行星轮架的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种行星轮架的制造方法，其包括如下步骤：S1.下料；S2.前处理；S3.锻造成形；S4.切边并冲孔；S5.表面抛光并加工；S6.电子束焊接；S7.热处理。本发明的行星轮架的制造方法采用锻造工艺分别制造出行星轮架的底座和盖板，并通过电子束焊接的方式将底座和盖板焊接固定在一起。本发明的制造方法成品率高，料废低。通过本发明的制造方法制造出的行星轮架内部致密，底座和盖板连接处较为牢固，且无明显焊缝。
【专利说明】行星轮架的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车零部件制造领域，具体地涉及一种用于支撑固定行星轮的行星轮架的制造方法。
【背景技术】
[0002]行星轮是广泛应用在汽车等行业中的一种零部件，其主要用于控制汽车运行的速度，起到速度调节的作用。行星轮使用时，需要与行星轮架相互配合，行星轮架起到对行星轮的固定和支撑的作用。
[0003]如图1所示，行星轮架100包括底座10和盖板20，盖板20固定于底座10上方。底座10和盖板20之间形成行星轮的安装空间。目前，行星轮架的制造方法一般为铸造。由于铸造工艺自身的缺陷，通过铸造方法获得的行星轮架内部容易产生气泡孔，从而影响了行星轮架的质量，导致料废比较高，降低了产品的生产效益。
[0004]因此，有必要提出进一步的解决方案。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种行星轮架的制造方法，以克服现有的行星轮架制造过程中存在的缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种行星轮架的制造方法，所述行星轮架包括底座和盖板，所述行星轮架的制造方法包括如下步骤:
[0007]S1.下料，提供制造行星轮架底座和盖板原材料，将相应原材料分别加工形成底座胚材和盖板胚材；
[0008]S2.前处理，将底座胚材和盖板胚材进行前处理，提高二者的塑性；
[0009]S3.锻造成形，将经过前处理的底座胚材和盖板胚材进行锻造，形成底座锻胚和盖板锻胚；
[0010]S4.切边并冲孔，分别切除锻造成形的底座锻胚和盖板锻胚周围多余的边料，并对切边后的底座锻胚和盖板锻胚进行冲孔；
[0011]S5.表面抛光并加工，将经切边和冲孔处理后的底座锻胚和盖板锻胚的表面进行抛光，并对二者焊接面进行加工处理，形成底座锻件和盖板锻件；
[0012]S6.电子束焊接，将底座锻件和盖板锻件送入第一烘房中进行保温处理，再将二者送入真空箱中利用工装夹具进行装配固定，使底座锻件和盖板锻件的焊接面相贴合，真空箱内抽真空后，电子束照射二者之间的焊接面处，完成电子束焊接，形成行星轮架，将形成的行星轮架送入到第二烘房中进行二次保温；
[0013]S7.热处理，将二次保温后的行星轮架加热到800°C后入油，完成热处理，得到本发明的行星轮架。
[0014]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤SI中，提供的制造行星轮架底座和盖板的原材料为合金钢。
[0015]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S2中，所述前处理为加热处理，所述加热处理的温度为1100°c。
[0016]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S3中，锻造成形时采用多向模锻，锻造的压力为2500T。
[0017]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述多向模锻至少具有四个锻造方向。
[0018]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S4中，切边和冲孔时的压力为 1600T。
[0019]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S5中，对底座锻胚和盖板锻胚的焊接面进行加工处理时，保证二者焊接面的平行度为0.05mm。
[0020]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S6中，在第一烘房中进行保温处理时，保温时间为2-3h，保温温度为:150?200°C，所述真空箱的尺寸为ImXlm ;在第二烘房中进行保温处理时，保温时间为3h，保温温度为:300?350°C。
[0021]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S6中，真空箱内抽真空后，电子束照射底座锻件和盖板锻件之间的贴合处，照射时间为7-10min，所述电子束照射时，底座锻件和盖板锻件进行旋转，使底座锻件和盖板锻件在电子束的照射下完全焊接在一起。
[0022]所述电子束焊接时，电压为120?160kv，电流为20?1000mA，扫描频率为200?950Hz，并控制纹波系数小于0.5%，稳定度维持在±0.5%。
[0023]作为本发明的行星轮架的制造方法的改进，所述步骤S7中，热处理的处理时间为
