减速机输入轴加工方法与流程

1.本发明涉及输入轴加工领域，具体而言，涉及一种提升减速机输入轴精度的减速机输入轴加工方法。

背景技术：

2.目前新能源汽车减速机主要靠输入轴内花键传递扭矩和转速，输入轴旋转带动整个变速箱进行工作。传统的输入轴加工方法使用中心孔定位来加工外圆，其未考虑输入轴外圆和花键的同心度。这种加工方式导致花键和轴承外圆的同心度＞0.05mm，使得输入轴在旋转过程中运动不平衡、动平衡效果差，从而导致整个变速箱在加速或者减速过程中造成加速异响和怠速异响。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种减速机输入轴加工方法，其能够解决外花键轴伸入减速机输入轴内花键进行扭矩传递时，轴承外圆异常抖动的问题。

4.本发明的实施例是这样实现的：

5.一种减速机输入轴加工方法，该加工方法包括如下步骤：

6.输入轴内花键加工，采用渐开线花键复合拉刀对输入轴内花键进行齿根、齿侧加工后切除齿顶；

7.粗磨外圆，采用专用芯轴对齿顶进行定位，通过花键大径进行胀大定位，粗磨输入轴内花键外壁设置的齿顶外圆、以及输入轴长端设置的台阶外圆；

8.车中心孔，夹持粗磨后的齿顶外圆和台阶外圆，修复输入轴的中心孔；

9.精磨外圆，夹持件顶尖顶紧中心孔进行加工依次对输入轴短端位置上的第二轴承安装位、长端位置上的第一轴承安装位的外圆进行精磨操作。

10.在本发明的较佳实施例中，上述输入轴内花键加工后还包括如下步骤：

11.滚齿，对输入轴内花键外壁进行滚齿操作；

12.热处理，对输入轴整体进行热处理。

13.在本发明的较佳实施例中，上述输入轴内花键加工步骤中齿根、齿侧加工后内花键孔的直径为18.88(+0.033^0)mm；切除齿顶加工后内花键孔的直径为19.02(+0.033^0)mm。

14.在本发明的较佳实施例中，上述专用芯轴包括：

15.定位胀芯轴，定位胀芯轴上设置有第一装配锥台，定位胀芯轴的端部设置有外螺纹；

16.定位粘胶胀套，套设于定位胀芯轴上，定位粘胶胀套上设置有多个呈环形阵列分布的夹缝，每个夹缝内设置有填充夹缝的橡胶，定位粘胶胀套的中轴设置有贯穿的第一通孔，第一通孔包括依次设置的第一锥台孔、第一圆柱孔和第二锥台孔，第一锥台孔与第一装配锥台连接；

17.压紧锥套，压紧锥套从定位粘胶胀套同侧装配端套入，套设于定位胀芯轴上，压紧锥套的一端设置有第二装配锥台，第二装配锥台与第二锥台孔匹配；

18.压紧螺母，压紧螺母与外螺纹螺纹连接，压紧螺母的端面与压紧锥套的端面压紧，压紧螺母持续旋入时，压紧锥套挤压定位粘胶胀套使定位粘胶胀套胀大，使得专用芯轴与内花键齿顶配合定位。

19.在本发明的较佳实施例中，上述专用芯轴直径在自由状态下为φ18.7±0.05mm,受力后直径最大胀大到φ19.4mm。

20.本发明实施例的有益效果是：本加工方式将输入轴内花键加工后进行膨胀定位、然后在加工输入轴外圆；再以输入轴外圆为基准进一步修复中心孔口再进行外圆精磨，加工方式统一了中心孔、花键和外圆的同心度，统一花键和磨削外圆的中心基准，发动机轴向输入轴传递扭矩时不产生异常振动，极大改善了变速箱总成的噪音水平。

附图说明

21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

22.图1为本发明实施例中的拉花键步骤减速机输入轴的结构示意图；

23.图2为本发明实施例的拉花键步骤采用的复合拉刀结构示意图；

24.图3为本发明实施例的粗磨外圆步骤中专用芯轴进行胀大定位时的结构示意图；

25.图4为本发明实施例的车中心孔步骤的产品结构示意图；

26.图5为本发明实施例的精磨外圆步骤的产品结构示意图。

27.图标：减速机输入轴100、内花键101、齿轮加工位102、台阶外圆103、第一中心孔104、第一轴承安装位105、第二中心孔106、第二轴承安装位107；

28.渐开线花键复合拉刀200、花键切削齿部210、花圆切削齿部220、花圆校准齿部230；

29.专用芯轴300、定位胀芯轴310、定位粘胶胀套320、压紧锥套330、压紧螺母340。

具体实施方式

30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

34.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

35.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

36.第一实施例

37.本实施例提供一种减速机输入轴100的加工方法，减速机输入轴100的轴向圆腔内壁设置有与外花键轴匹配的内花键101，内花键101的外壁设置有齿轮加工位102，减速机输入轴100的长端外壁设置有台阶外圆103，长端端口为第一中心孔104、端口位置的外壁为第一轴承安装位105；减速机输入轴100的短端端口为第二中心孔106，第二中心孔106的端口位置外壁为第二轴承安装位107。减速机输入轴100的工作原理为：发动机外花键轴安装在输入轴的内花键101内，由发动机外花键轴向输入轴传递扭矩，带动输入轴旋转。在旋转过程中两端外圆安装的轴齿和输入轴一起旋转，向减速器输入动力。

