一种汽车变速器齿轮加工工艺的制作方法

本发明涉及汽车变速器技术领域，特别涉及一种汽车变速器齿轮加工工艺。

背景技术：

随着社会环境高呼及公害治理对汽车低噪声化的要求日益强烈，但是随着电动汽车的快速发展，变速器振动噪声尤为突出，市场抱怨严重，首先噪声是对人体有害的，经常在噪音环境下生活、学习和工作，人的健康会不同程度的收到伤害。研究表明，稳态和非稳态噪音对人的影响是不同的，对人最不利的是非稳态的噪音。同时随着汽车工业的飞速发展，社会汽车的保有量的集聚增加，所以汽车产生噪音对人们的日常影响尤为显著。故汽车的噪音问题已经提升到尤为重要的地位；一些国家对汽车噪声作了法规限制，我国控制汽车噪声的法规或专业标准亦正在制定和实施；变速器是汽车除发动机和排气系统之外的主要噪声源之一，因此降低变速器噪声是实现汽车低噪化的一个重要组成部分。

引发变速器噪声的原因是错综复杂的，一个是动力总成为汽车动力源，只要汽车行驶，表明动力总成一直在工作。动力总成的噪音一直伴随车辆的行驶，同时这种噪声的无法避免，自然存在。所以导致动力总成噪音降噪是个难度很高，需要长期优化的；其中齿轮啮合噪声是另一个主要的方面；齿轮啮合噪声形成和传播的机理及影响因素的研究，从理论上和实践上都已经有了比较成熟的阐明；普通认为提高变速器元件特别是齿轮的加工精度是非常有效的措施；但是以为追求加工精度不仅在生产中有许多困难，造成成本的增加，而且潜力已经不是很大，因此对变速器噪声的研究已经向着综合治理领域拓展。

目前变速器总成常规工艺为先磨齿再冷压，导致齿轮内花键与轴外花键压装时，产生较多铁屑，影响到轴与齿轮配合效果，长时间工作将导致轴与齿轮产生相对运动，导致变速器异响及耐久寿命下降。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种汽车变速器齿轮加工工艺，包括以下步骤：

a、制齿轮坯：采用热模锻造制毛坯，车削外圆、端面和内孔，预留3～5mm加工余量，整体粗糙度达到ra6.3；

b、滚齿：采用滚齿机加工齿轮的齿部，表面粗糙度达到ra3.2；

c、热处理：对齿轮进行渗碳淬火处理；

d、精磨：精磨齿轮的内孔和端面，齿轮齿部端面和内孔表面粗糙度达到ra1.6；

e、预热：齿轮花键加热到120°，并保温30s；

f、选轴；

g、热压：使用伺服压装机对齿轮与轴在热态下垂直压装；齿轮和轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，齿侧间隙0～0.12mm；

h、磨齿：磨削齿轮齿面，齿面表面粗造度为ra0.8；

i、清洗：清洗压装过程中出现的少量铁屑。

进一步地，所述齿轮的材料为20crmnti。

进一步地，在步骤g中，所述伺服压装机压力为10吨。

进一步地，在步骤f中，所述轴首先采用锻造或铸造的方式加工毛坯，再对轴坯粗加工和热处理，最后对轴精加工，去除加工余量，表面粗糙度达到ra1.6。

进一步地，在步骤g中，采用数控磨床对齿轮齿面加工，获得高的加工精度。

进一步地，所述齿轮齿面表面粗造度为ra0.8。

进一步地，所述齿轮齿根处设置有根切余量。

进一步地，在步骤e中，齿轮设置有多个键槽。

进一步地，所述齿轮内键槽预热加工。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明工艺工序技术优化，可很好的降低变速器总成nvh噪声值，降低售后市场客户抱怨；可以大规模应用实施，提升企业竞争力。

