次同步冷擠壓成型制作方法。本發(fā)明的技術方案:汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其步驟為:
(1)按照工藝設計要求，將原材料剪切成料段，經無心磨磨削表面，探傷檢查裂紋；將合格的料段，噴涂潤滑劑，烘干潤滑劑；
(2)第一次退火熱處理:將料段加熱至830°C"870°C，保溫8_14小時，降到680°C +15°C后隨爐冷卻到350°C ±10°C，再出爐空冷至室溫；
(3)將料段進行拋丸處理，再進行磷化皂化處理；
(4)把料段放置在液壓機上進行冷擠壓，在模具內得到十字圓棒狀坯件；
所述的模具，包括配合設置的上模和下模，上模和下模都是雙層模具結構，分別由上模內模、上模外模、下模內模、下模外模組成，上模內模和下模內模分別設置有相配合的內凹腔，上模內模和下模內模的內凹腔在合攏后形成模具型腔；
在液壓機上設置四個油缸，分別為上模內油缸、上模外油缸、下模內油缸、下模外油缸，上模內油缸和下模內油缸分別與上模內模、下模內模連接，上模外油缸、下模外油缸分別與上模外模、下模外模連接，分別帶動其移動；在冷擠壓時，料段放置在下模內模的中心部位，上模外油缸與下模外油缸首先相向合模移動，先將上模外模與下模外模合模，并封閉固定；上模內油缸和下模內油缸分別帶動上模內模和下模內模繼續(xù)相向合模移動，上模內模和下模內模閉合，上模內模和下模內模壓緊料段，并同時擠壓料段，加壓后推動料段在模具內變形，充滿模具型腔，直到成形完畢；
(5)完成后，首先提升油缸以打開模具型腔，并使用頂料裝置使十字軸產品脫模。進一步的特征是:上模內油缸和下模內油缸保持相等的速度，分別帶動上模內模和下模內模相向合模移動。上模內模和下模內模壓緊料段時，上模內油缸和下模內油缸保持相等的壓力作用在料段上。本發(fā)明汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，相對于現(xiàn)有技術，具有如下特點:
1、采用冷擠壓的方法制出十字軸零件，比熱鍛尺寸精度高，氧化少，金屬內在組織好，晶粒更細化，避免粗晶、混晶等不良組織。2、能夠縮短制造時間，降低零件的廢品率，降低制造成本。3、冷擠壓成形后變形量小，這樣更容易達到零件精度，尺寸穩(wěn)定；模具壽命非常聞。4、在雙層模具結構內冷擠壓，并在上模內油缸和下模內油缸同步、等壓擠壓作用下，料段在模具型腔內成型，成型精度高，產品的內在組織好。


圖1是本發(fā)明汽車行星減速器的十字軸的結構示意 圖2是圖1沿A— A向剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)按照工藝設計要求，將原材料(符合工藝要求的合金結構鋼)剪切成料段，經無心磨磨削表面，探傷檢查裂紋，經檢驗去除不符合要求的料段；將合格的料段，噴涂潤滑劑，然后烘干潤滑劑；
(2)第一次退火熱處理:將料段加熱至830°C"870°C，保溫8_14小時，降到680°C ±15°C后隨爐冷卻到350°C ±15°C，再出爐空冷至室溫；可以在加熱裝置中，如工頻爐、中頻爐等中進行加熱；
在加熱過程中，向加熱設備中加入具有保護作用的氮氣或惰性氣體。(3)將料段進行拋丸處理，再進行磷化皂化處理；拋丸處理一般是在拋丸機內進行，磷化皂化處理是對鋼材的一種常規(guī)處理；
(4)把料段放置在液壓機上，在模具內進行冷擠壓，得到十字軸產品(十字圓棒狀坯
件)； 本發(fā)明的十字軸冷擠壓模具，包括配合設置的上模和下模，上模和下模都采用雙層模具結構，即上模內模、上模外模、下模內模、下模外模，上模內模和下模內模分別設置有相配合的內凹腔，上模內模和下模內模的內凹腔在合攏后形成模具型腔；
在液壓機上設置四個油缸，即上模內油缸、上模外油缸、下模內油缸、下模外油缸，上模內油缸和下模內油缸分別與上模內模、下模內模連接，上模外油缸、下模外油缸分別與上模外模、下模外模連接，分別帶動其移動，產生合?；蚍帜幼?，并產生擠壓作用。在冷擠壓時，料段放置在下模內模的中心部位，上模外油缸與下模外油缸首先相向合模移動(向合模方向的靠攏移動)，先將上模外模與下模外模合模，并封閉、定位；上模內油缸和下模內油缸繼續(xù)加壓，上模內油缸和下模內油缸分別帶動上模內模和下模內模繼續(xù)相向合模移動，上模內模和下模內模閉合，最好保持勻速閉合，即上模內油缸和下模內油缸保持相等的速度，均速移動；上模內模和下模內模壓緊料段，并同時擠壓料段，上模內油缸和下模內油缸保持相等的壓力作用在料段上，加壓后推動料段在模具內變形，充滿模具型腔，直到成形完畢。