本发明属于汽车部件制造
技术领域：
，具体涉及一种车辆变速箱模具制造方法。
背景技术：
：变速箱是车辆上非常重要的部件，它可以改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的作用。随着现代科技的发展，变速箱也有了升级，从最初的手动变速箱，到自动变速箱和无级变速箱，再到现在的双离合变速箱，从无同步器到有同步器，操控越来越方便，其内部结构越来越复杂，精密度要求也越来越高。车辆变速箱的各个部件在制造过程中通常会用到模具成型，例如自动变速箱壳体模具、变速箱盖模具、变速箱的拨叉模具，具体例如公开号为cn106825490a的中国发明专利公开的一种cvt自动变速箱壳体压铸模具，该模具采用在镶件内嵌镶件的方式对油路槽处进行挤压补缩，同时设置锁定装置锁定了侧压加压位置，从而保证油路槽位置处压力位置，补缩时效果较好；又如公告号为cn206200097u的中国实用新型专利公开的一种变速箱盖的椭圆流道模具，该模具采用了椭圆截面流道，减少了梯形流道中出现的热应力过于集中的问题，从而使整个流道的热应力分布更加均匀，降低了流道开裂的问题；还有公告号为cn206425529u的中国实用新型专利公开的一种变速箱拨叉模具系统。壳体、端盖和拨叉等都是车辆变速箱的重要组成部件，随着对车辆变速箱的制造精度要求越来越高，其各个部件也要求配合精度、尺寸精度高，表面粗糙度低，进而对制造部分部件的模具精度的要求也更高。在实际制造过程中，制造车辆变速箱各部件的模具由于承受极大冲击以及反复冲击，模具的局部容易产生细微裂纹甚至宏观裂纹，从而导致模具开裂失效；还有一些是模具内的部分区域的磨损量较大，容易引起模具的磨损失效，这些都显著影响了模具的寿命；并且，随着模具的使用，其精度也逐渐降低，不能满足精密部件的制造要求。同时，随着车辆变速箱的结构设计越来越复杂，车辆变速箱各部件的设计周期缩短，传统的模具设计周期更不上车辆变速箱各部件的更换改进，开发周期和生产准备时间仍然较长。表面拉毛也一直是车辆变速箱模具生产中面临的难题。近年来，伴随着高强钢在变速箱壳体上的大量使用，普通的模具表面质量已经很难满足日益苛刻的工作条件，而低质量的模具表面容易造成诸多失效，如磨损、拉毛等。采用粉末冶金钢能很好解决表面拉毛问题，但采用粉末冶金钢的成本过高，不适合大规模生产应用。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车辆变速箱模具制造方法，解决现有车辆变速箱各部件模具存在的开发周期长、寿命精度逐渐降低等缺点。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供了一种车辆变速箱模具制造方法，包括以下步骤：（1）根据车辆变速箱的相应部件设计对应模具的三维模型，并对所述三维模型进行分层切片处理，所述模具包括底座部、缓冲部和成型部；（2）将步骤（1）中模具的三维模型参数输入至激光3d打印设备中进行打印，首先打印得到所述模具的底座部，所述底座部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为280-470w，打印速度为55-78mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为42-46μm；（3）在步骤（2）中得到的底座部上打印缓冲部，所述缓冲部由氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率密度为88-100w/cm3，采用的氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷颗粒的平均粒径为16-24μm；（4）在步骤（3）中得到的缓冲部上打印成型部，所述成型部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为220-300w，打印速度为46-62mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为36-42μm；（5）对步骤（4）中得到的成型部进行表面处理，得到车辆变速箱模具；所述底座部的上表面设有多个第一盲孔，缓冲部的下表面对应每一个第一盲孔均设有第一凸起，缓冲部的上表面设有多个与第一凸起轴线不重合的第二凸起，成型部的下表面对应每一个第二凸起均设有第二盲孔。优选地，步骤（1）中，在车辆变速箱模具的三维模型设计完成后，将对应车辆变速箱具体部件的三维模型导入三维设计软件与模具的三维模型进行适应性预装配，根据装配的配合情况，对尺寸结构进行微调。