行星輪架的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種行星輪架的制造方法，其包括如下步驟：S1.下料；S2.前處理；S3.鍛造成形；S4.切邊并沖孔；S5.表面拋光并加工；S6.電子束焊接；S7.熱處理。本發(fā)明的行星輪架的制造方法采用鍛造工藝分別制造出行星輪架的底座和蓋板，并通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發(fā)明的制造方法成品率高，料廢低。通過本發(fā)明的制造方法制造出的行星輪架內(nèi)部致密，底座和蓋板連接處較為牢固，且無明顯焊縫。
【專利說明】行星輪架的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車零部件制造領(lǐng)域，具體地涉及一種用于支撐固定行星輪的行星輪架的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]行星輪是廣泛應(yīng)用在汽車等行業(yè)中的一種零部件，其主要用于控制汽車運(yùn)行的速度，起到速度調(diào)節(jié)的作用。行星輪使用時，需要與行星輪架相互配合，行星輪架起到對行星輪的固定和支撐的作用。
[0003]如圖1所示，行星輪架100包括底座10和蓋板20，蓋板20固定于底座10上方。底座10和蓋板20之間形成行星輪的安裝空間。目前，行星輪架的制造方法一般為鑄造。由于鑄造工藝自身的缺陷，通過鑄造方法獲得的行星輪架內(nèi)部容易產(chǎn)生氣泡孔，從而影響了行星輪架的質(zhì)量，導(dǎo)致料廢比較高，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效益。
[0004]因此，有必要提出進(jìn)一步的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種行星輪架的制造方法，以克服現(xiàn)有的行星輪架制造過程中存在的缺陷。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種行星輪架的制造方法，所述行星輪架包括底座和蓋板，所述行星輪架的制造方法包括如下步驟:
[0007]S1.下料，提供制造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應(yīng)原材料分別加工形成底座胚材和蓋板胚材；
[0008]S2.前處理，將底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行前處理，提高二者的塑性；
[0009]S3.鍛造成形，將經(jīng)過前處理的底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚；
[0010]S4.切邊并沖孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多余的邊料，并對切邊后的底座鍛胚和蓋板鍛胚進(jìn)行沖孔；
[0011]S5.表面拋光并加工，將經(jīng)切邊和沖孔處理后的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進(jìn)行拋光，并對二者焊接面進(jìn)行加工處理，形成底座鍛件和蓋板鍛件；
[0012]S6.電子束焊接，將底座鍛件和蓋板鍛件送入第一烘房中進(jìn)行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進(jìn)行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射二者之間的焊接面處，完成電子束焊接，形成行星輪架，將形成的行星輪架送入到第二烘房中進(jìn)行二次保溫；
[0013]S7.熱處理，將二次保溫后的行星輪架加熱到800°C后入油，完成熱處理，得到本發(fā)明的行星輪架。
[0014]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟SI中，提供的制造行星輪架底座和蓋板的原材料為合金鋼。
[0015]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S2中，所述前處理為加熱處理，所述加熱處理的溫度為1100°c。
[0016]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S3中，鍛造成形時采用多向模鍛，鍛造的壓力為2500T。
[0017]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述多向模鍛至少具有四個鍛造方向。
[0018]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S4中，切邊和沖孔時的壓力為 1600T。
[0019]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S5中，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進(jìn)行加工處理時，保證二者焊接面的平行度為0.05mm。
[0020]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S6中，在第一烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間為2-3h，保溫溫度為:150?200°C，所述真空箱的尺寸為ImXlm ;在第二烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間為3h，保溫溫度為:300?350°C。
[0021]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S6中，真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射底座鍛件和蓋板鍛件之間的貼合處，照射時間為7-10min，所述電子束照射時，底座鍛件和蓋板鍛件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使底座鍛件和蓋板鍛件在電子束的照射下完全焊接在一起。
[0022]所述電子束焊接時，電壓為120?160kv，電流為20?1000mA，掃描頻率為200?950Hz，并控制紋波系數(shù)小于0.5%，穩(wěn)定度維持在±0.5%。
[0023]作為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的改進(jìn)，所述步驟S7中，熱處理的處理時間為
