文／楊靜剛，代群·武漢迪克精沖有限公司

精沖技術在汽車換擋撥叉中的應用與發(fā)展

文／楊靜剛，代群·武漢迪克精沖有限公司

撥叉零件是汽車變速箱的重要構件之一，傳統(tǒng)的撥叉大部分是采用精密鑄造工藝進行制造的，隨著精沖技術的發(fā)展，精沖技術以其固有的技術優(yōu)點開始逐步替代傳統(tǒng)工藝。

精沖是在普沖的基礎上，發(fā)展起來的一種精密沖壓加工工藝，是一種高效、優(yōu)質、節(jié)能的綠色制造技術，目前正得到越來越廣泛的應用。精沖技術為消費者提供了節(jié)能、環(huán)保、高品質和可靠的產品，在促進社會可持續(xù)發(fā)展方面做出了貢獻，同時也展現(xiàn)了創(chuàng)新在技術發(fā)展過程中起到的巨大的推動作用。

精沖技術的產生

1921年，德國人FritzSchiess在Lichtensteig自己的家庭作坊里，開始設計和制造試驗性的液壓沖裁裝置，并進行了一些簡單零件的成功試沖。1922年2月，F(xiàn)ritzSchiess申請“金屬零件液壓沖裁裝置”的德國專利，并于1923年3月將它公諸于世，精沖技術從此誕生。隨后它被推廣到瑞士、法國、英國和美國等地。

最初，精沖技術主要是秘密地使用于德國、瑞士的鐘表工業(yè)等領域，隨著時代的發(fā)展，精沖技術的應用領域也越來越廣泛，20世紀90年代，這種節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保的技術在汽車行業(yè)中得到了廣泛的應用。

精沖技術從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)接近百年了，大致可分為以下3個時期。

⑴秘密期：1923～1956年，主要應用在鐘表、打字機、紡織機械等行業(yè)。

⑵普及期：1957～1979年，主要應用在機械、儀器儀表、照相機、電子、小五金、家電等行業(yè)。

⑶發(fā)展期：1980年至今，主要應用在汽車、摩托車和計算機等行業(yè)。

精沖技術發(fā)展的歷史是斷續(xù)前進的，近30年的發(fā)展才是連續(xù)而快速的，從而出現(xiàn)了美好的前景。精沖件也由薄板到中厚板，從平面精沖到三維成形，由簡單到復雜，由小型到大型。下面本文就從汽車變速箱換擋撥叉機構的演變過程來闡述精沖技術的應用和發(fā)展。

精沖技術的應用

在捷達轎車換擋撥叉中的應用

撥叉零件是汽車變速箱的重要構件之一，廣泛應用于汽車的傳動變速系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的撥叉大部分是采用精密鑄造工藝進行制造的，隨著精沖技術的發(fā)展，精沖技術以其固有的技術優(yōu)點開始逐步替代傳統(tǒng)工藝（圖1），在汽車零部件領域中得到日益廣泛的應用，其中精沖撥叉在捷達轎車變速箱中得到了較早的應用。

圖1?lián)懿嬗蓚鹘y(tǒng)的鑄造工藝制造轉向精沖制造

一汽-大眾1995年引進的捷達轎車換擋撥叉機構（圖2）全部采用精沖零件，具體情況如下。

⑴零件數(shù)量：7種精沖零件。

⑵零件材料：C35、08Al。

⑶材料厚度：4～6mm。

⑷零件尺寸：最大為150mm。

⑸精沖設備：300～400t。

⑹精沖工藝：壓印、鐓擠、壓彎、精沖落料。

⑺模具形式：精沖級進模具。

⑻零件特點：采用沖壓工藝取代傳統(tǒng)的鑄造工藝，零件實現(xiàn)了輕量化，尺寸精度和表面質量都有所改善。

圖2捷達轎車的換擋撥叉機構

⑼工藝特點：精沖工藝與其他沖壓工藝相結合完成零件的制造，取代傳統(tǒng)的鑄造工藝。

⑽需要改進點：在零件設計方面沒有充分發(fā)揮精沖技術的優(yōu)勢，大部分零件無法在精沖機上完成全部成形工序，需要精沖與彎曲等其他沖壓成形工藝相結合，工序比較長。

捷達轎車換擋撥叉機構的零件如圖3所示。其中，圖3a、b采用了壓印、鐓擠、壓彎、精沖落料等工序，圖3c采用了壓彎、精沖落料等工序。

圖3捷達轎車換擋撥叉機構的零件

圖4寶來手動變速箱換擋撥叉機構

在寶來手動變速箱換擋撥叉中的應用

寶來轎車上所使用的手動變速箱是德國大眾新一代轎車平臺采用的MQ變速箱，于2001年引入中國市場，換擋機構將換擋方式由原來的滑動換擋改進為軸承轉動方式，減小了換擋力。

