一种汽车电机转轴及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车电机转轴及其加工方法，电机转轴包括轴肩段和主轴段，在轴肩段和主轴段的外侧设有两个轴承段，分别为轴承A段和轴承B段，轴承B段、主轴段和轴肩段的侧面设有两个长键槽，在主轴段设有一个短键槽，轴承A段的端面开设有一个轴向的未通的输入孔，输入孔内设有内花键，轴承B段的端面开设有一个轴向的未通孔。加工方法为：锻打毛坯‑粗车‑热处理‑半精车‑拉齿‑铣键槽‑热处理‑精车‑精磨‑终检‑清洗包装‑入序。对粗车、半精车、精车和精磨步骤进行了改进，避免拉齿工序中加工基准偏差大，顶尖孔同心度偏差大，不稳定，一致性不好等问题，缩短了加工时间，大大提升了生产效率，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转轴的加工工艺领域，特别涉及一种汽车电机转轴及其加工方法。
技术介绍
目前，应用于新能源汽车电机上的转轴，设计上采用内（外）花键齿，依靠花键联接传递扭矩，花键联接的优点接触面积大，受力均匀，定心好、适用于承载能力较大的场合。由于环保方面的要求，国家对新能源汽车领域的支持和发展，使其该产品发展空间较大，今年产量增幅较大，为适应大批量生产的需求，对该类产品加工工艺进行了优化，并对过程结果做了大量的试验验证工作，最终确认为目前的加工工艺为最适合的，能够满足客户的技术要求同时生产效率大幅提升。目前，对于这种电机转轴，生产企业都采用传统普车和数控车来进行加工，因受设备的限制，图纸技术要求的几个重要的关键尺寸难以保证：A、外圆两端与内花键基准同心度0.02mm；B、内外圆与工艺顶尖孔同心度0.015mm；C、因为提高后续加工效率，在热处理前各形位公差、外圆尺寸须加工到较高高精度，这也正是传统设备在精度及效率上难以达到的。为了达到图纸要求，之前的工艺为：锻打毛坯（正火、调质）—粗车—热处理—（去应力）—半精车—双顶粗磨外圆—拉齿—铣键槽—热处理（碳氮共渗）—精车—精磨—终检—清理包装—入库。在上述工艺中，半精车步骤中，需要夹转轴一端，车另一端内外圆，然后掉头夹一端，顶一端，车外圆，最后修软爪夹工件2/2处车内孔，可以看出在半精车工序中有较复杂的掉头装夹等工序。在半精车这一工序必须掉头二次，重复装夹三次，并且在加工过程中，尤其是轴向尺寸因操作人员装夹失误导致一致性差的概率大幅增加，以及后续重要的工艺基准顶尖孔同心度难以保证，另外增加了工序现场就增加流转，降低了生产效率，升高了生产成本，也满足不了客户需求。因此，我们针对这环节与设备厂家共同攻关及反复试验，研发了这一新的加工工艺。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种汽车电机转轴及其加工方法，该加工方法中，避免拉齿工序中加工基准偏差大，顶尖孔同心度偏差大，不稳定，一致性不好等问题，同时减少了三步掉头半精车，半粗磨等工序，缩短了加工时间，大大提升了生产效率，降低了生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种汽车电机转轴，包括轴肩段和主轴段，在轴肩段和主轴段相邻，在轴肩段和主轴段的外侧设有两个轴承段，分别为轴承A段和轴承B段，其特征在于所述的轴承B段、主轴段和轴肩段的侧面设有两个长键槽，在主轴段设有一个短键槽，所述的轴承A段的端面开设有一个轴向的未通的输入孔，输入孔内设有内花键，所述的轴承B段的端面开设有一个轴向的未通孔。对上述结构作进一步说明，所述的两个长键槽和一个短键槽分别处于转轴断面的0度、180度和90度位置。对上述结构作进一步说明，所述的轴承A段和轴承B段与主轴段的同轴度为0.02毫米。对上述结构作进一步说明，所述的输入孔和未通孔与主轴段的同轴度0.02毫米。