38.传统的输入轴加工工艺为：拉内花键101(拉齿侧和齿根)→滚齿→热处理→车输入轴中心孔→磨外圆(采用输入轴中心孔定位、磨齿轮加工位102外圆、台阶外圆103、第一轴承安装位105外圆、第二轴承安装位107外圆)→磨齿→清洗→检验。其实际加工过程，使用中心孔定位磨削外圆，实际检测结果为花键和轴承外圆的同轴度＞0.05mm，但是目前大部分新能源输入轴对花键和磨削外圆的同轴度要求高，花键和轴承外圆的同轴度≤0.05mm，因此传统的加工方式加工出来的输入轴不能满足产品需求，会导致输入轴在旋转过程中运动不平衡、动平衡效果差，从而导致整个变速箱在加速或者减速过程中造成加速异响和怠速异响。

39.针于此，本技术方案对加工工艺及其使用到的加工夹具以及刀具做出改进，其能够使输入轴的内花键101、磨削外圆的同心度提升，内花键101精度得到大幅度提升，使得加工出来的输入轴能够满足产品需求。

40.具体的，改进后的输入轴加工工艺为：拉输入轴内花键(拉齿根、齿侧和齿顶)→滚齿→热处理→粗磨外圆(使用胀大芯轴对内花键101齿顶定位)→车中心孔(夹持粗磨外圆)→精磨外圆(采用修复后的中心孔定位)→磨齿→清洗→检验。

41.1.拉输入轴内花键：

42.请参见图1，采用新型渐开线花键复合拉刀200进入内花键孔进行内花键101加工，并使用该复合拉刀200进行齿顶切除。保证内花键101孔拉齿之前的直径为18.88(+0.033^

0)mm，拉齿之后19.02(+0.033^0)mm，加工出内花键101。而传统的加工方式，并未加工齿顶，拉刀只加工齿侧和齿根，不能使用内花键101定位方式，内孔加工前后均为19.02(+0.033^0)mm，花键齿顶和花键的同心度不能保证。

43.具体的，请参见图2，本实施例中使用的新型渐开线花键复合拉刀200包括依次连接的前柄部、前导部、花键切削齿部210、花圆切削齿部220、花圆校准齿部230、后导部和后柄部。

44.具体的，花键切削齿部210设置有46组长度为10mm的花键切削齿210，每个花键切削齿210的齿底直径为18.5mm；花键切削齿210上设置有花切齿容屑槽，花切齿前刃面角度为，花切齿后刃面角度为，花切齿刃带宽度≤0.05mm，花切齿容屑槽的槽深为2.5mm，花键切削齿210齿尖与花切齿容屑槽的槽壁夹角为55°，槽底圆角r1.2，花键切削齿210齿尖与齿尖的间距为10mm，花键切削齿210的齿宽约束距离为3mm。

45.花圆切削齿部220设置有5组，每组花圆切削齿部220包括一个长度为11mm的花切削齿和一个长度为9mm的圆切削齿组成。花切削齿与圆切削齿间隔设置，花切削齿的齿宽约束距离为4mm，圆切削齿的齿宽约束距离为3mm，花切削齿和圆切削齿之间设置有第一容屑槽，花切削齿到第一容屑槽槽底的线性距离为3mm，圆切削齿到第一容屑槽槽底的线性距离为2mm。

46.花切削齿/圆切削齿的后刃面角度为，花切削齿/圆切削齿的前刃面角度为，花切削齿/圆切削齿的刃带宽度≤0.05mm。花圆校准齿部230设置有5组，每组花圆校准齿部230包括一个长度为11mm的花校准齿和一个长度为9mm的圆校准齿组成。

47.花校准齿与圆校准齿间隔设置，花圆校准齿部230的齿宽、槽深与花圆切削齿部220的齿宽、槽深相同。花校准齿/圆校准齿的刃带宽度为0.1-0.2mm，花校准齿/圆校准齿的后刃面角度为1°30′?2°。

