一種變速器油底殼用沖壓工藝如何保證法蘭安裝面整體平面度和局部平面度的論述

王小亮

摘 要：介紹了變速器油底殼零件的整體平面度和局部平面度要求，結合沖壓成形分析軟件分析，確定了合理的沖壓工藝方案，設計了拉伸模、整形模、修邊模、翻邊模、整形法蘭安裝面模、沖孔模等沖壓模具，經生產驗證，模具結構合理，生產的零件完全滿足要求。

關鍵詞：變速器油底殼;沖壓工藝;法蘭安裝面;整體平面度;局部平面度

設計油底殼沖壓成形工藝和設計拉伸、整形、整形法蘭安裝面等模具，根據產品技術要求，設計出合理保證產品重要特性尺寸（整體平面度和局部平面度）要求的模具，完成該8AT項目變速器油底殼的完整的沖壓工藝和沖壓模具設計。

隨著國家政策的支持，國內變速器廠家會加快自主創新，變速器廠家將迎來一個歷時性的飛越，而作為變速器必備的油底殼，研究其沖壓生產工藝來保證產品重要性特性尺寸（整體平面度和局部平面度）將會很有現實的意義。

1 現有油底殼和自動變速器油底殼的整體和局部平面度技術要求對比

從以上對比我們可以看出自動變速器油底殼無論是整體平面度還是局部平面度，要求都比現有油底殼的要求要高。

針對以上情況我們從兩種油底殼的圖紙上比較如下：

1.1 從油底殼法蘭安裝面大小對比

現有油底殼法蘭安裝面大小為506.5×276，而自動變速器油底殼法蘭安裝面大小為316.7×270.5，從兩者對比可以看出現有油底殼法蘭面長度方向要比自動變速器油底殼法蘭面長度方向長得多。

1.2 從油底殼法蘭安裝面平面度形式對比

a.現有油底殼法蘭安裝面，如圖1所示：

該油底殼法蘭安裝面在整個大平面上面，凹陷為安裝面的加強筋，起到增加油底殼安裝面減少塑性變形，增加安裝面的剛性。

b.自動變速器油底殼法蘭安裝面，如圖2、圖3所示：

該油底殼法蘭安裝面不是在整個大平面上，而是在整個大平面上成形一平面類似加強筋的面作為安裝面，據與客戶了解該自動變速器油底殼采用安裝面+密封墊作為密封。傳統是采用密封膠進行密封的。

從以上對比可以看出，該自動變速器油底殼法蘭安裝面比較特殊，整體平面度和局部平面度要求也比現有油底殼高。

2 現有油底殼沖壓工藝是如何來保證整體和局部平面度

現有油底殼沖壓工藝采用拉伸，整形，修邊，翻邊，沖孔，點焊放油螺塞座，試壓，校平。其中最為主要的是翻邊及校平兩道工序。

2.1 翻邊

翻邊分二種基本形式，即內孔翻邊和外緣翻邊，他們在變形性質、應力狀態及在生產上的應用都有所不同，我們這里主要講外緣翻邊[3]。如圖4所示：

工件在外緣翻邊中同時借助翻邊凸模及頂料板把法蘭安裝面加強筋成形出來。

2.2 校平

在點焊放油螺塞座及試壓工序后，油底殼法蘭面會存在變形，影響油底殼法蘭面整體及局部平面度，此時就需要進行校平，把紅丹粉與柴油按一定比例混合撓拌后抹在平板上，把油底殼法蘭面整體放在平板上，對凸起點進行校平，至達到平面度要求。此種方法有一比較明顯缺點，就是該油底殼法蘭面會存在不同程度的細微凹坑，沒辦法保證整個法蘭安裝面在不進行涂密封膠的情況下不會滲漏。

3 針對該自動變速器油底殼如何來保證整體和局部平面度的沖壓工藝論證分析

隨著以有限元為核心的塑性成形數值仿真技術日趨成熟，為人們認識成形過程的本質規律提供了新的途徑[4]，借助于公司引入的由深圳網藍通用科技有限公司代理的日本JSOL株式會社JSTAMP/NV沖壓成形分析軟件，它能為為我們前期在不開發模具的情況下，對翻邊工序進行分析，模擬計算出油底殼翻邊后法蘭安裝面平面度的回彈量，大大減少查模具和調試周期，降低生產成本提高產品質量。

