专利名称：一种起动机输出轴及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于机械技术领域，涉及一种起动机输出轴，尤其涉及一种整体式结构的起动机输出轴及其加工工艺。
背景技术：
电力起动机起动几乎是现在汽车起动的唯一方式，其中行星齿轮式减速起动机的减速机构结构紧凑、传动比大、效率高，分析其原因为行星齿轮式减速起动机的输出轴与电枢轴同轴线、同旋向，电枢轴无径向载荷，振动轻，整机的尺寸减小；另外，行星齿轮式减速起动机还具有如下优点(I)负载平均分配在三个行星齿轮上，可以采用塑料内齿圈和粉末冶金的行星齿轮，使质量减轻、噪声降低；(2)尽管增加行星齿轮减速机构，但是起动机的轴向其他结构与普通起动机相同，故配件可以通用。因此，行星齿轮式减速起动机应用越来越广泛，很多乘用车及商用车都采用了行星齿轮式减速起动机。 图5是行星齿轮式减速起动机的剖面图，它由以下部件组成电磁开关501，齿轮502，拨叉503，直流电机504，行星齿轮离合器505，其中行星齿轮离合器由以下零件组成单向器505a，输出轴505b，齿圈505c，行星齿轮505d。车辆起动时直流电机504在直流电压作用下产生旋转力矩，它通过行星齿轮离合器505及齿轮502驱动发动机曲轴旋转，使汽车发动机起动。现输出轴505b的通常结构如图6所示，由输出轴505bi及行星齿轮轴505b2 (3个或4个)组成，其为分体结构。由于输出轴505b在车辆起动过程中主要是传递力矩的，所以行星齿轮轴505b2与输出轴505bi的压装控制要求很高，配合过盈量大易引起输出轴505bia处开裂，配合过盈量小易引起行星齿轮轴505b2脱落，此两种情况均易引起起动机的早期失效，且由于输出轴505bi需在热处理后进行压配行星齿轮轴505b2，热处理的变形不易控制，从而引起压配过盈量的不一致。现有结构加工工艺中，现有工艺路线一般有2种，其中4行星齿轮轴孔的加工方法为切削(钻、铣加工)或冲裁加工，主要工序如下下料(锯料或锻料)一球化退火一抛丸一表面处理(磷皂化或涂高分子润滑剂)一锻造(2次或3次)一切削加工一行星齿轮轴孔加工(切削加工或冲裁加工)一花键加工一产品淬火处理一压配行星齿轮轴一磨削等，由产品是在淬火后进行压配行星齿轮轴，热处理的变形使输出轴的孔径公差变大，使压配后产品存在不稳定现象。现有产品为分体结构的主要原因是由于行星齿轮轴505b2的横截面积相对于输出轴505bi法兰面积比小，即对锻造变形量太大(远大于90%)，无法进行锻造成形，且由于暂无加工此形状的机加设备。因此，如何消除分体式结构而导致的行星齿轮轴脱落的隐患及压配过盈量的不一致的问题就显得尤为重要。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。因此，本发明的目的是针对现有的起动机输出轴存在着上述的问题，提供一种结构简单、行星齿轮轴不易脱落的起动机输出轴。为了解决上述技术问题，本发明就提出了如下技术方案一种起动机输出轴，包括复数个行星齿轮轴，所述行星齿轮轴成型于输出轴前端；以及一呈圆柱状的输出轴，所述行星齿轮轴与输出轴成一体式结构。作为本发明所述起动机输出轴的一种优选方案，其中所述行星齿轮轴为三个或四个。本发明的另一目的是提供一种起动机输出轴的加工工艺，该方法可有效的克服传统加工工艺压配过盈量的不一致的问题。一种起动机输出轴的加工工艺，其包括下料、第一次球化退火、抛丸、第一次表面处理、锻造、切削加工、花键加工、淬火处理以及磨削成型，所述加工工艺在锻造后进行第二
次球化退火处理，接着再度抛丸，然后对起动机输出轴的毛坯进行第二次表面处理，接着在输出轴的中部进行凸台锻造加工。作为本发明所述加工工艺的一种优选方案，其中所述凸台锻造加工后，对起动机输出轴的毛坯进行切削加工，去除凸台。作为本发明所述加工工艺的一种优选方案，其中所述下料是通过锯切下料或者锻造下料。作为本发明所述加工工艺的一种优选方案，其中所述第一次表面处理过程中对起动机输出轴的毛坯进行磷皂化。作为本发明所述加工工艺的一种优选方案，其中所述第一次表面处理过程中对起动机输出轴的毛坯进行涂高分子润滑剂。采用本发明所述结构的起动机输出轴，本发明与现有技术相比，经过改进后结构的起动机输出轴将所述输出轴由现有的分体式结构改为整体式结构，该输出轴由分体式结构改为整体式结构后产品性能稳定，解决了行星齿轮轴脱落的隐患；同时，在加工工艺方面，增加材料分流凸台减小锻造变形量，使输出轴上行星齿轮轴适合锻造，使用锻造方法加工整体式输出轴，利用分流锻造原理增加材料分流凸台，使锻造加工成为可行，极大提高加工效率，降低了产品加工成本。