48.本拉刀能够对内花键101的齿侧、齿根加工的同时新增对发动机输入轴内花键101进行齿顶加工，从而在发动机输入轴的后期加工步骤中能够使用胀大芯轴齿顶定位，从而提升发动机输入轴的内花键101精度。

49.本拉刀装配在数控立式拉床lsg5710上，轴向进给6米～8米/分，并使用切削液进行冷却。

50.2.滚齿

51.对齿轮加工位102进行滚齿操作。具体的，本实施例采用数控干式滚齿机yde3120cnc，粗滚滚刀转速700～900转/分，粗滚轴向进给80～120毫米/分；精滚滚刀转速800～1000转/分，精滚轴向进给50～90毫米/分。

52.3.热处理

53.对减速机输入轴100整体进行热处理。热处理的具体操作为：采用爱协林连续炉stkes-60/60/75-2×16+7-950cn，对减速机输入轴100清洗10分钟；预热，预热温度为490℃，80分钟；渗碳、扩散，其温度为890℃，120分钟；降温，825℃，80分钟；滤油10分钟；再次清洗39分钟；回火，回火温度为175℃，130分钟；空冷60分钟后出炉。

54.4.粗磨外圆(胀大芯轴使用齿顶定位)

55.请参见图3，采用专用芯轴对内花键101的齿顶进行定位，通过花键大径进行胀大定位，保证磨削外圆和花键的同心度，粗磨齿轮加工位102的齿顶外圆和台阶外圆103，使得

花键和外圆的基准统一。

56.该专用芯轴300包括：定位胀芯轴310、定位粘胶胀套320、压紧锥套330和压紧螺母340。

57.定位胀芯轴310两端设置有用于连接定位夹具的装配槽，芯轴中部设置有用于装配定位粘胶胀套320的第一装配锥台，定位胀芯轴310的端部设置有与压紧螺母340内螺纹匹配的外螺纹。

58.定位粘胶胀套320套设于定位胀芯轴310上，定位粘胶胀套320上设置有多个呈环形阵列分布的夹缝，每个夹缝内设置有填充夹缝的橡胶，定位粘胶胀套320的中轴设置有贯穿的第一通孔，第一通孔包括依次设置的第一锥台孔、第一圆柱孔和第二锥台孔，第一锥台孔与第一装配锥台连接；压紧锥套330从定位粘胶胀套320同侧装配端套入，套设于定位胀芯轴310上，压紧锥套330的一端设置有第二装配锥台，第二装配锥台与第二锥台孔匹配；压紧螺母340与外螺纹螺纹连接，压紧螺母340的端面与压紧锥套330的端面压紧，压紧螺母340持续旋入时，压紧锥套330挤压定位粘胶胀套320使定位粘胶胀套320胀大。

59.专用芯轴用于加工发动机输入轴的外圆加工，通过将专用芯轴装配好后塞入到发动机输入轴的中心孔内，将定位粘胶胀套320对准到中心孔的内螺纹区域，然后持续旋入压紧螺母340，压紧螺母340持续推进，压紧锥套330受力后锥度位置向左端推进，促使定位粘胶胀套320胀大，定位粘胶胀套320胀大后压紧发动机输入轴，然后固定定位胀芯轴310后进行输入轴外圆加工，通过对加工方式作出改进而设计专用的芯轴定位，使得发动机输入轴能够利用花键大径进行胀大定位，来进行齿顶外圆和台阶外圆103加工，从而保证磨削产品外圆和内部的花键的同心度。

60.具体的，本实施例中的粗磨外圆采用北二数控外圆磨床mks1620h，其主轴转速1800～2500转/分，粗磨进给0.5～1毫米/分，半精磨进给0.1～0.5毫米/分，精磨0.08～0.15毫米/分。

61.5.车中心孔(夹持粗磨外圆)

62.请参见图4，夹持步骤4中加工出来的齿顶外圆和台阶外圆103修复中心孔，保证中心孔和外圆的基准统一；这一工序让磨削外圆、中心孔、花键的同心度得到进一步的保证，统一了产品基准，提升了内花键101的齿轮精度。

63.本实施例中的中心孔修复步骤采用新跃双面车scm2-180d2，其产品转速400～600转/分，加工进给0.1～0.15毫米/分，夹具为弹簧夹套，夹持外圆。

64.6.精磨外圆

65.请参见图5，采用步骤5中，修复后的中心孔定位，顶尖顶紧中心孔进行加工，依次对第二轴承安装位107、第一轴承安装位105的外圆进行精磨。

66.具体的，本实施例采用北二数控外圆磨床mks1620h，其主轴转速1800～2500转/分，粗磨进给0.5～1毫米/分，半精磨进给0.1～0.5毫米/分，精磨0.05～0.1毫米/分。