2、本发明工艺工序技术优化技术主要为提升变速器总成nvh，变速器齿轮加工工序的优化，可以大大提升齿轮啮合准确度，变速器总成的传递误差值得到很好的降低。

3、本发明工艺工序技术弥补了由于先磨齿再进行压装产生的偏心，减小了传动误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1变速器齿轮和轴总成的加工工艺图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

实施例1

参见附图1，本实施例提供了一种汽车变速器齿轮加工工艺，其步骤为：

a、制齿轮坯：采用热模锻造制毛坯，车削外圆、端面和内孔，预留3～5mm加工余量，整体粗糙度达到ra6.3；

b、滚齿：采用滚齿机加工齿轮的齿部，表面粗糙度达到ra3.2；

c、热处理：对齿轮进行渗碳淬火处理；

d、精磨：精磨齿轮的内孔和端面，齿轮齿部端面和内孔表面粗糙度达到ra1.6；

e、预热：齿轮花键加热到120°，并保温30s；

f、选轴；

g、热压：使用伺服压装机对齿轮与轴在热态下垂直压装；齿轮和轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，齿侧间隙0～0.12mm；

h、磨齿：磨削齿轮齿面，齿面表面粗造度为ra0.8；

i、清洗：清洗压装过程中出现的少量铁屑。

优选地，所述齿轮和轴总成的加工工艺和传统不同，本发明的齿轮和轴先热压，再对齿轮进行磨齿加工。

具体地，所述齿轮是压装在轴上再进行磨齿加工。

优选地，在步骤f中，所述轴首先采用锻造或铸造的方式加工毛坯，再对轴坯粗加工和热处理，最后对轴精加工，去除加工余量，表面粗糙度达到ra1.6。

优选地，所述齿轮和所述轴压装完成后，可以直接安装在所需位置。

优选地，所述齿轮的材料为20crmnti。

具体地，变速器齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作，需要保证材料具有较高强度韧性和耐磨性，所以材料选为20crmnti，并且变速器齿轮常选20crmnti。

优选地，在步骤g中，齿轮内花键加热后与轴压装，此时不会产生较多铁屑，从而不会影响到轴与齿轮配合效果。

优选地，在步骤e中，齿轮设置有多个键槽，所述键槽用于与轴压装在一起。

优选地，所述齿轮内键槽预热加工，为了与轴压装做准备。

优选地，在步骤g中，所述伺服压装机压力为10吨，可以将齿轮与轴压装在一起；所述齿轮和所述轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，不易脱落。

具体地，所述伺服压装机有益于提高生产效率，并保证齿轮的精度。

优选地，在步骤h中，采用数控磨床对齿轮齿面加工，获得高的加工精度，减少传动误差。

具体地，所述齿轮经过磨削之后，齿面表面粗造度为ra0.8,齿轮精度高可以很好的减少传动误差。

优选地，所述齿轮齿根处设置有根切余量，所述余量可以起到退刀槽的作用，也可以提高齿轮的抗弯强度，增强齿轮的寿命。

优选地，所述齿轮与轴为花键压装结构，按照传统工艺齿轮的精度不达标，同时齿轮和轴会出现偏心，从而会产生噪音。

优选地，采用先热压再磨齿的工艺避免了齿轮直接压装在轴上产生的偏心，使传动误差减少，噪声能够大幅度降低。

具体地，减少了齿轮和轴间铁屑，提高了齿轮精度；

本发明中首先对齿轮坯和轴坯件进行粗加工，接着进行热处理，再对齿轮坯和轴坯进行精加工；在齿轮和轴在加热的条件下，将齿轮压装在轴上，最后再对齿轮进行磨齿加工。

实施例2：为实施例1的优选实施例

参见附图1，本实施例提供了一种汽车变速器齿轮和齿轮轴总成的加工工艺，其步骤为：

a、制齿轮坯：采用热模锻造制毛坯，车削外圆、端面和内孔，预留3～5mm加工余量，整体粗糙度达到ra6.3；

b、滚齿：采用滚齿机加工齿轮的齿部，表面粗糙度达到ra3.2；

c、热处理：对齿轮进行渗碳淬火处理；

d、精磨：精磨齿轮的内孔和端面，齿轮齿部端面和内孔表面粗糙度达到ra1.6；

e、预热：齿轮花键加热到120°，并保温30s；

f、选轴；

g、热压：使用伺服压装机对齿轮与轴在热态下垂直压装；齿轮和轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，齿侧间隙0～0.12mm；

