CN110142577B - 减速器输入轴的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减速器输入轴的加工工艺，属于轴类加工技术领域。该减速器输入轴的加工工艺包括如下步骤：下料、正火、粗加工、对毛坯表面进行碳氮共渗处理、热处理、利用高频设备对销孔区进行高频退火、精加工、入库，对粗加工工序进行了合理安排，碳氮共渗处理中毛坯在864～876℃下强渗4.5～5.5h，扩散时间为0.8～1.2h。热处理中，淬火温度为846℃～857℃，时间为0.45～0.53h，回火温度为180～210℃，时间为1.8～2.2h，精加工包括磨削每个轴段的外圆和磨削齿。本发明通过对加工工艺进行合理安排，减小内花键的变形，提高了内花键的硬度和强度。
Description
技术领域
本发明涉及轴类加工技术领域，尤其涉及一种减速器输入轴的加工工艺。
背景技术
输入轴作为减速器的关键零件之一，在工作中不仅传递扭矩，还要承受较大的弯曲应力、接触应力以及一定的冲击。如图1所示的一种减速器的输入轴，该输入轴的孔内设置有内花键2，沿输入轴径向设有用于定位动力装置输出轴的销孔1，销孔1有三个且均匀分布在输入轴的圆周上，动力装置通过内花键2和销孔1来将动力传递给减速器，可以提高输入轴的使用寿命，并用于传递较大大的动力。
传统的输入轴的加工工艺过程为：下料→正火→粗加工→碳氮共渗→钻销孔→调质→销孔区快速盐浴退火→发黑→精加工。由于销孔1的设置，在加工销孔1时，使得内花键2有变形的倾向且内花键2的硬度和强度达不到要求，影响产品的质量，严重时会导致内花键2断裂，造成危险。
发明内容
本发明的目的在于提出一种减速器输入轴的加工工艺，能够减小内花键的变形，提高内花键的硬度和强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种减速器输入轴的加工工艺，包括如下步骤：
1)毛坯下料；
2)正火；
3)粗加工；
a：以所述毛坯的左端面为粗基准，依次粗车右端面、粗车外圆以及钻右端的中心孔，保证所述毛坯总长度留有后续加工余量，毛坯粗车后形成多个不同直径的轴段；
b：以经过粗车后的所述外圆作为新的基准加工所述毛坯的左端面和左端的中心孔；
c：以两端的中心孔作为精基准，对所述外圆进行精车，每个所述轴段的直径均留有加工余量0.4～0.5mm，完成所述外圆的精车之后，以精车之后的所述外圆作为精基准，利用硬质合金钻头在右端的轴段的圆周上依次钻三个销孔，三个所述销孔沿毛坯的圆周均匀分布；
d：以精车之后的所述外圆作为精基准，在右端的轴段的端部沿其轴线方向钻花键孔，然后在花键孔内进行拉花键；
e：在直径最大的轴段的圆周上滚齿；
4)将所述毛坯放入多用炉中，对所述毛坯表面进行碳氮共渗处理，所述毛坯在864～876℃下强渗4.5～5.5h，扩散时间为0.8～1.2h；
5)热处理，将所述毛坯硬度调质至56～62HRC，淬火温度为846℃～ 857℃，时间为0.45～0.53h，回火温度为180～210℃，时间为1.8～2.2h；
6)利用高频设备对所述销孔所在位置处的毛坯进行高频退火；
7)精加工，精加工包括磨削每个所述轴段的外圆和磨削所述齿；
8)去毛刺，检验入库。
作为优选，步骤1)中，所述毛坯材料选择20CrMnTi。
作为优选，步骤1)中，所述毛坯选用锻造件。
作为优选，步骤2)中，采用等温正火工艺，将所述毛坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将所述毛坯冷却至550～600℃，等温保持，然后空冷。
作为优选，步骤4)中，所述毛坯在870℃下强渗5h，扩散1h。
作为优选，步骤5)中，淬火温度为850℃，时间为0.5h，回火温度为 200℃，时间为2h。
作为优选，步骤5)中，淬火的介质为油。
作为优选，步骤6)中，高频设备输入电流最大值为720～740A，加热时间为2S，保温时间为5S。
本发明的有益效果为：
