本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)軸的加工工藝領(lǐng)域，特別涉及一種汽車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)軸及其加工方法。

背景技術(shù)：

目前，應(yīng)用于新能源汽車(chē)電機(jī)上的轉(zhuǎn)軸，設(shè)計(jì)上采用內(nèi)（外）花鍵齒，依靠花鍵聯(lián)接傳遞扭矩，花鍵聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)接觸面積大，受力均勻，定心好、適用于承載能力較大的場(chǎng)合。由于環(huán)保方面的要求，國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)領(lǐng)域的支持和發(fā)展，使其該產(chǎn)品發(fā)展空間較大，今年產(chǎn)量增幅較大，為適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求，對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)過(guò)程結(jié)果做了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，最終確認(rèn)為目前的加工工藝為最適合的，能夠滿足客戶的技術(shù)要求同時(shí)生產(chǎn)效率大幅提升。

目前，對(duì)于這種電機(jī)轉(zhuǎn)軸，生產(chǎn)企業(yè)都采用傳統(tǒng)普車(chē)和數(shù)控車(chē)來(lái)進(jìn)行加工，因受設(shè)備的限制，圖紙技術(shù)要求的幾個(gè)重要的關(guān)鍵尺寸難以保證：

A、外圓兩端與內(nèi)花鍵基準(zhǔn)同心度0.02mm；

B、內(nèi)外圓與工藝頂尖孔同心度0.015mm；

C、因?yàn)樘岣吆罄m(xù)加工效率，在熱處理前各形位公差、外圓尺寸須加工到較高高精度，這也正是傳統(tǒng)設(shè)備在精度及效率上難以達(dá)到的。

為了達(dá)到圖紙要求，之前的工藝為：

鍛打毛坯（正火、調(diào)質(zhì)）—粗車(chē)—熱處理—（去應(yīng)力）—半精車(chē)—雙頂粗磨外圓—拉齒—銑鍵槽—熱處理（碳氮共滲）—精車(chē)—精磨—終檢—清理包裝—入庫(kù)。

在上述工藝中，半精車(chē)步驟中，需要夾轉(zhuǎn)軸一端，車(chē)另一端內(nèi)外圓，然后掉頭夾一端，頂一端，車(chē)外圓，最后修軟爪夾工件2/2處車(chē)內(nèi)孔，可以看出在半精車(chē)工序中有較復(fù)雜的掉頭裝夾等工序。在半精車(chē)這一工序必須掉頭二次，重復(fù)裝夾三次，并且在加工過(guò)程中，尤其是軸向尺寸因操作人員裝夾失誤導(dǎo)致一致性差的概率大幅增加，以及后續(xù)重要的工藝基準(zhǔn)頂尖孔同心度難以保證，另外增加了工序現(xiàn)場(chǎng)就增加流轉(zhuǎn)，降低了生產(chǎn)效率，升高了生產(chǎn)成本，也滿足不了客戶需求。

因此，我們針對(duì)這環(huán)節(jié)與設(shè)備廠家共同攻關(guān)及反復(fù)試驗(yàn)，研發(fā)了這一新的加工工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)軸及其加工方法，該加工方法中，避免拉齒工序中加工基準(zhǔn)偏差大，頂尖孔同心度偏差大，不穩(wěn)定，一致性不好等問(wèn)題，同時(shí)減少了三步掉頭半精車(chē)，半粗磨等工序，縮短了加工時(shí)間，大大提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種汽車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，包括軸肩段和主軸段，在軸肩段和主軸段相鄰，在軸肩段和主軸段的外側(cè)設(shè)有兩個(gè)軸承段，分別為軸承A段和軸承B段，其特征在于所述的軸承B段、主軸段和軸肩段的側(cè)面設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)鍵槽，在主軸段設(shè)有一個(gè)短鍵槽，所述的軸承A段的端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)軸向的未通的輸入孔，輸入孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，所述的軸承B段的端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)軸向的未通孔。

