新能源汽車驅動電機軸的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬部件加工領域，涉及一種新能源汽車驅動電機軸的制造方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]新能源汽車的發(fā)展是國家的戰(zhàn)略方向，我國新能源汽車包括:純電動汽車及插電式混合動力汽車。驅動電機作為新能源汽車的核心部分，電機軸是整個驅動電機中的關鍵零部件，起到轉子鐵心的固定及力量傳遞作用，其性能好壞直接影響到新能源汽車動力系統(tǒng)的性能。驅動電機軸聯(lián)接端是電機的輸出端頭，驅動電機產生動力后通過端頭的內花鍵與汽車的自動變速器或減速機構相連接。此零件以前一直采用純機加的方式制作內花鍵存在以下冋題:①內花鍵米用插齒機床加工齒形精度差。②由于是切削加工，金屬流線被切斷，齒形強度差使用壽命僅2萬公里。③加工效率低下，班產量僅200件/班。④材料利用率低。采用現(xiàn)在的內花鍵冷擠壓的制造方法，能夠滿足國家規(guī)定新能源汽車驅動電機使用^ 8萬公里的壽命要求及使用精度，也使得國家驅動電機能夠實現(xiàn)產業(yè)化生產，降低其成本，符合國家新能源戰(zhàn)略。
[0004]

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電機軸產品內花鍵齒形精度高、齒形形位公差高、齒形機械強度提高、生產效率提升、降低成品廢品率、降低制造成本的冷擠壓成型的新能源汽車驅動電機軸的制造方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案:新能源汽車驅動電機軸的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)坯料熱鍛制造:根據(jù)工藝要求，選擇坯料；將坯料加熱到1050°C—1150°C范圍內，在電螺旋壓力機上模鍛成形，得到預鍛坯；
(2)預鍛坯采用球化正火處理方法:處理溫度范圍650°C— 680°C，時間為150— 250分鐘，然后用強風快速冷卻到500°C?550°C，在500°C?550°C回火爐內等溫處理，時間為120?150分鐘，再出爐空冷至室溫；
(3)預鍛坯表面潤處理，對預鍛坯表面進行磷化、皂化處理；
(4)冷擠壓制作內花鍵:按照工藝要求制作冷擠壓模具，將表面潤滑的預鍛坯毛坯放入冷擠壓擠模具的凹模內，擠壓預鍛坯坯料的端部成型內花鍵齒形；
(5)按照工藝要求進行機加工及熱處理，對冷擠壓后的電機軸坯體進行后續(xù)的機加工及熱處理，得到符合工藝要的的電機軸:
進一步的特征是:所述磷化處理的工序為:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一沖洗一磷化一水洗(80°C以上)一干燥一上油(油溫150°C以下)；
所述皂化處理的工序為:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一沖洗—磷化一水洗一皂化一干燥。
[0007]所述的機加工及熱處理工序為:
3.1以內花鍵齒形定位，粗車電機軸的外徑、端面；
3.2雙頂定位，用立式加工中心加工電機軸平鍵槽；
3.3采用真空多用爐滲碳淬火，保證治屬深度及心表硬度；
3.4校直機三點校直軸桿達到0.05以內；
3.5雙頂定位磨加工4個臺階的軸徑尺寸；
3.6已磨加工臺階為定位基準面，精車電機軸臺階端面；
3.7成品電機軸全數(shù)磁粉探傷。
[0008]本發(fā)明新能源汽車驅動電機軸的制造方法，相對于現(xiàn)有技術，其有益效果如下:
1、聯(lián)接內花鍵精度高?；ㄦI精度達到6級(GB3478.1-2008).2、由于采用冷擠壓工藝，花鍵部分金屬沒有被切斷，保留金屬流線。齒形強度提高25%。
[0009]3、齒形表面精度粗糙度達到Ral.6。
[0010]4、以內花鍵齒形作為定位基準面(點)，加工軸外徑，跳動達到0.03。
[0011]5、本發(fā)明提高加工內花鍵加工效率2.5倍。
[0012]6、電機軸花鍵使用壽命達到8萬公里以上。