寶來手動變速箱換擋撥叉機構如圖4所示，其精沖技術的應用體現(xiàn)了精沖技術的發(fā)展，材料板厚越來越厚，從單獨平面精沖到復合三維成形件，由簡單到復雜，由小型件到大型件。寶來手動變速箱換擋撥叉機構精沖零件的具體情況如下。

⑴零件數(shù)量：10多種精沖零件。

⑵零件材料：C35、S460MC、S420MC、StW22、235JR。

⑶材料厚度：4～12mm。

⑷零件尺寸：最大為450mm。

⑸精沖設備：300～880t。

⑹精沖工藝：壓印、鐓倒角、引苞、鐓擠、壓彎、精沖落料。

⑺模具形式：大型精沖級進模具（最大840mm×840mm）。

⑻零件特點：將原撥叉通過滑動來傳遞換擋力，改進為通過軸承轉動傳遞換擋力，有效降低了力的傳遞過程中的損失，并巧妙運用杠桿原理，使換擋更加輕便。零件在設計的時候，利用精沖技術的優(yōu)點，實現(xiàn)零件高效、高質量的生產。

⑼工藝特點：大多數(shù)零件可以實現(xiàn)精沖一次生產完成，不需要后續(xù)再加工，將壓印、鐓倒角、引苞、鐓擠、壓彎、精沖落料等工藝集成入一副大型精沖級進模具中（最多達到了7步工步），并能對厚達12mm的零件或尺寸達450mm的零件進行精沖加工。

⑽需要改進點：大型精沖級進模具對模具的制造精度、模具材料、表面處理有了更高的要求，造成模具制造成本、維護成本大幅度提高。

寶來手動變速箱換擋撥叉機構的零件如圖5所示。其中，圖5a復合了壓印、鐓倒角、壓彎、精沖落料等工序，圖5b復合了反切、壓彎、精沖落料等工序，圖5c復合了壓印、鐓擠、壓彎、擠苞、精沖落料等工序。

圖5寶來手動變速箱換擋撥叉機構的零件

在邁騰自動變速箱換擋撥叉中的應用

目前在邁騰轎車上使用的大眾最新技術的DCT雙離合器DQ自動變速箱，它所采用的精沖撥叉（圖6）在單個精沖件的結構上比MQ系列要簡單，因為隨著焊接技術的發(fā)展，如激光焊接，模塊化撥叉功能的實現(xiàn)不用完全依靠結構復雜的精沖件，而是可以將多個結構簡單的精沖零件，通過激光焊接等技術，將其組合成滿足功能要求的模塊，這樣對精沖設備和模具的要求就降低了。邁騰自動變速箱換擋撥叉機構精沖零件的具體情況如下。

圖6邁騰自動變速箱換擋撥叉機構

⑴零件數(shù)量：10多種精沖零件。

⑵零件材料：C35、16MnCr5等。

圖7邁騰自動變速箱換擋撥叉機構的零件

⑶材料厚度：4～6mm。

⑷零件尺寸：最大260mm。

⑸精沖設備：300～880t。

⑹精沖工藝：壓印、鐓倒角、鐓擠、壓彎、精沖落料。

⑺模具形式：大型精沖級進模具。

⑻零件特點：由于自動變速器的自動執(zhí)行的需要，零件結構比較復雜，單純的采用精沖技術，是無法實現(xiàn)零件的制造的，將精沖技術與其他先進制造技術相結合，是這一時期撥叉零件的特點。

⑼工藝特點：精沖技術與激光焊接技術的結合。

⑽需要改進點：精沖技術如何與激光焊接技術有機地結合起來，來滿足更高性能、更高質量、更低成本的需求，是接下來需要重點解決的問題。

邁騰自動變速箱換擋撥叉機構的零件如圖7所示。

精沖技術的市場前景和發(fā)展趨勢

一方面，精沖技術的發(fā)展將會使越來越多的不可能變成可能，使用精沖技術可以高效、高質量地生產形狀更加復雜、尺寸更加精密的零件。另一方面，隨著精沖技術和越來越多的其他先進制造技術的結合，會進一步拓展精沖技術應用的深度和廣度，精沖這種綠色制造技術在汽車行業(yè)有著非常光明的市場前景，目前正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。

結束語

隨著中國汽車工業(yè)進入大發(fā)展時期，對在汽車行業(yè)有著廣泛應用的精沖技術來說，這將是一次非常難得的機會，精沖行業(yè)面臨著進入中國汽車時代的挑戰(zhàn)，也面臨著技術和人才的挑戰(zhàn)，不過我們相信勇于實踐、有著無限創(chuàng)造力的中國企業(yè)家和工程技術人員，一定會讓我們的精沖行業(yè)乘風破浪、開拓前進!