通過該軟件分析我們計算出該變速器油底殼的翻邊后法蘭安裝面平面度的回彈量如下：

得知回彈量超出圖紙要求法蘭安裝面整體平面度0.4，再加上如前所述，油底殼后續還需進行試壓，法蘭安裝面平面度會進一步變差，需進一步校平，鑒于前面第一、二點可知該自動變速器油底殼的法蘭安裝面的形式與我們現有的油度殼不同，該自動變速器油底殼的法蘭安裝面只靠翻邊成形的2mm寬的平面和密封墊進行密封。因此不能采用我們現有油底殼的校平方法，我們認為能否按相同的翻邊模具對試壓后油底殼進行再一次的整形法蘭安裝面作業。

由此我們對該油底殼再一次進行整形法蘭安裝面分析，分析后效果達到預期，法蘭安裝面整體平面度≤0.4，結果如圖6：

在得益于沖壓成形分析軟件分析后，我們著手進行沖壓工藝設計，具體如下：剪板、切角、拉伸、整形、修邊、翻邊、沖安裝孔、沖放油螺塞孔模、點焊螺座、試壓、整形法蘭安裝面、檢驗;

同時設計相對應模具：拉伸模、整形模、修邊模、翻邊模、沖孔、沖放油螺塞孔模、點焊螺座定位銷、試壓夾具、整形法蘭安裝面模具[5];關鍵工序翻邊及整形法蘭安裝面詳圖如下：

3.1 翻邊

翻邊模具如圖7所示：

工件在外緣翻邊中同時借助翻邊凸模及頂料板把法蘭安裝面同時成形出來。在此翻邊中油底殼法蘭平面度整體平面度實測結果為0.4mm-0.5mm之間;

3.2 整形法蘭安裝面

整形法蘭安裝面模具如圖所示：

此副模具跟翻邊模具是一致的.在此整形法蘭安裝面工序后，我們測量變速器油底殼平面度及局部平面度均達到要求，整體平面度≤0.4mm，局部平面度≤0.2mm，具體檢測方式如下：

a.整體平面度：采用標準平板和0.4mm塞尺進行檢測，對油底殼整體平面度進行檢測如下：

b.局部平面度：將油底殼法蘭面跟缸體接觸面朝上，用一小平面（50mm長的標準塊規）和0.2mm塞尺，對油底殼局部平面度進行檢測如下：

但是當變速器油底殼送到客戶那里時，客戶對我們整個油底殼進行全尺寸檢驗，整體平面度和局部平面度都符合要求，唯一反饋有一瘕疵的是油底殼孔邊有毛刺，導致安裝孔孔徑尺寸不符合要求，影響安裝，具體圖片如下：

經現場排查，發現問題出在整形法蘭安裝面把工件沖孔后的毛刺壓入安裝孔邊。對沖壓來講，沖孔后工件孔徑在厚度方向會存在圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺四個斷裂帶[5]，毛刺對于工件沖孔是無法避免的。

針對以上問題，既然毛刺對于沖壓工藝沖孔來說無法避免，只能采取別的辦法，后來我們對整個沖壓工藝重新進行分析，重新調整沖安裝孔工序，把沖孔工序放在整形法蘭安裝面后面，即新沖壓工藝為：剪板、切角、拉伸、整形、修邊、翻邊、沖放油螺塞孔模、點焊螺座、試壓、整形法蘭安裝面、沖安裝孔、檢驗。

經過試制此工藝確實可行，變速器油底殼在沖安裝孔后，孔在厚度方向有毛刺，但就不會存在于安裝孔孔口，也就不會影響安裝孔的孔徑尺寸，產品經檢驗合格后重新送樣，得到客戶認可，產品順利進行批量生產。

4 結論

通過現有油底殼和自動變速器油底殼整體平面度和局部平面度技術要求的對比分析，結合公司沖壓成形分析軟件分析和現有沖壓工藝經驗，總結歸納出針對變速器油底殼開發的一種新的沖壓工藝，從中自已的模具沖壓技術和經驗得到進一步提高，掌握新的技術能力進一點增強，為公司以后在變速器油底殼領域開發充分積累經驗，為公司發展貢獻自已一份力量。

參考文獻：

[1]國際金屬加工網.行業要聞：汽車零部件：變速器技術的現狀和未來[J/OL].http：//www.mmsonline.com.cn ?2011.03.15.

[2]盛瑞傳動股份有限公司 新聞動態：盛瑞“可動力換擋多擋變速器”項目榮獲國家專利金獎[J/OL].http：//www.shengrui8at.com/ 2011.11.24.

[3]王孝培.沖壓手冊（第2版）[M]、北京：機械工業出版社2000.10.

[4]郭成，儲家佑.現代沖壓技術手冊[M]、中國標準出版社2005.

[5]《沖模設計手冊》編寫組.沖模設計手冊[M].北京：機械工業出版社 1999.06.