本发明提供的减速器输入轴的加工工艺为毛坯下料、正火、粗加工、对毛坯表面进行碳氮共渗处理、热处理、利用高频设备对销孔区进行高频退火、精加工，在粗加工中，销孔的钻削在花键孔的钻削之前，使得销孔的钻削在实体轴上进行，减小销孔在加工中的变形，提高了销孔处的强度，每个轴段的加工余量为0.4～0.5mm，能够减小后续加工中毛坯的变形量，毛坯在864～ 876℃下强渗4.5～5.5h，扩散时间为0.8～1.2h，大大增加了毛坯的韧性和强度，毛坯的淬火温度为846℃～857℃，时间为0.45～0.53h，回火温度为180～ 210℃，时间为1.8～2.2h，使得毛坯的表面硬度更高，耐磨性更好，并且利用多用炉对毛坯进行碳氮共渗处理后可直接进行热处理，两道工步之间连续进行没有间隔减少了输入轴的变形倾向，利用高频退火设备退火，对毛坯可以可靠夹持，保证了销孔区的加热区域和热影响区，使得内花键处的硬度得以受控，由此，减小了内花键的变形，提高了内花键的硬度和强度。
附图说明
图1是减速器输入轴的剖视结构示意图；
图2是本发明减速器输入轴的加工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1为本发明实施例中加工的输入轴，该输入轴上设有内花键2和沿输入轴径向设置的销孔1。
为了减小输入轴的变形，提高内花键2的硬度，进而提高输入轴的质量和使用寿命，本发明提供了一种减速器输入轴的加工工艺，包括如下步骤：
1)下料，毛坯选择锻造件，锻造件韧性和刚性较大，并且比较经济。毛坯材料选择20CrMnTi，20CrMnTi具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能好，正火后可切削性能良好，便于后续的加工。
2)正火，采用等温正火工艺，将毛坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将毛坯冷却至550～600℃，等温保持，使过冷奥氏体在此温度范围内转变完毕，得到较细的珠光体组织，然后空冷，以获得较好的加工性能和力学性能。
3)粗加工
a：以毛坯的左端面为粗基准，依次粗车右端面、粗车外圆以及钻右端的中心孔，保证毛坯总长度留有后续加工余量，根据零件加工要求毛坯粗车后形成多个不同直径的轴段；
b：以经过粗车后的外圆作为新的基准加工毛坯的左端面和左端的中心孔；
c：以两端的中心孔作为精基准，对外圆进行精车，每个轴段的直径均留有加工余量0.4～0.5mm，使后续加工时毛坯的变形量更小。完成外圆的精车之后，以精车之后的外圆作为精基准，利用硬质合金钻头在右端的轴段的圆周上依次钻三个销孔，三个所述销孔沿毛坯的圆周均匀分布，硬质合金钻头钻孔具有加工精度高，光洁度好的特点，车削外圆时，要先加工大直径，再加工小直径，以免降低轴的刚度；
d：以精车之后的外圆作为精基准，在右端的轴段的端部沿其轴线方向钻花键孔，然后在花键孔内进行拉花键，内花键2选用拉床加工，生产效率高，且能保证加工精度，销孔钻削安排在花键孔的钻削之前，在实体轴上钻削销孔，减小了销孔处的变形；
e：在直径最大的轴段的圆周上；
4)将毛坯放入多用炉中，对毛坯表面进行碳氮共渗处理，毛坯在864～ 876℃下强渗4.5～5.5h，扩散时间为0.8～1.2h。优选地，输入轴在870℃下强渗5h，扩散1h，使毛坯的韧性和强度达到最佳。
5)热处理，利用多用炉对毛坯进行碳氮共渗处理后，可在多用炉中直接进行热处理，两道工序连续进行，能够减小内花键2的变形。调质至56～ 62HRC，淬火温度为846℃～857℃，时间为0.45～0.53h，回火温度为180～ 210℃，时间为1.8～2.2h。优选地，淬火温度为850℃，时间为0.5h，淬火的介质为油，油作为淬火介质使得输入轴冷却速度慢，淬火后输入轴表面光亮。回火温度为200℃，时间为2h。
6)利用高频设备对销孔所在位置处的毛坯进行高频退火，高频设备输入电流最大值为720～740A，加热时间2S，保温时间5S。高频设备带有双顶尖工装固定装置，对毛坯进行可靠夹持，能够有利于保证加热区域及热影响区，进而便于内花键2处的硬度得到控制。
