汽车起动机减速轴是起动机的关键零件之一，主要用于行星齿轮传动，因此必须具备抗冲击、抗疲劳、轻量化及传递大转矩等特性，采用传统的加工方法，效率低、成本高，且内在质量差，远不能满足日益发展的汽车生产厂家和零配件市场的批量需求。通过反复的工艺试验、分析、研究，我们制定出了一种汽车减速轴高效精密成形技术及工艺方法，该工艺符合我国高效、低耗、优质的产业政策，受到了国内相关起动机生产厂家的欢迎，取得了显着的社会效益和经济效益。
1.工艺分析
本文研究的起动机减速轴是某汽车起动机的工件，其上部为渐开线内齿轮，下部为带有螺旋花键的传动杆，内齿轮与传动杆的同轴度要求较高。为了最大可能地提高生产效率，使减速轴达到少切削加工且能保证加工精度的要求，通过分析研究，我们认为可以采用精密成形加工技术来代替传统的切削加工工艺。由于减速轴的内齿轮自身要承受很大的瞬间承载力，同时又兼定心作用，所以，其同轴度和机械强度都要求较高，这样，其塑性成形难度比较大，需要采取有效的工艺措施。根据零件的结构特点，我们确定该减速轴的工艺流程为：下料→剥皮→球化退火→抛丸→磷皂化→正挤压→镦粗→球化退火→抛丸→磷皂化→减径挤压1→减径挤压2→抛丸→内齿成形→减径挤压（备用）→成品。
2.模具设计与加工
（1）挤压力的计算挤压力是模具设计的基础，也是选用模具材料和挤压设备的重要依据，根据经验公式P=pF计算得最大挤压力近似6350kN,与根据诺模图（图算法）法查得的结果近似。
（2）模具设计与加工由于精密成形制件的精度取决于成形模具的精度，所以模具设计时，不但要制定合理的成形工艺方案，还应根据制件的结构特点及零件的精度要求，综合考虑后续机加工等事宜，所设计的模具不但要求结构简单实用，便于更换，同时要便于加工。为此，我们在精心确定精密成形工艺参数后，设计了一套结构简单且耐用的凸模和分体式组合凹模，这样既保证了模具的加工精度又节省了模具材料。
根据对精密成形过程的力学分析，我们发现：凹模几乎要承受全部的挤压力，最先容易发生裂纹而导致模具破坏。因此，综合诸方面因素，我们设计了一套纵向分割式组合预应力凹模。组合式凹模可以将挤压力分散到各层应力圈之间，避免因应力集中而产生压溃式失效。为了满足模具长寿命、高精度的要求，模具需选用强度高、耐磨损、变形小的模具材料。为此，我们选用新型特种模具钢材料YXR3制作下模芯、冲头和冲头套，65Nb,40Cr制作各层应力圈。
3.工艺试验及批量生产
（1）毛坯退火为了降低毛坯的变形抗力，提高金属材料的塑性，需要在成形前对毛坯进行适当的退火处理，以改善金属坯料的内部组织。而退火处理工艺如选择不当，会使坯料的硬度高低不一，造成压力猛增或模具磨损加剧，直接影响设备及模具的使用寿命及制品的表面粗糙度。经过反复的工艺试验和生产验证，该减速轴的退火处理规范为：随炉升温至860℃，保温14h,然后随炉冷却至300℃出炉，空冷。此时，经过退火处理的毛坯硬度控制在120～130HBS,易于减速轴的塑性成形。
（2）毛坯制备根据产品零件的尺寸形状及金属体积不变原则，确定毛坯下料尺寸。通过正挤压、镦粗和减径挤压等一系列机加工方法，将毛坯制成与成品形状相似的坯料。
（3）坯料润滑处理毛坯表面的润滑处理是塑性成形的一道重要工序。毛坯表面润滑的好坏对成形件的表面质量及模具寿命有很大影响。因此，我们采用磷皂化处理方法。坯料在去油处理后先进行反复水洗，再磷化和皂化处理，经过润滑处理后的坯料表面均匀覆盖一层灰白色的润滑膜。金属塑性变形时，可以大大减少摩擦阻力，提高模具寿命，降低成形件的表面粗糙度值，满足塑性净成形工艺的使用要求。
（4）工艺试验及批量生产工艺试验时应小心地将模具装配好，以保证成形件的尺寸精度。经过反复的工艺试验，及时完善工艺参数，经精密成形加工而成的减速轴各项指标均符合要求。经用户检测、加工、装机跑合等，认为我们提供的减速轴质量好、精度高、性能优越，完全满足使用要求。经生产考核后现已批量生产，以满足市场需求。
4.经济效益和社会效益
经过精密成形加工而成的起动机减速轴，材料组织致密且纤维不被破坏，特别是渐开线内齿轮部分，具有连续的金属纤维流线，避免了齿轮机械加工时在齿根部位形成刀痕、微观裂纹和表面粗糙度差等不足，从而大大提高了减速轴的抗剪强度和使用寿命，具有良好的社会效益。采用精密成形工艺生产的汽车起动机减速轴，由于缩短了工时，减少了刀具、夹具、人力、物力的浪费，又提高了产品的精度和质量，因此，使得生产成本大大降低，利润提高，具有显着的经济效益。
5.结语
精密成形工艺技术是提高产品性能与质量的关键技术，它能够缩短产品的制造周期，降低生产成本，更重要的是可以提高零件的精度要求和综合性能要求。已批量生产的减速轴经工艺考核、装机试验、跑合后证明：
该减速轴精密成形工艺合理，方案正确，模具设计简单，渐开线内齿轮填充良好，无需再机加工就可使用，达到了起动机减速轴的设计要求。因此，减速轴精密成形工艺技术对批量生产该类型减速轴及其他类似零件具有广泛的指导意义和推广价值。