6-7h。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的行星轮架的制造方法采用锻造工艺分别制造出行星轮架的底座和盖板，并通过电子束焊接的方式将底座和盖板焊接固定在一起。本发明的制造方法成品率高，料废低。通过本发明的制造方法制造出的行星轮架内部致密，底座和盖板连接处较为牢固，且无明显焊缝。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为行星轮架的局部立体示意图；
[0026]图2为本发明的行星轮架的制造方法的一【具体实施方式】的流程示意图；
[0027]图3为对根据本发明的行星轮架的制造方法获得的行星轮架进行线切割后的立体示意图；
[0028]图4为测试样品的剖面图；
[0029]图5为测试样品焊缝融合处的金相图；
[0030]图6为测试样品母材部分的金相图。
【具体实施方式】
[0031]下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]如图2所示，本发明的行星轮架的制造方法包括如下步骤:
[0033]S1.下料，提供制造行星轮架底座和盖板原材料，将相应原材料分别加工形成底座胚材和盖板胚材；
[0034]S2.前处理，将底座胚材和盖板胚材进行前处理，提高二者的塑性；
[0035]S3.锻造成形，将经过前处理的底座胚材和盖板胚材进行锻造，形成底座锻胚和盖板锻胚；
[0036]S4.切边并冲孔，分别切除锻造成形的底座锻胚和盖板锻胚周围多余的边料，并对切边后的底座锻胚和盖板锻胚进行冲孔；
[0037]S5.表面抛光并加工，将经切边和冲孔处理后的底座锻胚和盖板锻胚的表面进行抛光，并对二者焊接面进行加工处理，形成底座锻件和盖板锻件；
[0038]S6.电子束焊接，将底座锻件和盖板锻件送入第一烘房中进行保温处理，再将二者送入真空箱中利用工装夹具进行装配固定，使底座锻件和盖板锻件的焊接面相贴合，真空箱内抽真空后，电子束照射二者之间的焊接面处，完成电子束焊接，形成行星轮架，将形成的行星轮架送入到第二烘房中进行二次保温；
[0039]S7.热处理，将二次保温后的行星轮架加热到800°C后入油，完成热处理，得到本发明的行星轮架。
[0040]其中，所述步骤SI中，提供的制造行星轮架底座和盖板的原材料优选采用合金钢，更优选地，合金钢为45#钢或40Cr钢。其中，45#钢具有较高的强度和较好的切削加工性，符合本发明的制造方法的工艺需求。此外，下料时，需计算原材料的使用量，并利用机械设备将提供的原材料切断加工制成具有特定形状的胚材。
[0041]所述步骤S2中，在锻造之前需对胚材进行前处理，以便增加底座胚材和盖板胚材的塑性，便于后续的锻造加工。所述前处理可以为加热处理，加热处理时的温度为1100°C。
[0042]所述步骤S3中，锻造成形采用多向模锻的锻造方式。具体地，模锻时，将底座胚材和盖板胚材分别放入相应的锻造模具中，在压力下合模，锻造出底座锻胚和盖板锻胚，锻造时的压力优选为2500T。所述多向模锻中，至少具有四个锻造方向。此外，锻造出底座锻胚和盖板锻胚还需经过热处理，热处理即回火，其目的在于增加锻造出底座锻胚和盖板锻胚的强度。
[0043]所述步骤S4中，切边和冲孔时的压力优选为1600T。
[0044]所述步骤S5中，表面抛光时使用抛丸机，通过表面抛光可以对底座锻胚和盖板锻胚表面进行优化。表面加工时，对底座锻胚和盖板锻胚的焊接面进行加工处理，从而保证二者焊接面的平行度为0.05mm,以满足后续电子束焊接时的焊接要求。
[0045]所述步骤S6中，在第一烘房中进行保温处理时，保温时间优选为2_3h，保温温度为:150?200°C。在第二烘房中进行保温处理时，保温时间为3h，保温温度为:300?350。。。
[0046]具体地，步骤S6中的真空箱的尺寸为ImX lm，所述真空箱中设置有固定底座锻件和盖板锻件的工装夹具，该工装夹具可以使底座锻件和盖板锻件固定于真空箱中，且使底座锻件和盖板锻件的焊接面相互贴合在一起。同时，工装夹具还可带动贴合在一起的底座锻件和盖板锻件进行自转运动，该自转运动以底座锻件和盖板锻件的中心轴线为转轴进行旋转。如此，在电子束焊接时，可使电子束将底座锻件和盖板锻件的焊接面完全焊接在一起。
[0047]在真空箱内抽真空后，电子束照射底座锻件和盖板锻件之间的焊接面，照射时间为7-10min。电子束照射时，底座锻件和盖板锻件在夹具的夹持下作旋转运动，旋转时底座锻件和盖板锻件以自身中心轴线为转轴进行旋转。从而使底座锻件和盖板锻件之间的焊接面都能够收到电子束的照射，进而使底座锻件和盖板锻件完全焊接在一起。
[0048]此外，进行电子束焊接时，电压为120?160kv，电流为20?1000mA，扫描频率为200?950Hz，并控制纹波系数小于0.5%，稳定度维持在±0.5%。
[0049]当底座锻件和盖板锻件在真空箱内完成电子束焊接后，形成行星轮架。将焊接好的行星轮架送入第二烘房中进行二次保温后，对其继续进行该热处理，从而增加形成的行星轮架的强度。具体地，热处理时间为6-7h，热处理温度为800°C。热处理后的行星轮架入油以进行淬火，从而达到工件HB250的标准。
[0050]下面对上述获得的行星轮架的进行测试实验，该测试实验按照GB/T13320-2007进行测试。测试实验中检验项目具体包括:硬度、金相组织和焊缝融合情况。
