行星輪架的製造方法
2023-05-02 13:31:26 2
行星輪架的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種行星輪架的製造方法，其包括如下步驟：S1.下料；S2.前處理；S3.鍛造成形；S4.切邊並衝孔；S5.表面拋光並加工；S6.電子束焊接；S7.熱處理。本發明的行星輪架的製造方法採用鍛造工藝分別製造出行星輪架的底座和蓋板，並通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發明的製造方法成品率高，料廢低。通過本發明的製造方法製造出的行星輪架內部緻密，底座和蓋板連接處較為牢固，且無明顯焊縫。
【專利說明】行星輪架的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車零部件製造領域，具體地涉及一種用於支撐固定行星輪的行星輪架的製造方法。
【背景技術】
[0002]行星輪是廣泛應用在汽車等行業中的一種零部件，其主要用於控制汽車運行的速度，起到速度調節的作用。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固定於底座10上方。底座10和蓋板20之間形成行星輪的安裝空間。目前，行星輪架的製造方法一般為鑄造。由於鑄造工藝自身的缺陷，通過鑄造方法獲得的行星輪架內部容易產生氣泡孔，從而影響了行星輪架的質量，導致料廢比較高，降低了產品的生產效益。
[0004]因此，有必要提出進一步的解決方案。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明提供了一種行星輪架的製造方法，以克服現有的行星輪架製造過程中存在的缺陷。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種行星輪架的製造方法，所述行星輪架包括底座和蓋板，所述行星輪架的製造方法包括如下步驟:
[0007]S1.下料，提供製造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應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行前處理，提高二者的塑性；
[0009]S3.鍛造成形，將經過前處理的底座胚材和蓋板胚材進行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚；
[0010]S4.切邊並衝孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多餘的邊料，並對切邊後的底座鍛胚和蓋板鍛胚進行衝孔；
[0011]S5.表面拋光並加工，將經切邊和衝孔處理後的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進行拋光，並對二者焊接面進行加工處理，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行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內抽真空後，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行二次保溫；
[0013]S7.熱處理，將二次保溫後的行星輪架加熱到800°C後入油，完成熱處理，得到本發明的行星輪架。
[0014]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟SI中，提供的製造行星輪架底座和蓋板的原材料為合金鋼。
[0015]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，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]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S3中，鍛造成形時採用多向模鍛，鍛造的壓力為2500T。
[0017]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述多向模鍛至少具有四個鍛造方向。
[0018]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S4中，切邊和衝孔時的壓力為 1600T。
[0019]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S5中，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進行加工處理時，保證二者焊接面的平行度為0.05mm。
[0020]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S6中，在第一烘房中進行保溫處理時，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]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S6中，真空箱內抽真空後，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行旋轉，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，並控制紋波係數小於0.5%，穩定度維持在±0.5%。
[0023]作為本發明的行星輪架的製造方法的改進，所述步驟S7中，熱處理的處理時間為
6-7h。
[0024]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明的行星輪架的製造方法採用鍛造工藝分別製造出行星輪架的底座和蓋板，並通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發明的製造方法成品率高，料廢低。通過本發明的製造方法製造出的行星輪架內部緻密，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為本發明的行星輪架的製造方法的一【具體實施方式】的流程示意圖；
[0027]圖3為對根據本發明的行星輪架的製造方法獲得的行星輪架進行線切割後的立體示意圖；
[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。
【具體實施方式】
[0031]下面將對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0032]如圖2所示，本發明的行星輪架的製造方法包括如下步驟:
[0033]S1.下料，提供製造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應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行前處理，提高二者的塑性；
[0035]S3.鍛造成形，將經過前處理的底座胚材和蓋板胚材進行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚；
[0036]S4.切邊並衝孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多餘的邊料，並對切邊後的底座鍛胚和蓋板鍛胚進行衝孔；
[0037]S5.表面拋光並加工，將經切邊和衝孔處理後的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進行拋光，並對二者焊接面進行加工處理，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行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內抽真空後，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行二次保溫；
[0039]S7.熱處理，將二次保溫後的行星輪架加熱到800°C後入油，完成熱處理，得到本發明的行星輪架。
