[00141777]汽车变速器整体式结合齿关键制造技术及应用

1. 所属科学技术领域 项目所属科学技术领域为：装备制造。围绕汽车变速器齿轮高精度、高性能、低成本、节能降耗的技术需求,提高国内汽车制造商的市场竞争力,项目从工艺、模具、装备等三个方面实现了突破。开发了整体式结合齿复合精锻成形技术,提出了金属成形过程的数值模拟方法,实现了对精锻过程中金属流动规律和成形缺陷的预测,保证了复杂结构锻件的成形精度和机械性能;发明了分体式组合锻造专用模具结构,内表面镀有CVD金刚石微 /纳复合涂层,可有效提高锻件的表面质量和模具的使用寿命;建立了一整套自动化复合精锻制造装备,能够实现上料、加热、模具润滑冷却和产品搬运等工艺的全自动化运行;将激光喷丸表面强化技术融入到整体式结合齿精锻工艺中,揭示了激光喷丸诱导的表面组织强化机理,改善了精锻件表面的微观晶体结构和应力状态,提高了结合齿的疲劳寿命。解决了传统精锻齿轮成形精度低、疲劳寿命低,原材料浪费严重和生产效率低等难题。 2 项目主要技术内容 （1） 开发了整体式结合齿的复合精锻成形技术,提出了金属成形过程的数值模拟方法,实现了对精锻过程中金属流动规律和成形缺陷的预测,保证了复杂结构锻件的成形精度和机械性能。 （2） 发明了一种分体式组合精锻专用模具结构,发明了分体式组合锻造专用模具结构,内表面镀有CVD金刚石微 /纳复合涂层,可有效提高锻件的表面质量和模具的使用寿命,制造成本节约60%-70%左右。 （3） 建立了一整套自动化复合精锻制造装备,能够实现上料、加热、模具润滑冷却和产品搬运等工艺的全自动化运行,生产效率高,最快能够达到20件/分钟的生产节拍,高于现有技术15件/分钟的生产节拍,降低了产品的生产成本,提高了工艺的标准化程度和稳定性。 （4）将激光喷丸表面强化技术融入到整体式结合齿精锻工艺中,揭示了激光喷丸诱导的表面组织强化机理,改善了精锻件表面的微观晶体结构和应力状态,提高了结合齿的疲劳寿命。 3 授权专利情况 本项目获授权专利24项（其中发明专利3项）,发表论文5篇（其中国内期刊2篇） 4.技术经济指标 （1） 工艺参数 结合齿M值精度 一周波动0.1mm 锻件厚度公差 ±0.15mm 材料利用率 92% 结合齿脱碳深度 无全脱碳,半脱碳≤0.1mm 机械性能 结构强度好,流线均匀,热处理变形小,机械性能好,疲劳寿命长 能源消耗 较国内热精锻降20% 齿形模具寿命 5000-8000件 生产效率 20件/分钟 （2） 形成国内结合齿精密锻造生产线3条,年产结合齿精密锻件900万件以上。 （3） 形成发明专利15项,实用新型专利10项。 5.应用推广及效益情况 项目的关键技术已经应用于上汽集团DCT250双离合变速器、EDU-G2变速器和NMT变速器中整体式结合齿精锻件的生产,上述产品均已通过旋转疲劳、TEDD发动机耐久台架、电机耐久试验并已实现批量生产。 目前采用传统工艺,以项目申请单位的某汽车变速器倒档结合齿为例,制造成本为79元/件,采用新工艺复合精锻自动化成形后制造成本为54元/件,单件可下降25元/件,经济效益相当可观。此工艺的开发和推广将使公司的产品制造成本大幅下降,产品质量提高,更好地参与国际竞争。