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明，所述的兩個(gè)長(zhǎng)鍵槽和一個(gè)短鍵槽分別處于轉(zhuǎn)軸斷面的0度、180度和90度位置。

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明，所述的軸承A段和軸承B段與主軸段的同軸度為0.02毫米。

對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明，所述的輸入孔和未通孔與主軸段的同軸度0.02毫米。

一種汽車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的加工方法，其特征在于包括如下步驟：

S1、對(duì)轉(zhuǎn)軸毛坯料進(jìn)行正火鍛打處理，在井式爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)，淬火溫度為850-950°，硬度HRC22～27；

S2、粗車(chē)轉(zhuǎn)軸兩個(gè)端面，加工中心孔，對(duì)轉(zhuǎn)軸上軸承A段、軸承B段和主軸段的外圓粗車(chē)，在兩個(gè)端面上沿著中心孔鉆出輸入孔和未通孔；

S3、將S2粗車(chē)后得到的坯料進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，實(shí)現(xiàn)去除應(yīng)力；

S4、半精車(chē)轉(zhuǎn)軸的各軸段外圓、長(zhǎng)度和兩側(cè)的頂尖孔；

S5、插齒刀裝好后在插齒前需調(diào)試校正，插齒刀跳動(dòng)≤0.02，對(duì)轉(zhuǎn)軸的輸入孔內(nèi)進(jìn)行拉齒，得到內(nèi)花鍵齒；

S6、在轉(zhuǎn)軸的軸承A段、軸承B段和主軸段上銑長(zhǎng)鍵槽，在主軸段上銑短鍵槽，加工完成后各鍵槽涂防銹油；

S7、對(duì)轉(zhuǎn)軸采用碳氮共滲方式進(jìn)行熱處理；

S8、精車(chē)轉(zhuǎn)軸的輸入孔和未通孔，以及整個(gè)轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度；

S9、利用數(shù)控外圓磨床，對(duì)轉(zhuǎn)軸的每個(gè)軸端外圓進(jìn)行精磨；

S10、檢查精磨后轉(zhuǎn)軸每個(gè)軸端的尺寸，形位公差以及外觀；

S11、將檢查后得到工件進(jìn)行清理防銹：去除污垢以及涂防銹油處理，即得電機(jī)轉(zhuǎn)軸。

在上述的S2步驟中，其具體工藝為：

S21、對(duì)S1中得到的轉(zhuǎn)軸坯料中間部分的主軸段外圓進(jìn)行夾裝，對(duì)轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)端面進(jìn)行粗車(chē)，在兩個(gè)端面上打中心孔；

S22：夾頂粗車(chē)外圓，頂右端中心孔，夾主軸段外圓，以轉(zhuǎn)軸左端面定位夾緊；

S23：頂左端中心孔，以主軸段外圓定位夾緊，定位套固定頂尖，利用深孔鉆鉆出未通孔；

S24：在搖臂鉆或車(chē)床，鉆出輸入孔。

在上述的S3步驟中，在恒溫爐中爐溫520℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，豎直懸掛放置，將合格零件放入具備防磕碰、劃傷、跌落、污染功能的專(zhuān)用工位器具中，將不合格品標(biāo)記后放入規(guī)定的器具中。

在上述的S4步驟中，使用雙頭數(shù)控車(chē)床，裝夾固定轉(zhuǎn)軸的主軸段外圓中間位置，左右刀塔主軸對(duì)轉(zhuǎn)軸內(nèi)外圓頂尖孔位加工，即一次裝夾，多刀一次性加工完成，半精車(chē)轉(zhuǎn)軸的每個(gè)軸段外圓和兩端面上的內(nèi)孔。

在上述的S7步驟中，表面硬度HRC58～63，芯部硬度HRC28～35，碳氮共滲，滲層深度0.5～0.7mm，外圓跳動(dòng)≤0.05mm，圓柱度≤0.03mm，轉(zhuǎn)軸的所有外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽清洗干凈，無(wú)油污雜質(zhì)殘留，各表面光潔無(wú)銹跡，無(wú)毛刺，無(wú)磕碰傷。