[0040]其中，所述步驟SI中，提供的製造行星輪架底座和蓋板的原材料優選採用合金鋼，更優選地，合金鋼為45#鋼或40Cr鋼。其中，45#鋼具有較高的強度和較好的切削加工性，符合本發明的製造方法的工藝需求。此外，下料時，需計算原材料的使用量，並利用機械設備將提供的原材料切斷加工製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行前處理，以便增加底座胚材和蓋板胚材的塑性，便於後續的鍛造加工。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，鍛造成形採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過熱處理，熱處理即回火，其目的在於增加鍛造出底座鍛胚和蓋板鍛胚的強度。
[0043]所述步驟S4中，切邊和衝孔時的壓力優選為1600T。
[0044]所述步驟S5中，表面拋光時使用拋丸機，通過表面拋光可以對底座鍛胚和蓋板鍛胚表面進行優化。表面加工時，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進行加工處理，從而保證二者焊接面的平行度為0.05mm,以滿足後續電子束焊接時的焊接要求。
[0045]所述步驟S6中，在第一烘房中進行保溫處理時，保溫時間優選為2_3h，保溫溫度為:150?200°C。在第二烘房中進行保溫處理時，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於真空箱中，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行自轉運動，該自轉運動以底座鍛件和蓋板鍛件的中心軸線為轉軸進行旋轉。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]在真空箱內抽真空後，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運動，旋轉時底座鍛件和蓋板鍛件以自身中心軸線為轉軸進行旋轉。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，進而使底座鍛件和蓋板鍛件完全焊接在一起。
[0048]此外，進行電子束焊接時，電壓為120?160kv，電流為20?1000mA，掃描頻率為200?950Hz，並控制紋波係數小於0.5%，穩定度維持在±0.5%。
[0049]當底座鍛件和蓋板鍛件在真空箱內完成電子束焊接後，形成行星輪架。將焊接好的行星輪架送入第二烘房中進行二次保溫後，對其繼續進行該熱處理，從而增加形成的行星輪架的強度。具體地，熱處理時間為6-7h，熱處理溫度為800°C。熱處理後的行星輪架入油以進行淬火，從而達到工件HB250的標準。
[0050]下面對上述獲得的行星輪架的進行測試實驗，該測試實驗按照GB/T13320-2007進行測試。測試實驗中檢驗項目具體包括: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行線切割後的立體示意圖，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區域和B區域位於C區域的兩側，且A區域為母材下，B區域為母材上，C區域為焊縫融合處。
[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，由本發明的製造方法獲得的行星輪架內部無氣孔，且較為緻密。
[0053]對測試樣品進行各個項目的檢測，檢測結果如表I所示:
[0054]
序號檢驗項目標準要求檢測數據判定
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) 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，由本發明的製造方法獲得的行星輪架硬度符合標準要求，回火索氏體達到2級，從而獲得的行星輪架具有良好的韌性和塑性，同時具有較高的強度，因此具有良好的綜合力學性能。同時，底座和蓋板的焊接處熔合良好、無焊接缺陷，且熔合區域的強度達到了 252HB，符合標準要求。
[0057]綜上所述，本發明的行星輪架的製造方法採用鍛造工藝分別製造出行星輪架的底座和蓋板，並通過電子束焊接的方式將底座和蓋板焊接固定在一起。本發明的製造方法成品率高，料廢低。通過本發明的製造方法製造出的行星輪架內部緻密，底座和蓋板連接處較為牢固，且無明顯焊縫。
[0058]對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。
[0059]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種行星輪架的製造方法，所述行星輪架包括底座和蓋板，其特徵在於，所述行星輪架的製造方法包括如下步驟: 51.下料，提供製造行星輪架底座和蓋板原材料，將相應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行前處理，提高二者的塑性； 53.鍛造成形，將經過前處理的底座胚材和蓋板胚材進行鍛造，形成底座鍛胚和蓋板鍛胚； 54.切邊並衝孔，分別切除鍛造成形的底座鍛胚和蓋板鍛胚周圍多餘的邊料，並對切邊後的底座鍛胚和蓋板鍛胚進行衝孔； 55.表面拋光並加工，將經切邊和衝孔處理後的底座鍛胚和蓋板鍛胚的表面進行拋光，並對二者焊接面進行加工處理，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行保溫處理，再將二者送入真空箱中利用工裝夾具進行裝配固定，使底座鍛件和蓋板鍛件的焊接面相貼合，真空箱內抽真空後，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行二次保溫； 57.熱處理，將二次保溫後的行星輪架加熱到800°C後入油，完成熱處理，得到本發明的行星輪架。
2.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟SI中，提供的製造行星輪架底座和蓋板的原材料為合金鋼。
3.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，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.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟S3中，鍛造成形時採用多向模鍛，鍛造的壓力為2500T。
5.根據權利要求4所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述多向模鍛至少具有四個鍛造方向。
6.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟S4中，切邊和衝孔時的壓力為1600T。
7.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟S5中，對底座鍛胚和蓋板鍛胚的焊接面進行加工處理時，保證二者焊接面的平行度為0.05mm。
8.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟S6中，在第一烘房中進行保溫處理時，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 ;在第二烘房中進行保溫處理時，保溫時間為3h，保溫溫度為:300?350°C。
9.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，所述步驟S6中，真空箱內抽真空後，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行旋轉，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.根據權利要求1所述的行星輪架的製造方法，其特徵在於，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 優先權日:2014年8月13日
【發明者】趙海丁 申請人:江蘇南鑄科技股份有限公司