DCT变速器轴齿制造关键技术课件.pptx
DCT变速器轴齿制造关键技术,2/n,目 录,3/n,1 DCT轴齿制造技术概述,1.1 汽车变速器对整车性能影响,4/n,1 DCT轴齿制造技术概述,1.2 DCT变速器轴齿制造技术,产品设计、制造技术两者相互依存，协同发展促进零部件、总成、整车产品优越性能达成。,DCT产品特性,5/n,目 录,6/n,2 齿轮制造仿真技术应用,2.1 齿轮制造仿真流程,通过齿轮制造工艺计算分析，在保证产品性能的前提下，同时轴齿具备良好的制造工艺性；能用比较经济、合理的工艺方法将其制造出来,并减少因结构工艺性问题导致的设计更改。,滚齿、蜗杆磨齿工艺模拟,仿真流程,输入内容：1.齿轮设计参数2.功率流信息3.系统变形情况4.微观修形参数5.刀具参数,输出内容1.齿形TIF、SAP、EAP等特征点2.根切、干涉检查3.齿轮强度校核,输出内容1、齿面扭曲预测2、齿轮各项精度误差及精度等级,输出内容1、剃刀修磨表2、剃齿特征点3、齿面中凹预测,7/n,2 齿轮制造仿真技术应用,2.2 齿轮制造-齿形加工仿真,齿形TIF点，SAP点，EAP点校核，与设计偏差0.005mm；齿根陈切保证Residual Fillet Undercut，不小于精加工余量；齿根圆角半径保证Root Fillet Radius：齿根圆直径Root Diameter(mm)：与设计图纸要求一致；刀具与零件干涉检查;啮合齿轮干涉检查；TIF点，SAP点，EAP点处精加工余量min 0.03mm 刀具可制造性评价；滚磨零件齿根过渡保证;齿轮强度校核，满足设计标准；,DA,EAP,DF,TIF,8/n,2 齿轮制造仿真技术应用,2.3 齿轮制造-滚齿工艺仿真,9/n,2 齿轮制造仿真技术应用,2.4 齿轮制造-滚齿工艺仿真试验验证,模拟工艺可以预测加工精度趋势，但齿轮各项精度误差在准确度还有所偏离，需要进一步试验标定；,10/n,2 齿轮制造仿真技术应用,2.4 齿轮制造-蜗杆磨齿工艺仿真及试验验证,对齿向鼓形量为0、5m、10m、15m、20m进行试验；齿形扭曲与鼓形量近似为线性关系与实际的扭曲相比，仿真计算的扭曲趋势一致，但是扭曲值差距较大，鼓形量越大，差别越大,11/n,目 录,12/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.1 轴类零件过程质量控制,变速器齿轮轴传递运动与动力，同时也是齿轮、轴承、同步器装配、运转基准；作为轴齿核心零件，其特征要素多、精度高；所有特征要求均达到设计要求，可保证轴齿可靠、高效运转。,工序间精度相互关联，为保证最终成品精度的稳定达成，须对全工艺流程制定工艺技术条件，对每道关键工序进行严格控制；,13/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.2 轴类零件过程质量控制-花键精度控制指标,以轴两中心孔定位滚轧花键，搓前轴径跳动影响花键跳动,根据零件花键跳动0.08mm要求以及实验数据，确定齿坯轴颈跳动0.03mm、热前花键Fr控制0.04mm、轴齿热后变形0.25mm、校直后跳动0.04mm；,14/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.3 轴类零件过程质量控制-齿轮精度控制指标,滚齿精度与定位面精车精度相关，结合滚齿对精车的要求以及目前生产能力，要求滚齿定位面跳动不大于0.03mm；,滚齿工序齿轮精度与齿坯精车精度相关性,15/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.4 轴类零件过程质量控制-齿轮精度控制指标,热处理、校直工序齿轮周节精度变化,热后轴颈跳动0.04mm以内时，能够满足后续磨齿要求；零件TIF点近基圆以及齿轮磨齿精度要求，热处理校直后Fp0.06mm，Fr0.05mm；,16/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.5 轴类零件过程质量控制-齿轮精度控制指标,齿轮热变形变化,齿轮热齿轮后齿廓压力角增大，齿向螺旋角减少，磨齿工序存在一端无余量风险，因此需要热前补偿变形量。