优选地，步骤（1）中，车辆变速箱模具三维模型设计完成后，利用有限元分析软件deform-3d进行仿真分析具体部件模拟成形过程和模具受力情况，根据裂纹产生情况和磨损量的大小，改变材料比例以及调整局部结构尺寸。优选地，在每个第一盲孔的周边区域进行喷涂纳米颗粒处理，所述纳米颗粒的材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷，所述纳米颗粒的平均粒径小于20纳米，喷涂纳米颗粒处理的厚度小于0.2微米。优选地，所述成型部的激光打印速度小于所述底座部的激光打印速度，所述成型部的激光打印采用的金属粉末颗粒的平均粒径小于所述底座部的激光打印采用的金属粉末颗粒的平均粒径。优选地，对成型部进行的表面处理为热扩散覆层处理工艺，该工艺包括：a.将所述成型部进行热处理后置于均匀含钒熔盐中，进行盐浴和空冷淬火；b.对空冷淬火后的成型部进行低温回火；c.对低温回火后的成型部根据其尺寸变化再进行高温回火。优选地，所述热处理的步骤包括高温淬火和二次高温回火。优选地，在进行所述热处理之后，进行盐浴之前，所述的车辆变速箱模具制造方法还依次包括车辆变速箱模具精加工和抛光的步骤。优选地，所述低温回火的温度是225℃-240℃，时间是2-3h；高温回火的温度是480℃-515℃，时间是1-2h。优选地，在进行高温回火之后，所述的车辆变速箱模具制造方法还包括抛光的步骤。本发明具有如下有益效果：（1）本发明所述的车辆变速箱模具制造方法，利用3d打印技术，大大缩短了车辆变速箱模具的开发周期，减少传统的模具生产准备时间，适应不同车辆变速箱部件的频繁更换和改进，使模具设计周期与车辆变速箱部件设计周期同步，能够制造用于生产复杂形状的车辆变速箱部件的精密模具，减少材料浪费，降低精密模具生产成本，不仅能够提高车辆变速箱模具生产的车辆变速箱部件的成型质量，而且提高了车辆变速箱模具的使用寿命。（2）本发明所述的车辆变速箱模具制造方法利用热扩散覆层工艺对成型部进行表面处理，在其表面制备了高硬度、高耐磨性、抗黏着、摩擦系数小的vc覆层；变速箱模具冲压过程中由于散热好，黏着性降低，使得变速箱模具温度增加相对较小。此外，本发明很好控制了变速箱模具的尺寸精度和表面粗糙度，使变速箱冲压件的尺寸精确到位。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1本实施例提供了一种车辆变速箱模具制造方法，包括以下步骤：（1）根据车辆变速箱的相应部件设计对应模具的三维模型，并对所述三维模型进行分层切片处理，所述模具包括底座部、缓冲部和成型部；（2）将步骤（1）中模具的三维模型参数输入至激光3d打印设备中进行打印，首先打印得到所述模具的底座部，所述底座部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为280w，打印速度为55mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为42μm；（3）在步骤（2）中得到的底座部上打印缓冲部，所述缓冲部由氧化铝陶瓷颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率密度为88w/cm3，采用的氧化铝陶瓷颗粒的平均粒径为16μm；（4）在步骤（3）中得到的缓冲部上打印成型部，所述成型部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为220w，打印速度为46mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为36μm；（5）对步骤（4）中得到的成型部进行表面处理，得到车辆变速箱模具；所述底座部的上表面设有多个第一盲孔，缓冲部的下表面对应每一个第一盲孔均设有第一凸起，缓冲部的上表面设有多个与第一凸起轴线不重合的第二凸起，成型部的下表面对应每一个第二凸起均设有第二盲孔。本实施例步骤（1）中，在车辆变速箱模具的三维模型设计完成后，将对应车辆变速箱具体部件的三维模型导入三维设计软件与模具的三维模型进行适应性预装配，根据装配的配合情况，对尺寸结构进行微调。本实施例步骤（1）中，车辆变速箱模具三维模型设计完成后，利用有限元分析软件deform-3d进行仿真分析具体部件模拟成形过程和模具受力情况，根据裂纹产生情况和磨损量的大小，改变材料比例以及调整局部结构尺寸。本实施例在每个第一盲孔的周边区域进行喷涂纳米颗粒处理，所述纳米颗粒的材料为氧化铝陶瓷，所述纳米颗粒的平均粒径为18纳米，喷涂纳米颗粒处理的厚度为0.18微米。本实施例对成型部进行的表面处理为热扩散覆层处理工艺，该工艺包括：a.将所述成型部进行高温淬火和二次高温回火后置于均匀含钒熔盐中，进行盐浴和空冷淬火；b.