8)精加工，精加工包括磨削每个轴段的外圆和磨削齿，每段轴留有加工余量0.4～0.5mm以便磨外圆时将变形量修正过来，即通过磨外圆的过程可以将输入轴校直，进一步提高尺寸精度、减小形位公差。由于加工余量很小，磨削时打破输入轴内部的应力平衡状态产生的变形也比较小，可以达到输入轴的加工要求。此外在磨削之前在磨床的冷却液中加入研磨机。
9)去毛刺，检验合格后，清洗后入库。
内花键2的变形通过内花键2处的输入轴的外圆相对输入轴端部中心孔的跳动间接反映，即通过测量花键处的输入轴的外圆相对中心孔的跳动确定内花键2的变形情况。内花键2所对应的输入轴外圆处的硬度间接的反映内花键2处的硬度，即通过测量内花键2所对应的输入轴外圆处的硬度，可以确定内花键2的硬度是否满足要求。
本发明中减速器输入轴的加工工艺依次为下料、正火、粗加工、对毛坯表面进行碳氮共渗处理、热处理、利用高频设备对销孔区进行高频退火、精加工，减小了内花键的变形，提高了内花键的硬度和强度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)毛坯下料；
2)正火；
3)粗加工；
a：以所述毛坯的左端面为粗基准，依次粗车右端面、粗车外圆以及钻右端的中心孔，保证所述毛坯总长度留有后续加工余量，毛坯粗车后形成多个不同直径的轴段；
b：以经过粗车后的所述外圆作为新的基准加工所述毛坯的左端面和左端的中心孔；
c：以两端的中心孔作为精基准，对所述外圆进行精车，每个所述轴段的直径均留有加工余量0.4～0.5mm，完成所述外圆的精车之后，以精车之后的所述外圆作为精基准，利用硬质合金钻头在右端的轴段的圆周上依次钻三个销孔，三个所述销孔沿毛坯的圆周均匀分布；
d：以精车之后的所述外圆作为精基准，在右端的轴段的端部沿其轴线方向钻花键孔，然后在花键孔内进行拉花键；
e：在直径最大的轴段的圆周上滚齿；
4)将所述毛坯放入多用炉中，对所述毛坯表面进行碳氮共渗处理，所述毛坯在864～876℃下强渗4.5～5.5h，扩散时间为0.8～1.2h；
5)热处理，将所述毛坯硬度调质至56～62HRC，淬火温度为846℃～857℃，时间为0.45～0.53h，回火温度为180～210℃，时间为1.8～2.2h；
6)利用高频设备对所述销孔所在位置处的毛坯进行高频退火；
7)精加工，精加工包括磨削每个所述轴段的外圆和磨削所述齿；
8)去毛刺，检验入库。
2.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤1)中，所述毛坯材料选择20CrMnTi。
3.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤1)中，所述毛坯选用锻造件。
4.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤2)中，采用等温正火工艺，将所述毛坯加热奥氏体化后进行保温，保温完成后将所述毛坯冷却至550～600℃，等温保持，然后空冷。
5.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤4)中，所述毛坯在870℃下强渗5h，扩散1h。
6.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤5)中，淬火温度为850℃，时间为0.5h，回火温度为200℃，时间为2h。
7.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤5)中，淬火的介质为油。
8.根据权利要求1所述减速器输入轴的加工工艺，其特征在于，步骤6)中，高频设备输入电流最大值为720～740A，加热时间为2S，保温时间为5S。
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