[0051]如图3、4所示，图3为对上述获得的行星轮架进行线切割后的立体示意图，由图3可知，行星轮架被切割成4份，取其中一份作为测试样品。图4为测试样品的剖面图，其中A区域和B区域位于C区域的两侧，且A区域为母材下，B区域为母材上，C区域为焊缝融合处。
[0052]如图5、6所示，图5为测试样品焊缝融合处的金相图，由图5可知焊缝融合处融合良好，无焊接缺陷。图6为测试样品母材部分的金相图，由图6可知，由本发明的制造方法获得的行星轮架内部无气孔，且较为致密。
[0053]对测试样品进行各个项目的检测，检测结果如表I所示:
[0054]
序号检验项目标准要求检测数据判定
255-.300HB (母材上275HB_ 符合
1硬度255-300HB (母材下)255HB符合
符八
>230HB (熔合区) 252HB
2金相组织回火索氏体(1-4级)回火索氏体2级_符合
3焊缝熔合情况丨熔合良好、无焊接缺陷符合
[0055]表I
[0056]由表I可知，由本发明的制造方法获得的行星轮架硬度符合标准要求，回火索氏体达到2级，从而获得的行星轮架具有良好的韧性和塑性，同时具有较高的强度，因此具有良好的综合力学性能。同时，底座和盖板的焊接处熔合良好、无焊接缺陷，且熔合区域的强度达到了 252HB，符合标准要求。
[0057]综上所述，本发明的行星轮架的制造方法采用锻造工艺分别制造出行星轮架的底座和盖板，并通过电子束焊接的方式将底座和盖板焊接固定在一起。本发明的制造方法成品率高，料废低。通过本发明的制造方法制造出的行星轮架内部致密，底座和盖板连接处较为牢固，且无明显焊缝。
[0058]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0059]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种行星轮架的制造方法，所述行星轮架包括底座和盖板，其特征在于，所述行星轮架的制造方法包括如下步骤: 51.下料，提供制造行星轮架底座和盖板原材料，将相应原材料分别加工形成底座胚材和盖板胚材； 52.前处理，将底座胚材和盖板胚材进行前处理，提高二者的塑性； 53.锻造成形，将经过前处理的底座胚材和盖板胚材进行锻造，形成底座锻胚和盖板锻胚； 54.切边并冲孔，分别切除锻造成形的底座锻胚和盖板锻胚周围多余的边料，并对切边后的底座锻胚和盖板锻胚进行冲孔； 55.表面抛光并加工，将经切边和冲孔处理后的底座锻胚和盖板锻胚的表面进行抛光，并对二者焊接面进行加工处理，形成底座锻件和盖板锻件； 56.电子束焊接，将底座锻件和盖板锻件送入第一烘房中进行保温处理，再将二者送入真空箱中利用工装夹具进行装配固定，使底座锻件和盖板锻件的焊接面相贴合，真空箱内抽真空后，电子束照射二者之间的焊接面处，完成电子束焊接，形成行星轮架，将形成的行星轮架送入到第二烘房中进行二次保温； 57.热处理，将二次保温后的行星轮架加热到800°C后入油，完成热处理，得到本发明的行星轮架。
2.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤SI中，提供的制造行星轮架底座和盖板的原材料为合金钢。
3.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述前处理为加热处理，所述加热处理的温度为1100°c。
4.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，锻造成形时采用多向模锻，锻造的压力为2500T。
5.根据权利要求4所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述多向模锻至少具有四个锻造方向。
6.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，切边和冲孔时的压力为1600T。
7.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，对底座锻胚和盖板锻胚的焊接面进行加工处理时，保证二者焊接面的平行度为0.05mm。
8.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S6中，在第一烘房中进行保温处理时，保温时间为2-3h，保温温度为:150?200°C，所述真空箱的尺寸为ImXlm ;在第二烘房中进行保温处理时，保温时间为3h，保温温度为:300?350°C。
9.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S6中，真空箱内抽真空后，电子束照射底座锻件和盖板锻件之间的贴合处，照射时间为7-10min，所述电子束照射时，底座锻件和盖板锻件进行旋转，使底座锻件和盖板锻件在电子束的照射下完全焊接在一起。
10.根据权利要求1所述的行星轮架的制造方法，其特征在于，所述步骤S7中，热处理的处理时间为6-7h。
【文档编号】B23K15/06GK104148797SQ201410398103
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】赵海丁 申请人:江苏南铸科技股份有限公司