对空冷淬火后的成型部进行低温回火；c.对低温回火后的成型部根据其尺寸变化再进行高温回火，高温回火之后进行抛光。本实施例在进行所述高温淬火和二次高温回火之后，进行盐浴之前，所述的车辆变速箱模具制造方法还依次包括车辆变速箱模具精加工和抛光的步骤。本实施例所述低温回火的温度是225℃，时间是2h；高温回火的温度是480℃，时间是1h。实施例2本实施例提供了一种车辆变速箱模具制造方法，包括以下步骤：（1）根据车辆变速箱的相应部件设计对应模具的三维模型，并对所述三维模型进行分层切片处理，所述模具包括底座部、缓冲部和成型部；（2）将步骤（1）中模具的三维模型参数输入至激光3d打印设备中进行打印，首先打印得到所述模具的底座部，所述底座部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为380w，打印速度为66mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为44μm；（3）在步骤（2）中得到的底座部上打印缓冲部，所述缓冲部由氧化锆陶瓷颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率密度为94w/cm3，采用的氧化锆陶瓷颗粒的平均粒径为20μm；（4）在步骤（3）中得到的缓冲部上打印成型部，所述成型部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为260w，打印速度为52mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为39μm；（5）对步骤（4）中得到的成型部进行表面处理，得到车辆变速箱模具；所述底座部的上表面设有多个第一盲孔，缓冲部的下表面对应每一个第一盲孔均设有第一凸起，缓冲部的上表面设有多个与第一凸起轴线不重合的第二凸起，成型部的下表面对应每一个第二凸起均设有第二盲孔。本实施例步骤（1）中，在车辆变速箱模具的三维模型设计完成后，将对应车辆变速箱具体部件的三维模型导入三维设计软件与模具的三维模型进行适应性预装配，根据装配的配合情况，对尺寸结构进行微调。本实施例步骤（1）中，车辆变速箱模具三维模型设计完成后，利用有限元分析软件deform-3d进行仿真分析具体部件模拟成形过程和模具受力情况，根据裂纹产生情况和磨损量的大小，改变材料比例以及调整局部结构尺寸。本实施例在每个第一盲孔的周边区域进行喷涂纳米颗粒处理，所述纳米颗粒的材料为氧化锆陶瓷，所述纳米颗粒的平均粒径为16纳米，喷涂纳米颗粒处理的厚度为0.16微米。本实施例对成型部进行的表面处理为热扩散覆层处理工艺，该工艺包括：a.将所述成型部进行高温淬火和二次高温回火后置于均匀含钒熔盐中，进行盐浴和空冷淬火；b.对空冷淬火后的成型部进行低温回火；c.对低温回火后的成型部根据其尺寸变化再进行高温回火，高温回火之后进行抛光。本实施例在进行所述高温淬火和二次高温回火之后，进行盐浴之前，所述的车辆变速箱模具制造方法还依次包括车辆变速箱模具精加工和抛光的步骤。本实施例所述低温回火的温度是232℃，时间是2.5h；高温回火的温度是500℃，时间是1.5h。实施例3本实施例提供了一种车辆变速箱模具制造方法，包括以下步骤：（1）根据车辆变速箱的相应部件设计对应模具的三维模型，并对所述三维模型进行分层切片处理，所述模具包括底座部、缓冲部和成型部；（2）将步骤（1）中模具的三维模型参数输入至激光3d打印设备中进行打印，首先打印得到所述模具的底座部，所述底座部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为470w，打印速度为78mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为46μm；（3）在步骤（2）中得到的底座部上打印缓冲部，所述缓冲部由氧化锆陶瓷颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率密度为100w/cm3，采用的氧化锆陶瓷颗粒的平均粒径为24μm；（4）在步骤（3）中得到的缓冲部上打印成型部，所述成型部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为300w，打印速度为62mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为42μm；（5）对步骤（4）中得到的成型部进行表面处理，得到车辆变速箱模具；所述底座部的上表面设有多个第一盲孔，缓冲部的下表面对应每一个第一盲孔均设有第一凸起，缓冲部的上表面设有多个与第一凸起轴线不重合的第二凸起，成型部的下表面对应每一个第二凸起均设有第二盲孔。