h、磨齿：磨削齿轮齿面，齿面表面粗造度为ra0.8；

i、清洗：清洗压装过程中出现的少量铁屑。

优选地，所述齿轮和轴总成的加工工艺和传统不同，本发明的齿轮和轴先热压，再对齿轮进行磨齿加工。

具体地，所述齿轮是压装在轴上再进行磨齿加工。

优选地，在步骤f中，所述轴首先采用锻造或铸造的方式加工毛坯，再对轴坯粗加工和热处理，最后对轴精加工，去除加工余量，表面粗糙度达到ra1.6。

优选地，所述轴为变速器的齿轮轴。

具体地，磨削齿轮轴齿轮齿面，使用数控磨床将齿轮加工成精度达标的汽车变速器齿轮。

优选地，所述齿轮和所述轴压装完成后，将轴承压装在所述齿轮轴上，可以将整体直接安装在变速器上。

优选地，所述齿轮的材料为20crmnti。

具体地，变速器齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作，需要保证材料具有较高强度韧性和耐磨性，所以材料选为20crmnti，并且变速器齿轮常选20crmnti。

优选地，在步骤g中，齿轮内花键加热后与轴压装，此时不会产生较多铁屑，从而不会影响到轴与齿轮配合效果。

优选地，在步骤e中，齿轮设置有多个键槽，所述键槽用于与轴压装在一起。

优选地，所述齿轮内键槽预热加工，为了与轴压装做准备。

优选地，在步骤g中，所述伺服压装机压力为10吨，可以将齿轮与轴压装在一起；所述齿轮和所述轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，不易脱落。

具体地，所述伺服压装机有益于提高生产效率，并保证齿轮的精度。

优选地，在步骤h中，采用数控磨床对齿轮齿面加工，获得高的加工精度，减少传动误差。

具体地，所述齿轮经过磨削之后，齿面表面粗造度为ra0.8,齿轮精度高可以很好的减少传动误差。

优选地，所述齿轮齿根处设置有根切余量，所述余量可以起到退刀槽的作用，也可以提高齿轮的抗弯强度，增强齿轮的寿命。

优选地，所述齿轮与轴为花键压装结构，按照传统工艺齿轮的精度不达标，同时齿轮和轴会出现偏心，从而会产生噪音。

优选地，采用先热压再磨齿的工艺避免了齿轮直接压装在轴上产生的偏心，使传动误差减少，噪声能够大幅度降低。

具体地，减少了齿轮和轴间铁屑，提高了齿轮精度。

本发明中首先对齿轮坯和齿轮轴坯件进行粗加工，接着进行热处理，再对齿轮坯和齿轮轴坯进行精加工；在齿轮和轴在加热的条件下，将齿轮压装在齿轮轴上，最后再对齿轮进行磨齿加工。

实施例3

参见附图1，本实施例提供了一种汽车变速器齿轮加工工艺，其步骤为：

a、制齿轮坯：采用热模锻造制毛坯，车削外圆、端面和内孔，预留3～5mm加工余量，整体粗糙度达到ra6.3；

a1、对齿轮进行正火处理，为获得适合后序切削加工的硬度和为最终热处理做准备，对齿轮的正火处理可以有效的减少热处理变形；

a2、采用数控车床对齿轮的孔径和端面进行加工，保证了内孔与端面的垂直度；

b、滚齿：采用滚齿机加工齿轮的齿部，表面粗糙度达到ra3.2；

c、热处理：对齿轮进行渗碳淬火处理；

d、精磨：精磨齿轮的内孔和端面，齿轮齿部端面和内孔表面粗糙度达到ra1.6；

e、预热：齿轮花键加热到120°，并保温30s；

f、选轴；

g、热压：使用伺服压装机对齿轮与轴在热态下垂直压装；齿轮和轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，齿侧间隙0～0.12mm；