6-7h。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的行星輪架的制造方法采用鍛造工藝分別制造出行星輪架的底座和蓋板，并通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發(fā)明的制造方法成品率高，料廢低。通過本發(fā)明的制造方法制造出的行星輪架內(nèi)部致密，底座和蓋板連接處較為牢固，且無明顯焊縫。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為行星輪架的局部立體示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的行星輪架的制造方法的一【具體實(shí)施方式】的流程示意圖；
[0027]圖3為對根據(jù)本發(fā)明的行星輪架的制造方法獲得的行星輪架進(jìn)行線切割后的立體示意圖；
[0028]圖4為測試樣品的剖面圖；
[0029]圖5為測試樣品焊縫融合處的金相圖；
[0030]圖6為測試樣品母材部分的金相圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明的行星輪架的制造方法包括如下步驟:
[0033]S1.下料，提供制造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應(yīng)原材料分別加工形成底座胚材和蓋板胚材；
[0034]S2.前處理，將底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行前處理，提高二者的塑性；
[0035]S3.鍛造成形，將經(jīng)過前處理的底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚；
[0036]S4.切邊并沖孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多余的邊料，并對切邊后的底座鍛胚和蓋板鍛胚進(jìn)行沖孔；
[0037]S5.表面拋光并加工，將經(jīng)切邊和沖孔處理后的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進(jìn)行拋光，并對二者焊接面進(jìn)行加工處理，形成底座鍛件和蓋板鍛件；
[0038]S6.電子束焊接，將底座鍛件和蓋板鍛件送入第一烘房中進(jìn)行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進(jìn)行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射二者之間的焊接面處，完成電子束焊接，形成行星輪架，將形成的行星輪架送入到第二烘房中進(jìn)行二次保溫；
[0039]S7.熱處理，將二次保溫后的行星輪架加熱到800°C后入油，完成熱處理，得到本發(fā)明的行星輪架。
[0040]其中，所述步驟SI中，提供的制造行星輪架底座和蓋板的原材料優(yōu)選采用合金鋼，更優(yōu)選地，合金鋼為45#鋼或40Cr鋼。其中，45#鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的切削加工性，符合本發(fā)明的制造方法的工藝需求。此外，下料時，需計(jì)算原材料的使用量，并利用機(jī)械設(shè)備將提供的原材料切斷加工制成具有特定形狀的胚材。
[0041]所述步驟S2中，在鍛造之前需對胚材進(jìn)行前處理，以便增加底座胚材和蓋板胚材的塑性，便于后續(xù)的鍛造加工。所述前處理可以為加熱處理，加熱處理時的溫度為1100°C。
[0042]所述步驟S3中，鍛造成形采用多向模鍛的鍛造方式。具體地，模鍛時，將底座胚材和蓋板胚材分別放入相應(yīng)的鍛造模具中，在壓力下合模，鍛造出底座鍛胚和蓋板鍛胚，鍛造時的壓力優(yōu)選為2500T。所述多向模鍛中，至少具有四個鍛造方向。此外，鍛造出底座鍛胚和蓋板鍛胚還需經(jīng)過熱處理，熱處理即回火，其目的在于增加鍛造出底座鍛胚和蓋板鍛胚的強(qiáng)度。
[0043]所述步驟S4中，切邊和沖孔時的壓力優(yōu)選為1600T。
[0044]所述步驟S5中，表面拋光時使用拋丸機(jī)，通過表面拋光可以對底座鍛胚和蓋板鍛胚表面進(jìn)行優(yōu)化。表面加工時，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進(jìn)行加工處理，從而保證二者焊接面的平行度為0.05mm,以滿足后續(xù)電子束焊接時的焊接要求。
[0045]所述步驟S6中，在第一烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間優(yōu)選為2_3h，保溫溫度為:150?200°C。在第二烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間為3h，保溫溫度為:300?350。。。
[0046]具體地，步驟S6中的真空箱的尺寸為ImX lm，所述真空箱中設(shè)置有固定底座鍛件和蓋板鍛件的工裝夾具，該工裝夾具可以使底座鍛件和蓋板鍛件固定于真空箱中，且使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相互貼合在一起。同時，工裝夾具還可帶動貼合在一起的底座鍛件和蓋板鍛件進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動，該自轉(zhuǎn)運(yùn)動以底座鍛件和蓋板鍛件的中心軸線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如此，在電子束焊接時，可使電子束將底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面完全焊接在一起。
[0047]在真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射底座鍛件和蓋板鍛件之間的焊接面，照射時間為7-10min。電子束照射時，底座鍛件和蓋板鍛件在夾具的夾持下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)時底座鍛件和蓋板鍛件以自身中心軸線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。從而使底座鍛件和蓋板鍛件之間的焊接面都能夠收到電子束的照射，進(jìn)而使底座鍛件和蓋板鍛件完全焊接在一起。
[0048]此外，進(jìn)行電子束焊接時，電壓為120?160kv，電流為20?1000mA，掃描頻率為200?950Hz，并控制紋波系數(shù)小于0.5%，穩(wěn)定度維持在±0.5%。
[0049]當(dāng)?shù)鬃懠蜕w板鍛件在真空箱內(nèi)完成電子束焊接后，形成行星輪架。將焊接好的行星輪架送入第二烘房中進(jìn)行二次保溫后，對其繼續(xù)進(jìn)行該熱處理，從而增加形成的行星輪架的強(qiáng)度。具體地，熱處理時間為6-7h，熱處理溫度為800°C。熱處理后的行星輪架入油以進(jìn)行淬火，從而達(dá)到工件HB250的標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]下面對上述獲得的行星輪架的進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，該測試實(shí)驗(yàn)按照GB/T13320-2007進(jìn)行測試。測試實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)項(xiàng)目具體包括:硬度、金相組織和焊縫融合情況。