[0013]7、材料利用率提供10%。
[0014]總之，本發(fā)明采用熱鍛成形后進行毛坯球化退火，再表面潤滑進行內花鍵冷擠壓，冷擠壓完成后完成機加及熱處理。其主要特征在于:關鍵花鍵冷擠壓工序采用齒形反擠壓成形，通過返擠壓取代了傳統(tǒng)的插齒工藝，由于采用了金屬塑性成形工藝，金屬流線完整未被切斷，產品強度高，同時由于齒形擠壓凸模為一體加工，采用了進口的高精度線切割、電火花設備加工，確保凸模齒形精度< 5級花鍵精度(GB3478.1-2008)，F(xiàn)r及FP值大大優(yōu)化。因此擠壓出的內花鍵精度可達6級花鍵精度，齒形精度大大優(yōu)于插齒工藝。
[0015]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明新能源汽車驅動電機軸的結構示意圖；
圖2是圖1的剖視圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0018]實施例1
本發(fā)明新能源汽車驅動電機軸的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
本發(fā)明新能源汽車驅動電機軸的制備方法，具體加工工藝如下:
1、坯料熱鍛制造:根據(jù)工藝要求，選擇坯料，將坯料加熱到1050 °C — 1150 °C范圍內，在電螺旋壓力機上模鍛成形，得到預鍛坯；如使用中頻加熱爐將毛坯加熱至1050°C — 1150°C范圍內，在1000T電螺旋壓力機上模鍛成形，得到預鍛坯。
[0019]2、預鍛坯采用球化正火處理(制作)方法。要求溫度范圍內650°C — 680°C，時間為150— 250分鐘，然后用強風快速冷卻到500°C?550°C，在500°C?550°C回火爐內等溫處理，時間為120?150分鐘，在出爐空冷至室溫。通常用的溫度是650°(:、655°(:、660°(:、665°C、670°C、675°C、680°C等，處理時間為120分鐘、125分鐘、130分鐘、135分鐘、140分鐘、145分鐘、150分鐘。有效的消除預鍛坯的應力，改善其內部組織，顯著提高其力學性能，表面更致密，降低預鍛坯的硬度，可提金屬的塑性，有利于產品成型。坯料退火硬度達到HB130-150范圍。強風快速冷卻，是采用大功率風機等吹風，快速降溫。
[0020]3、預鍛坯表面潤處理，對預鍛坯表面進行磷化、皂化處理；除了采用常用的磷化、皂化處理方法以外，本發(fā)明提供一種具體的行磷化、皂化處理方法，能獲得更優(yōu)的技術效果;
3.1磷化:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一沖洗一磷化一水洗(80°C以上)一干燥一上油(油溫150°C以下)
3.2皂化:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一沖洗一磷化一水洗
—皂化一干燥。
[0021]4、冷擠壓制作內花鍵:按照工藝要求制作冷擠壓擠模具，將表面潤滑的預鍛坯毛坯放入冷擠壓擠模具的凹模內，擠壓預鍛坯坯料的端部成型內花鍵齒形；如放入500T快速冷擠壓擠凹模內，調整相關參數(shù)，進行冷擠壓，齒形凸模擠壓凹模內的坯料端部成型內花鍵齒形；具體的參數(shù)可以選擇如下，設備壓力調至10 — 12Mp，保壓時間2— 3秒。為了達到更優(yōu)的冷擠壓效果，在凸模上噴涂擠壓用潤滑油，能得到更高的粗糙度，可以達到花鍵齒形擠壓的粗糙度16。
[0022]5、按照工藝要求，進行后續(xù)的機加工及熱處理工序，得到符合工藝要的的電機軸:即按照工藝要求，采用現(xiàn)有的機加工及熱處理工序，對冷擠壓后的電機軸坯體進行后序的機加工及熱處理工序，得到符合工藝要的的電機軸:除了采用現(xiàn)有的加工及熱處理工序外，本發(fā)明提供一種具體的機加工及熱處理工序，能取得更優(yōu)的效果:
5.1以內花鍵齒形定位粗車電機軸的外徑、端面；
5.2雙頂定位，用立式加工中心加工電機軸平鍵槽；所述的雙頂定位使用雙頂尖錐面與軸兩端的中心孔錐面配合為基準，加工鍵槽。
[0023]5.3采用真空多用爐滲碳淬火，保證治屬深度及心表硬度。