一种汽车电机转轴的加工方法，其特征在于包括如下步骤：S1、对转轴毛坯料进行正火锻打处理，在井式炉中进行调质，淬火温度为850-950°，硬度HRC22～27；S2、粗车转轴两个端面，加工中心孔，对转轴上轴承A段、轴承B段和主轴段的外圆粗车，在两个端面上沿着中心孔钻出输入孔和未通孔；S3、将S2粗车后得到的坯料进行调质热处理，实现去除应力；S4、半精车转轴的各轴段外圆、长度和两侧的顶尖孔；S5、插齿刀装好后在插齿前需调试校正，插齿刀跳动≤0.02，对转轴的输入孔内进行拉齿，得到内花键齿；S6、在转轴的轴承A段、轴承B段和主轴段上铣长键槽，在主轴段上铣短键槽，加工完成后各键槽涂防锈油；S7、对转轴采用碳氮共渗方式进行热处理；S8、精车转轴的输入孔和未通孔，以及整个转轴的长度；S9、利用数控外圆磨床，对转轴的每个轴端外圆进行精磨；S10、检查精磨后转轴每个轴端的尺寸，形位公差以及外观；S11、将检查后得到工件进行清理防锈：去除污垢以及涂防锈油处理，即得电机转轴。在上述的S2步骤中，其具体工艺为：S21、对S1中得到的转轴坯料中间部分的主轴段外圆进行夹装，对转轴的两个端面进行粗车，在两个端面上打中心孔；S22：夹顶粗车外圆，顶右端中心孔，夹主轴段外圆，以转轴左端面定位夹紧；S23：顶左端中心孔，以主轴段外圆定位夹紧，定位套固定顶尖，利用深孔钻钻出未通孔；S24：在摇臂钻或车床，钻出输入孔。在上述的S3步骤中，在恒温炉中炉温520℃，保温时间3小时，竖直悬挂放置，将合格零件放入具备防磕碰、划伤、跌落、污染功能的专用工位器具中，将不合格品标记后放入规定的器具中。在上述的S4步骤中，使用双头数控车床，装夹固定转轴的主轴段外圆中间位置，左右刀塔主轴对转轴内外圆顶尖孔位加工，即一次装夹，多刀一次性加工完成，半精车转轴的每个轴段外圆和两端面上的内孔。在上述的S7步骤中，表面硬度HRC58～63，芯部硬度HRC28～35，碳氮共渗，渗层深度0.5～0.7mm，外圆跳动≤0.05mm，圆柱度≤0.03mm，转轴的所有外圆、内孔、齿部、键槽清洗干净，无油污杂质残留，各表面光洁无锈迹，无毛刺，无磕碰伤。在上述的S9步骤中，其具体工艺为：S91：喷砂机，转轴的外圆、内孔、齿部、键槽喷砂，所有外圆、内孔、齿部、键槽表面光洁无锈迹，无毛刺，无磕碰伤，各槽边缘及表面不允许有毛刺、磕碰伤；S92：对输入孔和未通孔的出口处的倒角进行研磨，保证倒角为60°锥面，其粗糙度Ra=0.4；S93：对转轴的各轴段外圈进行精磨，利用外圆磨床，双顶半精磨外圆，检查各轴段外圈直径，同时保证各轴段的圆柱度≤0.01毫米，跳动≤0.01毫米，表面粗糙度Ra=1.6；S95：精车输入孔内壁，加工完成后吹净孔内铁屑；S96:去毛刺, 各外圆端面、棱边、键槽内无尖角毛刺，孔内无铁屑、油污残留，所有外圆、端面无划伤和磕碰伤。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术中的发动机转轴在主轴段的两个端面上加工分别加工未通孔，其中一个输入孔内设置内花键，另一个未通孔为输出端，并采用三个键槽的方式进行扭矩传输，从而实现对发动机转轴在满足转矩输出条件下的小型化要求，采用内花键联接的优点接触面积大，受力均匀，定心好、适用于承载能力较大的场合。本专利技术的加工方式，是对发动机转轴中加工工艺进行调整，使用双头数控车床，装夹固定工件外圆中间位置，左右刀塔主轴对工件内外圆顶尖孔位加工，即一次装夹，多刀一次性加工完成，即保证了各形位公差0.02mm以内的要求，又节省了物料现场流转时间，关键是产品一致性及稳定性较好，经过批量生产得到验证，该工艺的实施，该工序效率提升了60%以上。