[0051]如圖3、4所示，圖3為對上述獲得的行星輪架進(jìn)行線切割后的立體示意圖，由圖3可知，行星輪架被切割成4份，取其中一份作為測試樣品。圖4為測試樣品的剖面圖，其中A區(qū)域和B區(qū)域位于C區(qū)域的兩側(cè)，且A區(qū)域?yàn)槟覆南拢珺區(qū)域?yàn)槟覆纳?，C區(qū)域?yàn)楹缚p融合處。
[0052]如圖5、6所示，圖5為測試樣品焊縫融合處的金相圖，由圖5可知焊縫融合處融合良好，無焊接缺陷。圖6為測試樣品母材部分的金相圖，由圖6可知，由本發(fā)明的制造方法獲得的行星輪架內(nèi)部無氣孔，且較為致密。
[0053]對測試樣品進(jìn)行各個項(xiàng)目的檢測，檢測結(jié)果如表I所示:
[0054]
序號檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求檢測數(shù)據(jù)判定
255-.300HB (母材上275HB_ 符合
1硬度255-300HB (母材下)255HB符合


符八

>230HB (熔合區(qū)) 252HB
2金相組織回火索氏體(1-4級)回火索氏體2級_符合
3焊縫熔合情況丨熔合良好、無焊接缺陷符合
[0055]表I
[0056]由表I可知，由本發(fā)明的制造方法獲得的行星輪架硬度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，回火索氏體達(dá)到2級，從而獲得的行星輪架具有良好的韌性和塑性，同時具有較高的強(qiáng)度，因此具有良好的綜合力學(xué)性能。同時，底座和蓋板的焊接處熔合良好、無焊接缺陷，且熔合區(qū)域的強(qiáng)度達(dá)到了 252HB，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0057]綜上所述，本發(fā)明的行星輪架的制造方法采用鍛造工藝分別制造出行星輪架的底座和蓋板，并通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發(fā)明的制造方法成品率高，料廢低。通過本發(fā)明的制造方法制造出的行星輪架內(nèi)部致密，底座和蓋板連接處較為牢固，且無明顯焊縫。
[0058]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0059]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種行星輪架的制造方法，所述行星輪架包括底座和蓋板，其特征在于，所述行星輪架的制造方法包括如下步驟: 51.下料，提供制造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應(yīng)原材料分別加工形成底座胚材和蓋板胚材； 52.前處理，將底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行前處理，提高二者的塑性； 53.鍛造成形，將經(jīng)過前處理的底座胚材和蓋板胚材進(jìn)行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚； 54.切邊并沖孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多余的邊料，并對切邊后的底座鍛胚和蓋板鍛胚進(jìn)行沖孔； 55.表面拋光并加工，將經(jīng)切邊和沖孔處理后的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進(jìn)行拋光，并對二者焊接面進(jìn)行加工處理，形成底座鍛件和蓋板鍛件； 56.電子束焊接，將底座鍛件和蓋板鍛件送入第一烘房中進(jìn)行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進(jìn)行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射二者之間的焊接面處，完成電子束焊接，形成行星輪架，將形成的行星輪架送入到第二烘房中進(jìn)行二次保溫； 57.熱處理，將二次保溫后的行星輪架加熱到800°C后入油，完成熱處理，得到本發(fā)明的行星輪架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟SI中，提供的制造行星輪架底座和蓋板的原材料為合金鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述前處理為加熱處理，所述加熱處理的溫度為1100°c。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S3中，鍛造成形時采用多向模鍛，鍛造的壓力為2500T。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述多向模鍛至少具有四個鍛造方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S4中，切邊和沖孔時的壓力為1600T。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S5中，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進(jìn)行加工處理時，保證二者焊接面的平行度為0.05mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S6中，在第一烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間為2-3h，保溫溫度為:150?200°C，所述真空箱的尺寸為ImXlm ;在第二烘房中進(jìn)行保溫處理時，保溫時間為3h，保溫溫度為:300?350°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S6中，真空箱內(nèi)抽真空后，電子束照射底座鍛件和蓋板鍛件之間的貼合處，照射時間為7-10min，所述電子束照射時，底座鍛件和蓋板鍛件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使底座鍛件和蓋板鍛件在電子束的照射下完全焊接在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星輪架的制造方法，其特征在于，所述步驟S7中，熱處理的處理時間為6-7h。
【文檔編號】B23K15/06GK104148797SQ201410398103
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】趙海丁 申請人:江蘇南鑄科技股份有限公司