本实施例步骤（1）中，在车辆变速箱模具的三维模型设计完成后，将对应车辆变速箱具体部件的三维模型导入三维设计软件与模具的三维模型进行适应性预装配，根据装配的配合情况，对尺寸结构进行微调。本实施例步骤（1）中，车辆变速箱模具三维模型设计完成后，利用有限元分析软件deform-3d进行仿真分析具体部件模拟成形过程和模具受力情况，根据裂纹产生情况和磨损量的大小，改变材料比例以及调整局部结构尺寸。本实施例在每个第一盲孔的周边区域进行喷涂纳米颗粒处理，所述纳米颗粒的材料为氧化锆陶瓷，所述纳米颗粒的平均粒径为14纳米，喷涂纳米颗粒处理的厚度为0.14微米。本实施例对成型部进行的表面处理为热扩散覆层处理工艺，该工艺包括：a.将所述成型部进行高温淬火和二次高温回火后置于均匀含钒熔盐中，进行盐浴和空冷淬火；b.对空冷淬火后的成型部进行低温回火；c.对低温回火后的成型部根据其尺寸变化再进行高温回火，高温回火之后进行抛光。本实施例在进行所述高温淬火和二次高温回火之后，进行盐浴之前，所述的车辆变速箱模具制造方法还依次包括车辆变速箱模具精加工和抛光的步骤。本实施例所述低温回火的温度是240℃，时间是3h；高温回火的温度是480℃，时间是2h。实施例4本实施例提供了一种车辆变速箱模具制造方法，包括以下步骤：（1）根据车辆变速箱的相应部件设计对应模具的三维模型，并对所述三维模型进行分层切片处理，所述模具包括底座部、缓冲部和成型部；（2）将步骤（1）中模具的三维模型参数输入至激光3d打印设备中进行打印，首先打印得到所述模具的底座部，所述底座部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为470w，打印速度为78mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为46μm；（3）在步骤（2）中得到的底座部上打印缓冲部，所述缓冲部由氧化锆陶瓷颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率密度为100w/cm3，采用的氧化锆陶瓷颗粒的平均粒径为24μm；（4）在步骤（3）中得到的缓冲部上打印成型部，所述成型部由金属粉末颗粒通过激光打印形成，激光打印的功率为300w，打印速度为62mm3/min，采用的金属粉末颗粒的平均粒径为42μm；（5）对步骤（4）中得到的成型部进行表面抛光处理，得到车辆变速箱模具；所述底座部的上表面设有多个第一盲孔，缓冲部的下表面对应每一个第一盲孔均设有第一凸起，缓冲部的上表面设有多个与第一凸起轴线不重合的第二凸起，成型部的下表面对应每一个第二凸起均设有第二盲孔。本实施例步骤（1）中，在车辆变速箱模具的三维模型设计完成后，将对应车辆变速箱具体部件的三维模型导入三维设计软件与模具的三维模型进行适应性预装配，根据装配的配合情况，对尺寸结构进行微调。本实施例步骤（1）中，车辆变速箱模具三维模型设计完成后，利用有限元分析软件deform-3d进行仿真分析具体部件模拟成形过程和模具受力情况，根据裂纹产生情况和磨损量的大小，改变材料比例以及调整局部结构尺寸。本实施例在每个第一盲孔的周边区域进行喷涂纳米颗粒处理，所述纳米颗粒的材料为氧化锆陶瓷，所述纳米颗粒的平均粒径为14纳米，喷涂纳米颗粒处理的厚度为0.14微米。对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制造的车辆变速箱模具进行实际生产验证，能够制造用于生产复杂形状的车辆变速箱部件的模具，减少了材料浪费，降低了模具生产成本，不仅提高了模具生产的车辆变速箱部件的成型质量，而且提高了车辆变速箱模具的使用寿命。对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制造的车辆变速箱模具成型部的摩擦系数和摩擦相对温度进行测试，测试结果如下表1所示：表1测试项目摩擦系数摩擦相对温度（℃）实施例10.4137.7实施例20.4338.3实施例30.3937.4实施例40.5656.2从表1可以看出，同样摩擦条件下，仅对成型部表面进行了抛光处理的实施例4的摩擦系数为0.56，明显高于进行了热扩散覆层处理的实施例1-3。与此同时，实施例4的摩擦相对温度为56.2℃，也明显高于进行了热扩散覆层处理的实施例1-3。本发明对成型部表面进行的热扩散覆层处理明显提高了模具的抗磨损性能和散热性。热扩散层覆膜后车辆变速箱部件尺寸精确到位，表面质量无拉毛现象，工件合格，模具使用性能和使用寿命也得到提高。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12