在上述的S9步驟中，其具體工藝為：

S91：噴砂機(jī)，轉(zhuǎn)軸的外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽噴砂，所有外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽表面光潔無(wú)銹跡，無(wú)毛刺，無(wú)磕碰傷，各槽邊緣及表面不允許有毛刺、磕碰傷；

S92：對(duì)輸入孔和未通孔的出口處的倒角進(jìn)行研磨，保證倒角為60°錐面，其粗糙度Ra=0.4；

S93：對(duì)轉(zhuǎn)軸的各軸段外圈進(jìn)行精磨，利用外圓磨床，雙頂半精磨外圓，檢查各軸段外圈直徑，同時(shí)保證各軸段的圓柱度≤0.01毫米，跳動(dòng)≤0.01毫米，表面粗糙度Ra=1.6；

S95：精車(chē)輸入孔內(nèi)壁，加工完成后吹凈孔內(nèi)鐵屑；

S96:去毛刺, 各外圓端面、棱邊、鍵槽內(nèi)無(wú)尖角毛刺，孔內(nèi)無(wú)鐵屑、油污殘留，所有外圓、端面無(wú)劃傷和磕碰傷。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸在主軸段的兩個(gè)端面上加工分別加工未通孔，其中一個(gè)輸入孔內(nèi)設(shè)置內(nèi)花鍵，另一個(gè)未通孔為輸出端，并采用三個(gè)鍵槽的方式進(jìn)行扭矩傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸在滿足轉(zhuǎn)矩輸出條件下的小型化要求，采用內(nèi)花鍵聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)接觸面積大，受力均勻，定心好、適用于承載能力較大的場(chǎng)合。本發(fā)明的加工方式，是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸中加工工藝進(jìn)行調(diào)整，使用雙頭數(shù)控車(chē)床，裝夾固定工件外圓中間位置，左右刀塔主軸對(duì)工件內(nèi)外圓頂尖孔位加工，即一次裝夾，多刀一次性加工完成，即保證了各形位公差0.02mm以內(nèi)的要求，又節(jié)省了物料現(xiàn)場(chǎng)流轉(zhuǎn)時(shí)間，關(guān)鍵是產(chǎn)品一致性及穩(wěn)定性較好，經(jīng)過(guò)批量生產(chǎn)得到驗(yàn)證，該工藝的實(shí)施，該工序效率提升了60%以上。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的全剖視圖；

圖3是圖1中A向視圖；

其中：1、軸承A段，2、軸肩段，3、主軸段，4、長(zhǎng)鍵槽，5、軸承B段，6、輸入孔，7、內(nèi)花鍵，8、未通孔，9、短鍵槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如附圖1所示，為一種電機(jī)轉(zhuǎn)軸，其包括軸肩段2和主軸段3，在軸肩段2和主軸段3相鄰，在軸肩段2和主軸段3的外側(cè)設(shè)有兩個(gè)軸承段，分別為軸承A段1和軸承B段5，軸承B段5、主軸段3和軸肩段2的側(cè)面設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)鍵槽3，在主軸段3設(shè)有一個(gè)短鍵槽9，兩個(gè)長(zhǎng)鍵槽3和一個(gè)短鍵槽9分別處于轉(zhuǎn)軸斷面的0度、180度和90度位置，見(jiàn)附圖3所示，3個(gè)鍵槽用于傳遞扭矩。電機(jī)轉(zhuǎn)軸需要與電機(jī)連接，電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)軸采用內(nèi)花鍵連接，即在軸承A段1的端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)軸向的未通的輸入孔6，軸承B段5的端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)軸向的未通孔8，其中的輸入孔6內(nèi)靠近底部的一段側(cè)面上設(shè)有內(nèi)花鍵7，內(nèi)花鍵7于電機(jī)輸出軸的外花鍵配合，依靠花鍵聯(lián)接傳遞扭矩，花鍵聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)接觸面積大，受力均勻，定心好、適用于承載能力較大的場(chǎng)合。同時(shí)在輸入孔6的前段為通孔，可以增加轉(zhuǎn)軸于電機(jī)輸出軸的接觸長(zhǎng)度，保證兩者配合緊密，避免松動(dòng)。