,磨前滚刀设计,磨齿黑皮,TIF点余量通常要求不小于0.03mm，但TIF近基圆设计齿轮，滚刀若按照等压力角设计，会导致TIF点余量不足，磨齿存在黑皮风险。,改进措施,通过滚刀和磨轮的变模数变压力角设计，蜗杆磨齿可以实现接近基圆的渐开线起始点保证；热前滚齿工序进行热变形补偿。,17/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.5 轴类零件过程质量控制-全齿面精度控制,扭曲修正砂轮修整策略,无扭曲修正砂轮修整策略,采用变压力角砂轮方式进行，砂轮轴向各点位置需要和齿轮宽度的位置相对应，影响磨削效率和磨削成本；对于扭曲比较小或要求不高的情形，可以采取优化修形螺旋线或是控制鼓形的方式进行，能够保证效率和成本；,斜齿轮鼓形设计制造会产生齿面扭曲,其大小和螺旋角、齿面宽、鼓形量相关,18/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.6 轴类零件过程质量控制-轴类零件工艺技术条件,综合考量零件加工过程中每道工序的实际精度达成情况以及对后序的影响情况，确定出关键工序的精度控制指标如下：,热前,热后,19/n,3 轴齿全流程质量控制技术,3.7 盘类零件工艺技术条件,20/n,目 录,21/n,4 典型零件关键制造技术,4.1 从动齿轮磨齿后铆接,从动齿轮精度要求,从动齿轮参与所有档位工况运转；关系到寿命、NVH、传递效率；差速器分总成从齿轮精度6级。,原工艺流程,各项精度都有损失，fHb、Fp、Fr精度超差；铆接后齿轮原有检测基准发生变化，导致精度损失；从动齿轮应当采用铆接后磨齿工艺；,0.01,0.035,0.028,22/n,4 典型零件关键制造技术,4.2 从动齿轮铆接后磨齿-工艺方案,取消热后内孔热后加工工序，从动齿轮直接与差壳铆接；降减少制造工序降低制造成本；以差壳轴承颈为基准，进行磨齿保证齿轮精度；,新工艺流程,从动齿轮热变形补偿量的确定；从动齿轮热处理易变形，如何有效控制变形；从动齿轮压装曲线确定，保证量产压装过程稳定；一体化从动齿轮磨齿精度达成；,新工艺需要解决的问题,23/n,4 典型零件关键制造技术,4.3 从动齿轮铆接后磨齿-热变形控制,Fp0.1-0.15，齿面已无余量,Fp0.1mm，齿面余量足够,热处理工艺参数,摆放方案1：平装,摆放方案2：挂装,毛坯材料20MnCr5淬透性30+4HRC挂装,挂具改善真空渗碳+气体淬火19Bar气体压力保温温度890渗碳层深:0.78mm心部硬度:366(HV30)平面度0.05mm热后Fp0.09mm热后Fr0.06mm,24/n,4 典型零件关键制造技术,4.4 从动齿轮铆接后磨齿-压装曲线,压装曲线,压装力,过盈量与圆度,压装工艺：随过盈量增加，（最终）压装力增加；内孔圆度主要影响初始压入力；在设计的过盈范围内，最大压装力为5.317KN，最小不到1KN；压装控制指标：内孔圆度不大于0.05mm,控制压装力波动范围波动量小于2KN;最终压装力控制在2KN-6KN，下限控制最小过盈配合，保证压装后的精度；上限保证最大过盈在设计范围内，避免产生过大的配合应力；,25/n,4 典型零件关键制造技术,4.5 从动齿轮铆接后磨齿-铆接后齿轮精度,铆接后齿轮Fr0.06、Fp0.08精度均改善热变形控制，尺寸变化趋于一致，可热前补偿;热后从动齿轮定位表面不进行加工，可直接压装铆接再进行总成磨齿；,26/n,4 典型零件关键制造技术,4.6 从动齿轮铆接后磨齿-铆接后齿轮磨齿精度,齿轮磨齿精度能够稳定达成6及设计精度要求；磨前齿轮工艺技术指标满足磨齿工序要求;,成形磨齿试验,27/n,4 典型零件关键制造技术,4.7 从动齿轮铆接后磨齿-从动齿轮工艺技术条件,热处理形位精度控制指标,热处理尺寸补偿量,齿轮精度各工序控制指标,注：滚齿的齿形齿向倾斜热前反补依据铆接后齿轮精度。,28,Thank you!,