67.7.磨齿、清洗、检验

68.再进行最后的磨齿、清洗、检验工作，该工作的标准和原来的加工方式一致。

69.下附加工方法更改前和更改后的产品合格率、装机合格率和花键精度cpk统计表。其统计量为采用原加工方式制备输入轴1000只，采用更改后的加工方式制备输入轴1000只。

70.项目更改前更改后产品合格率60％99.75％减速器装机合格率85％99.45％花键精度cpk0.581.39

71.从表中可以看出，更改后的输入轴产品合格率和减速器装机合格率大幅度提升，其有利于降低产品加工成本，增加产品满意度；输入轴花键的精度也得到较大提升，增加产品的整体精度。

72.综上所述，更改后的加工方式统一了中心孔、花键和轴承外圆、磨削外圆的同心度，统一花键和磨削外圆的中心基准，发动机轴向输入轴传递扭矩时不产生异常振动，极大改善了变速箱总成的噪音水平。

73.本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

74.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：

1.一种减速机输入轴加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：输入轴内花键加工，采用渐开线花键复合拉刀对所述输入轴内花键进行齿根、齿侧加工后切除齿顶；粗磨外圆，采用专用芯轴对所述齿顶进行花键胀大定位，粗磨所述输入轴内花键外壁设置的齿顶外圆、以及所述输入轴长端处设置的台阶外圆；车中心孔，夹持粗磨后的所述齿顶外圆和台阶外圆，修复输入轴的中心孔；精磨外圆，夹持件顶尖顶紧中心孔进行加工依次对所述输入轴短端位置上的第二轴承安装位、长端位置上的第一轴承安装位的外圆进行精磨操作。2.根据权利要求1所述的减速机输入轴加工方法，其特征在于，所述输入轴内花键加工后还包括如下步骤：滚齿，对输入轴内花键外壁进行滚齿操作；热处理，对输入轴整体进行热处理。3.根据权利要求1所述的减速机输入轴加工方法，其特征在于，所述输入轴内花键加工步骤中齿根、齿侧加工后内花键孔的直径为18.88(+0.033^0)mm；切除齿顶加工后内花键孔的直径为19.02(+0.033^0)mm。4.根据权利要求1所述的减速机输入轴加工方法，其特征在于，所述专用芯轴包括：定位胀芯轴，所述定位胀芯轴上设置有第一装配锥台，所述定位胀芯轴的端部设置有外螺纹；定位粘胶胀套，套设于所述定位胀芯轴上，所述定位粘胶胀套上设置有多个呈环形阵列分布的夹缝，每个所述夹缝内设置有填充所述夹缝的橡胶，所述定位粘胶胀套的中轴设置有贯穿的第一通孔，所述第一通孔包括依次设置的第一锥台孔、第一圆柱孔和第二锥台孔，所述第一锥台孔与所述第一装配锥台连接；压紧锥套，所述压紧锥套从所述定位粘胶胀套同侧装配端套入，套设于所述定位胀芯轴上，所述压紧锥套的一端设置有第二装配锥台，所述第二装配锥台与所述第二锥台孔匹配；压紧螺母，所述压紧螺母与所述外螺纹螺纹连接，所述压紧螺母的端面与所述压紧锥套的端面压紧，所述压紧螺母持续旋入时，压紧锥套挤压所述定位粘胶胀套使所述定位粘胶胀套胀大，使得专用芯轴与所述内花键齿顶配合定位。5.根据权利要求1所述的减速机输入轴加工方法，其特征在于，所述专用芯轴直径在自由状态下为φ18.7±0.05mm,受力后直径最大胀大到φ19.4mm。

技术总结

本发明提供一种减速机输入轴加工方法，其能够解决外花键轴伸入减速机输入轴内花键进行扭矩传递时，轴承外圆异常抖动的问题，该加工方法包括如下步骤：输入轴内花键加工，采用渐开线花键复合拉刀对输入轴内花键进行齿根、齿侧加工后切除齿顶；粗磨外圆，采用专用芯轴对齿顶进行定位，通过花键大径进行胀大定位，粗磨输入轴内花键外壁设置的齿顶外圆、以及输入轴长端设置的台阶外圆；车中心孔，夹持粗磨后的齿顶外圆和台阶外圆，修复输入轴的中心孔；精磨外圆，夹持件顶尖顶紧中心孔进行加工依次对输入轴短端位置上的第二轴承安装位、长端位置上的第一轴承安装位的外圆进行精磨操作。作。作。

技术研发人员：郑建彬 秦凌 李岱瀛 王爱民 肖建锋 刘芳雪 邢勇 杨超 邓昌峻 彭加亮 杨晗 韩小凤 叶爽 李靖 周浩 宛永鑫

受保护的技术使用者：成都青山实业有限责任公司

技术研发日：2023.03.21

技术公布日：2023/6/12