對(duì)于汽車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)軸來(lái)說(shuō)，滲碳鋼經(jīng)過(guò)碳氮共滲制成，其加工精度是有要求的，該內(nèi)花鍵齒形的花鍵精度等級(jí)為6級(jí)，齒形公差為 0.03、齒向公差為0.014、齒距公差為0.042、齒部尺寸公差0.11，且鍵槽尺寸公差要求0.04，對(duì)稱(chēng)度要求0.035。另外，在軸承A段1和軸承B段5與主軸段3的同軸度為0.02毫米，輸入孔6和未通孔8與主軸段3的同軸度0.02毫米，轉(zhuǎn)軸內(nèi)外圓與工藝頂尖孔同心度0.015mm；因?yàn)榕考庸ぃ枰岣吆罄m(xù)加工效率，在熱處理前各形位公差、外圓尺寸須加工到較高高精度，這也正是傳統(tǒng)設(shè)備在精度及效率上難以達(dá)到的。

為了滿足降低轉(zhuǎn)賬加工工序現(xiàn)場(chǎng)流轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率，對(duì)轉(zhuǎn)軸傳統(tǒng)的加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，新工藝流程為：鍛打毛坯（正火、調(diào)質(zhì)）-粗車(chē)-熱處理（去應(yīng)力）-半精車(chē)（雙頭車(chē)）-拉齒-銑鍵槽-熱處理（碳氮共滲）-精車(chē)-精磨-終檢-清洗包裝-入序。

經(jīng)過(guò)多次結(jié)合設(shè)備特性的試驗(yàn)，對(duì)半精車(chē)這一工序進(jìn)行了調(diào)整。使用雙頭數(shù)控車(chē)床，裝夾固定工件外圓中間位置，左右刀塔主軸對(duì)工件內(nèi)外圓頂尖孔位加工，即一次裝夾，多刀一次性加工完成，即保證了各形位公差0.02mm以內(nèi)的要求，又節(jié)省了物料現(xiàn)場(chǎng)流轉(zhuǎn)時(shí)間，關(guān)鍵是產(chǎn)品一致性及穩(wěn)定性較好，經(jīng)過(guò)批量生產(chǎn)得到驗(yàn)證，該工藝的實(shí)施，該工序效率提升了60%以上。同時(shí)對(duì)粗車(chē)、精車(chē)和精磨步驟進(jìn)行了改進(jìn)，使其滿足轉(zhuǎn)軸加工工藝要求。

電機(jī)轉(zhuǎn)軸再實(shí)際加工過(guò)程中，其加工工序如下：

S1、對(duì)轉(zhuǎn)軸毛坯料進(jìn)行正火鍛打處理，在井式爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)，淬火溫度為850-950°，硬度HRC22～27；

S2、粗車(chē)轉(zhuǎn)軸兩個(gè)端面，加工中心孔，對(duì)轉(zhuǎn)軸上軸承A段1、軸承B段5和主軸段3的外圓粗車(chē)，在兩個(gè)端面上沿著中心孔鉆出輸入孔6和未通孔8；

S3、對(duì)S1中得到的轉(zhuǎn)軸坯料中間部分的主軸段外圓進(jìn)行夾裝，對(duì)轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)端面進(jìn)行粗車(chē)，在兩個(gè)端面上打中心孔；