h、磨齿：磨削齿轮齿面，齿面表面粗造度为ra0.8；

i、清洗：清洗压装过程中出现的少量铁屑。

优选地，所述齿轮和轴总成的加工工艺和传统不同，本发明的齿轮和轴先热压，再对齿轮进行磨齿加工。

具体地，所述齿轮是压装在轴上再进行磨齿加工。

优选地，在步骤f中，所述轴首先采用锻造或铸造的方式加工毛坯，再对轴坯粗加工和热处理，最后对轴精加工，去除加工余量，表面粗糙度达到ra1.6。

优选地，所述齿轮和所述轴压装完成后，可以直接安装在所需位置。

优选地，所述齿轮的材料为20crmnti。

具体地，齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作，需要保证材料具有较高强度韧性和耐磨性，所以材料一般选为20crmnti。

优选地，在步骤g中，齿轮内花键加热后与轴压装，此时不会产生较多铁屑，从而不会影响到轴与齿轮配合效果。

优选地，在步骤e中，齿轮设置有多个键槽，所述键槽用于与轴压装在一起。

优选地，所述齿轮内键槽预热加工，为了与轴压装做准备。

优选地，在步骤g中，所述伺服压装机压力为10吨，可以将齿轮与轴压装在一起；所述齿轮和所述轴大径过盈配合，过盈量为0.04～0.1mm，不易脱落。

具体地，所述伺服压装机有益于提高生产效率，并保证齿轮的精度。

优选地，在步骤h中，采用数控磨床对齿轮齿面加工，获得高的加工精度，减少传动误差。

具体地，所述齿轮经过磨削之后，齿面表面粗造度为ra0.8,齿轮精度高可以很好的减少传动误差。

优选地，所述齿轮齿根处设置有根切余量，所述余量可以起到退刀槽的作用，也可以提高齿轮的抗弯强度，增强齿轮的寿命。

优选地，所述齿轮与轴为花键压装结构，按照传统工艺齿轮的精度不达标，同时齿轮和轴会出现偏心，从而会产生噪音。

优选地，采用先热压再磨齿的工艺避免了齿轮直接压装在轴上产生的偏心，使传动误差减少，噪声能够大幅度降低。

具体地，减少了齿轮和轴间铁屑，提高了齿轮精度；

本发明中首先对齿轮坯和轴坯件进行粗加工，接着进行热处理，再对齿轮坯和轴坯进行精加工；在齿轮和轴在加热的条件下，将齿轮压装在轴上，最后再对齿轮进行磨齿加工。

本发明与常规加工工艺主要不同之处在于，常规工艺往往采用的是先进行磨齿再与轴压装的方式，这样的结果是，轴和齿轮压装后会产生偏心，使传动比误差增大，进而产生很大的噪音影响人体健康。而本发明采用的工艺是将磨齿工序置于压装之后，这样可以保证齿轮和轴压装之后，几乎没有偏心，进而减小了传动误差，同时降低噪声。另外，也将齿轮加工工艺和轴的加工工艺结合成一起加工。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

本发明工艺工序技术优化，提升变速器总成nvh，变速器齿轮加工工序的优化，弥补了由于先磨齿再进行压装产生的偏心，减小了传动误差；可以大大提升齿轮啮合准确度，变速器总成的传递误差值得到很好的降低；可很好的降低变速器总成nvh噪声值，降低售后市场客户抱怨；可以大规模应用实施，提升企业竞争力。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。