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的全剖视图；图3是图1中A向视图；其中：1、轴承A段，2、轴肩段，3、主轴段，4、长键槽，5、轴承B段，6、输入孔，7、内花键，8、未通孔，9、短键槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如附图1所示，为一种电机转轴，其包括轴肩段2和主轴段3，在轴肩段2和主轴段3相邻，在轴肩段2和主轴段3的外侧设有两个轴承段，分别为轴承A段1和轴承B段5，轴承B段5、主轴段3和轴肩段2的侧面设有两个长键槽3，在主轴段3设有一个短键槽9，两个长键槽3和一个短键槽9分别处于转轴断面的0度、180度和90度位置，见附图3所示，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电机转轴，包括轴肩段（2）和主轴段（3），在轴肩段（2）和主轴段（3）相邻，在轴肩段（2）和主轴段（3）的外侧设有两个轴承段，分别为轴承A段（1）和轴承B段（5），其特征在于所述的轴承B段（5）、主轴段（3）和轴肩段（2）的侧面设有两个长键槽（3），在主轴段（3）设有一个短键槽（9），所述的轴承A段（1）的端面开设有一个轴向的未通的输入孔（6），输入孔（6）内设有内花键（7），所述的轴承B段（5）的端面开设有一个轴向的未通孔（8）。

【技术特征摘要】
1.一种汽车电机转轴，包括轴肩段（2）和主轴段（3），在轴肩段（2）和主轴段（3）相邻，在轴肩段（2）和主轴段（3）的外侧设有两个轴承段，分别为轴承A段（1）和轴承B段（5），其特征在于所述的轴承B段（5）、主轴段（3）和轴肩段（2）的侧面设有两个长键槽（3），在主轴段（3）设有一个短键槽（9），所述的轴承A段（1）的端面开设有一个轴向的未通的输入孔（6），输入孔（6）内设有内花键（7），所述的轴承B段（5）的端面开设有一个轴向的未通孔（8）。2.根据权利要求１所述的一种汽车电机转轴，其特征在于所述的两个长键槽（3）和一个短键槽（9）分别处于转轴断面的0度、180度和90度位置。3.根据权利要求１所述的一种汽车电机转轴，其特征在于所述的轴承A段（1）和轴承B段（5）与主轴段（3）的同轴度为0.02毫米。4.根据权利要求１所述的一种汽车电机转轴，其特征在于所述的输入孔（6）和未通孔（8）与主轴段（3）的同轴度0.02毫米。5.一种汽车电机转轴的加工方法，其特征在于包括如下步骤：S1、对转轴毛坯料进行正火锻打处理，在井式炉中进行调质，淬火温度为850-950°，硬度HRC22～27；S2、粗车转轴两个端面，加工中心孔，对转轴上轴承A段（1）、轴承B段（5）和主轴段（3）的外圆粗车，在两个端面上沿着中心孔钻出输入孔（6）和未通孔（8）；S3、将S2粗车后得到的坯料进行调质热处理，实现去除应力；S4、半精车转轴的各轴段外圆、长度和两侧的顶尖孔；S5、插齿刀装好后在插齿前需调试校正，插齿刀跳动≤0.02，对转轴的输入孔（6）内进行拉齿，得到内花键齿；S6、在转轴的轴承A段（1）、轴承B段（5）和主轴段（3）上铣长键槽（4），在主轴段（3）上铣短键槽（9），加工完成后各键槽涂防锈油；S7、对转轴采用碳氮共渗方式进行热处理；S8、精车转轴的输入孔（6）和未通孔（8），以及整个转轴的长度；S9、利用数控外圆磨床，对转轴的每个轴端外圆进行精磨；S10、检查精磨后转轴每个轴端的尺寸，形位公差以及外观；S11、将检查后得到工件进行清理防锈：去除污垢以及涂防锈油处理，即得电机转轴。6.根据权利要求5所述的一种汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗应涛，赵福洲，
申请(专利权)人：广州市锐美汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44