S4：夾頂粗車(chē)外圓，頂右端中心孔，夾主軸段3外圓，以轉(zhuǎn)軸左端面定位夾緊；

S5：頂左端中心孔，以主軸段3外圓定位夾緊，定位套固定頂尖，利用深孔鉆鉆出未通孔8；

S6：在搖臂鉆或車(chē)床，鉆出輸入孔6。

S7、將S2粗車(chē)后得到的坯料進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，在恒溫爐中爐溫520℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，豎直懸掛放置，實(shí)現(xiàn)去除應(yīng)力。將合格零件放入具備防磕碰、劃傷、跌落、污染功能的專(zhuān)用工位器具中，將不合格品標(biāo)記后放入規(guī)定的器具中；

S8、使用雙頭數(shù)控車(chē)床，裝夾固定轉(zhuǎn)軸的主軸段3外圓中間位置，左右刀塔主軸對(duì)轉(zhuǎn)軸內(nèi)外圓頂尖孔位加工，即一次裝夾，多刀一次性加工完成，半精車(chē)轉(zhuǎn)軸的每個(gè)軸段外圓和兩端面上的內(nèi)孔。

S9、插齒刀裝好后在插齒前需調(diào)試校正，插齒刀跳動(dòng)≤0.02，對(duì)轉(zhuǎn)軸的輸入孔6內(nèi)進(jìn)行拉齒，得到內(nèi)花鍵齒；

S10、在轉(zhuǎn)軸的軸承A段1、軸承B段5和主軸段3上銑長(zhǎng)鍵槽4，在主軸段3上銑短鍵槽9，加工完成后各鍵槽涂防銹油；

S11、對(duì)轉(zhuǎn)軸采用碳氮共滲方式進(jìn)行熱處理，表面硬度HRC58～63，芯部硬度HRC28～35，碳氮共滲，滲層深度0.5～0.7mm，外圓跳動(dòng)≤0.05mm，圓柱度≤0.03mm，轉(zhuǎn)軸的所有外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽清洗干凈，無(wú)油污雜質(zhì)殘留，各表面光潔無(wú)銹跡，無(wú)毛刺，無(wú)磕碰傷；

S12、精車(chē)轉(zhuǎn)軸的輸入孔6和未通孔8，以及整個(gè)轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度；

S13、利用數(shù)控外圓磨床，對(duì)轉(zhuǎn)軸的每個(gè)軸端外圓進(jìn)行精磨；

S14：噴砂機(jī)，轉(zhuǎn)軸的外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽噴砂，所有外圓、內(nèi)孔、齒部、鍵槽表面光潔無(wú)銹跡，無(wú)毛刺，無(wú)磕碰傷，各槽邊緣及表面不允許有毛刺、磕碰傷；

S15：對(duì)輸入孔6和未通孔8的出口處的倒角進(jìn)行研磨，保證倒角為60°錐面，其粗糙度Ra=0.4；

S16：對(duì)轉(zhuǎn)軸的各軸段外圈進(jìn)行精磨，利用外圓磨床，雙頂半精磨外圓，檢查各軸段外圈直徑，同時(shí)保證各軸段的圓柱度≤0.01毫米，跳動(dòng)≤0.01毫米，表面粗糙度Ra=1.6；

S17：精車(chē)輸入孔6內(nèi)壁，加工完成后吹凈孔內(nèi)鐵屑；

S18:去毛刺, 各外圓端面、棱邊、鍵槽內(nèi)無(wú)尖角毛刺，孔內(nèi)無(wú)鐵屑、油污殘留，所有外圓、端面無(wú)劃傷和磕碰傷；

S19、檢查精磨后轉(zhuǎn)軸每個(gè)軸端的尺寸，形位公差以及外觀；

S20、將檢查后得到工件進(jìn)行清理防銹：去除污垢以及涂防銹油處理，即得電機(jī)轉(zhuǎn)軸。

利用上述加工工藝，可以解決轉(zhuǎn)軸內(nèi)花鍵拉齒前各基準(zhǔn)難以保證的問(wèn)題：A、拉齒基準(zhǔn)偏差導(dǎo)致齒部與軸承位不同心；B、全軸同心度偏差；C、多次掉裝夾加工導(dǎo)致產(chǎn)品一致性差，從而影響生產(chǎn)效率。