(5)冷擠壓完成后，提升油缸以打開模具型腔，依次打開外模、內模形成的腔體，使用頂料裝置使十字軸產品脫模；首先提升上模外油缸與下模外油缸，再提升上模內油缸和下模內油缸，以打開模具型腔，并使用上下頂料裝置(現(xiàn)有的頂料裝置)，使十字軸產品自然脫模，這樣一件十字軸產品就冷擠壓完成了。十字軸產品的結構如圖1、2所示。汽車行星減速器十字軸的原材料是合金結構鋼，常用的是20CrMoH或20CrMnTiH等，按照工藝設計要求下料后，首先對其表面進行磨削處理再用探傷設備檢查是否有裂紋等，如有則判為不合格；然后在合格品其表面噴涂潤滑劑，常用的潤滑劑是石墨或有機高分子潤滑劑，起潤滑作用。在加熱時，可以在保護氣氛中進行；所述保護氣氛是在中頻感應加熱爐中加入具有保護作用的氮氣或惰性氣體，防止坯料在加熱過程中被嚴重氧化，這樣鍛造成型的產品表面粗糙度好，表面脫碳現(xiàn)象很小。在中頻感應加熱爐中加熱的溫度可以選取830°C、835 °C、840°C、845 °C、850°C、855 °C、860°C、865 °C、870°C 等。本發(fā)明經過的退火熱處理，對料段進退火熱處理，能有效消除料段的應力，改善其內部組織，顯著提高其力學性能。按照工藝要求，選取上、下雙層油缸液壓機和雙層模具，對坯料進行冷擠壓處理，使十字軸產品在模具型腔內成型，獲得的產品的精度和粗糙度都較高，能達到設計要求。本發(fā)明的無心磨、探傷設備、中頻感應加熱爐、沖壓機、拋丸設備、上下雙層油缸液壓機以及磷化和皂化處理等，都是現(xiàn)有裝置或現(xiàn)有技術；操作時，根據(jù)工藝需要，制作合適的雙層模具等，按照要求操作，就能得到本發(fā)明的中間制品或最終成品。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其特征在于包括如下步驟: (1)按照工藝設計要求，將原材料剪切成料段，經無心磨磨削表面，探傷檢查裂紋；將合格的料段，噴涂潤滑劑，烘干潤滑劑； (2)第一次退火熱處理:將料段加熱至830°C"870°C，保溫8_14小時，降到680°C +15°C后隨爐冷卻到350°C ±10°C，再出爐空冷至室溫； (3)將料段進行拋丸處理，再進行磷化皂化處理； (4)把料段放置在液壓機上進行冷擠壓，在模具內得到十字圓棒狀坯件； 所述的模具，包括配合設置的上模和下模，上模和下模都是雙層模具結構，分別由上模內模、上模外模、下模內模、下模外模組成，上模內模和下模內模分別設置有相配合的內凹腔，上模內模和下模內模的內凹腔在合攏后形成模具型腔； 在液壓機上設置四個油缸，分別為上模內油缸、上模外油缸、下模內油缸、下模外油缸，上模內油缸和下模內油缸分別與上模內模、下模內模連接，上模外油缸、下模外油缸分別與上模外模、下模外模連接，分別帶動其移動；在冷擠壓時，料段放置在下模內模的中心部位，上模外油缸與下模外油缸首先相向合模移動，先將上模外模與下模外模合模，并封閉；上模內油缸和下模內油缸分別帶動上模內模和下模內模繼續(xù)相向合模移動，上模內模和下模內模閉合，上模內模和 下模內模壓緊料段，并同時擠壓料段，加壓后推動料段在模具內變形，充滿模具型腔，直到成形完畢； (5)完成后，首先提升油缸以打開模具型腔，并使用頂料裝置使十字軸產品脫模。
2.根據(jù)權利要求1所述汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其特征在于:上模內油缸和下模內油缸保持相等的速度，分別帶動上模內模和下模內模相向合模移動。
3.根據(jù)權利要求1或2所述汽車差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其特征在于:上模內模和下模內模壓緊料段時，上模內油缸和下模內油缸保持相等的壓力作用在料段上。
全文摘要
本發(fā)明公開了差速器及行星減速器十字軸的二次同步冷擠壓成型制作方法，其模具由上模內模、上模外模、下模內模、下模外模組成，上模內模和下模內模的內凹腔在合攏后形成模具型腔；在液壓機上設置四個油缸，上模內油缸和下模內油缸分別與上模內模、下模內模連接，上模外油缸、下模外油缸分別與上模外模、下模外模連接，分別帶動其移動；在冷擠壓時，先將上模外模與模外模合模封閉；再使上模內模和下模內模閉合、壓緊料段，并同時擠壓料段，加壓后推動料段在模具型腔內變形。本發(fā)明的方法，采用冷擠壓的方法比熱鍛尺寸精度高，氧化少；模具壽命非常高；在上模內油缸和下模內油缸同步、等壓擠壓作用下，成型精度高，產品的內在組織好。
文檔編號B23P15/14GK103111815SQ201310063488
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權日2013年2月28日
發(fā)明者譚富春, 張基敏 申請人:重慶路暢汽車配件有限公司