[0024]5.4采用校直機三點校直軸桿，精度達到0.05以內。
[0025]4.5雙頂定位，磨加工4個臺階的軸徑尺寸。雙頂定位使用雙頂尖錐面與軸兩端的中心孔錐面配合為基準，磨加工臺階尺寸。
[0026]4.6已磨加工臺階為定位基準面，精車電機軸臺階端面。
[0027]4.7成品電機軸全數(shù)磁粉探傷，合格即為本發(fā)明的新能源汽車驅動電機軸。
[0028]本發(fā)明制作方法所采用設備:中頻加熱爐、電動螺旋壓力機、拋丸機、快速冷擠壓機及后序機加熱處理設備等，均為現(xiàn)有裝置。操作時根據(jù)工藝需要，制作相應的模具及工裝，按要求操作，即能得到本發(fā)明的中間制品及最終成品。
[0029]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制技術方案，盡管申請人參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.新能源汽車驅動電機軸的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)坯料熱鍛制造:根據(jù)工藝要求，選擇坯料；將坯料加熱到1050°C—1150°C范圍內，在電螺旋壓力機上模鍛成形，得到預鍛坯； (2)預鍛坯采用球化正火處理方法:處理溫度范圍650°C— 680°C，時間為150— 250分鐘，然后用強風快速冷卻到500°C?550°C，在500°C?550°C回火爐內等溫處理，時間為120?150分鐘，在出爐空冷至室溫； (3)預鍛坯表面潤處理，對預鍛坯表面進行磷化、皂化處理； (4)冷擠壓制作內花鍵:按照工藝要求制作冷擠壓模具，將表面潤滑的預鍛坯毛坯放入冷擠壓擠模具的凹模內，擠壓預鍛坯坯料的端部成型內花鍵齒形； (5)按照工藝要求進行機加工及熱處理:對冷擠壓后的電機軸坯體進行后續(xù)的機加工及熱處理，得到符合工藝要的的新能源汽車驅動電機軸。2.根據(jù)權利要求1所述新能源汽車驅動電機軸的制備方法，其特征在于: 所述磷化處理的工序為:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一 沖洗一磷化一水洗(80°C以上)一干燥一上油(油溫150°C以下)； 所述皂化處理的工序為:工件人工預處理一除油脫脂一水洗一酸洗除銹一水洗一沖洗—磷化一水洗一皂化一干燥。3.根據(jù)權利要求1所述新能源汽車驅動電機軸的制備方法，其特征在于:所述的機加工及熱處理工序為: 3.1以內花鍵齒形定位，粗車電機軸的外徑、端面； 3.2雙頂定位，用立式加工中心加工電機軸平鍵槽； 3.3采用真空多用爐滲碳淬火，保證治屬深度及心表硬度； 3.4校直機三點校直軸桿達到0.05以內； 3.5雙頂定位磨加工4個臺階的軸徑尺寸； 3.6已磨加工臺階為定位基準面，精車電機軸臺階端面； 3.7成品電機軸全數(shù)磁粉探傷，合格品即為新能源汽車驅動電機軸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了新能源汽車驅動電機軸的制備方法，將坯料加熱到1050℃—1150℃范圍內，在電螺旋壓力機上模鍛成形，得到預鍛坯；采用球化正火處理方法；進行磷化、皂化處理；冷擠壓制作內花鍵：進行機加工及熱處理，得到符合工藝要的電機軸。本發(fā)明的關鍵花鍵冷擠壓工序采用齒形反擠壓成形，通過返擠壓取代了傳統(tǒng)的插齒工藝，由于采用了金屬塑性成形工藝，金屬流線完整未被切斷，產品強度高，同時由于齒形擠壓凸模為一體加工，采用了進口的高精度線切割、電火花設備加工，確保凸模齒形精度≤5級花鍵精度（GB3478.1-2008），F(xiàn)r及FP值大大優(yōu)化。因此擠壓出的內花鍵精度可達6級花鍵精度，齒形精度大大優(yōu)于插齒工藝。
【IPC分類】B23P15/00
【公開號】CN105108456
【申請?zhí)枴緾N201510547370
【發(fā)明人】蘇濤, 高鳳強, 敬勇, 陳忠
【申請人】重慶創(chuàng)精溫鍛成型有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月31日