图I是本发明所述起动机输出轴的结构示意图。图2是本发明所述起动机输出轴的左视图。图3是本发明所述起动机输出轴加工工艺过程中起动机输出轴锻造毛坯结构示意图。图4是本发明所述起动机输出轴加工工艺过程中起动机输出轴锻造毛坯左视图。图5是现有技术行星齿轮式减速起动机的剖面图。图6是现有技术起动机输出轴结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图I 图4所不，图中，I、行星齿轮轴；2、输出轴；3、分流凸台；501、电磁开关；502、齿轮；503、拨叉；504、直流电机；505、行星齿轮离合器；505a、单向器；505b、输出轴；505c、齿圈；505d、行星齿轮5051^、输出轴；505b2、行星齿轮轴。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。如图I所示，图I为本发明所述起动机输出轴的结构示意图。在此实施例中，该起动机输出轴，包括复数个行星齿轮轴1，其中，所述行星齿轮轴I成型于输出轴2的前端；以及一呈圆柱状的输出轴2,所述行星齿轮轴I与输出轴2成一体式结构,在该实施例中,这样的整体结构能够有效的消除行星齿轮轴I脱落的隐患。
较佳地,所述行星齿轮轴I为3个或4个。如图2所示，图2为本发明所述起动机输出轴的左视图。在此实施例中，行星齿轮轴I为4个，分布于输出轴法兰(图中未标示)的同轴线上，所述输出轴2成型于输出轴法兰的另一端，且行星齿轮轴I、输出轴法兰以及输出轴2成整体式一体结构。如图3所示，图3为本发明所述起动机输出轴加工工艺过程中起动机输出轴锻造毛坯结构示意图。所述起动机输出轴的加工工艺，其包括(I)下料，即通过锯切下料或锻造下料；(2)第一次球化退火，将起动机输出轴的毛坯加热到Acl (727°C)以上20 30°C，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状；(3)抛丸，去除表面氧化皮等杂质提高外观质量，抛丸强化就是利用高速运动的弹丸流连续冲击被强化工件表面，迫使靶材表面和表层在循环性变形过程中发生以下变化；(4)第一次表面处理，对起动机输出轴的毛坯进行磷皂化或涂高分子润滑剂；(5)锻造，进行锻造两次或者三次；(6)第二次球化退火，将起动机输出轴的毛坯加热到Acl以上20 30°C，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500°C左右出炉空冷却；(7)再度抛丸，使工件的表面达到一定的粗糙度，使工件变得美观；(8)第二次表面处理，在起动机输出轴的毛坯材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层；(9)凸台3锻造加工，在输出轴的中部进行凸台3锻造加工，使锻造变形量减小，适合锻造加工；(10)切削加工，去除凸台；(11)花键加工，用花键滚刀在花键轴铣床上按展成法加工；(12)淬火处理，将起动机输出轴的毛坯加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却；(13)磨削成型，用磨具切除起动机输出轴的毛坯上多余材料进行成型。如图4所示，图4为本发明所述起动机输出轴加工工艺过程中起动机输出轴锻造毛坯左视图。在此实施例中，经起动机输出轴加工工艺成型有4个行星齿轮轴1，且输出轴与输出轴法兰为同心圆轴；同时，在输出轴的中部进行凸台3锻造加工，使锻造变形量减小，适合锻造加工。由此，在实际加工时，利用分流锻造方法改变毛坯结构，即在锻造起动机输出轴的毛坯中部增加一凸台3，具体结构如图4所示，使锻造变形量减小，适合锻造加工，后再用机加方法去除凸台，加工出符合产品特性的产品。主要工序如下下料(锯料或锻料)一第一次球化退火一抛丸一第一次表面处理(磷皂化或涂高分子润滑剂)一锻造(2次或3次)一第二次球化退火一再度抛丸一第二次表面处理一凸台锻造加工一切削加工一花键加工一产品淬火处理一磨削等。此方案解决了行星齿轮轴I的锻造成形，大大提高的加工效率，降低了加工成本。综上所述，经过改进后结构的起动机输出轴将所述输出轴由现有的分体式结构改为整体式结构，该输出轴由分体式结构改为整体式结构后产品性能稳定，解决了行星齿轮轴脱落的隐患；同时，在加工工艺方面，增加材料分流凸台减小锻造变形量，使输出轴上行星齿轮轴适合锻造，使用锻造方法加工整体式输出轴，利用分流锻造原理增加材料分流凸台，使锻造加工成为可行，极大提高加工效率，降低了产品加工成本。 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种起动机输出轴，包括复数个行星齿轮轴，所述行星齿轮轴成型于输出轴前端；以及ー呈圆柱状的输出轴，其特征在于所述行星齿轮轴与输出轴成一体式结构。
2.如权利要求I所述的起动机输出轴，其特征在于所述行星齿轮轴为三个或四个。
3.—种如权利要求I所述的起动机输出轴的加工エ艺，其包括下料、第一次球化退火、抛丸、第一次表面处理、锻造、切削加工、花键加工、淬火处理以及磨削成型，其特征在于所述加工エ艺在锻造后进行第二次球化退火处理，接着再度抛丸，然后对起动机输出轴的毛坯进行第二次表面处理，接着在输出轴的中部进行凸台锻造加工。
4.如权利要求3所述的加工エ艺，其特征在于所述凸台锻造加工后，对起动机输出轴的毛坯进行切削加工，去除凸台。
5.如权利要求3所述的加工エ艺，其特征在于所述下料是通过锯切下料或者锻造下料。
6.如权利要求3所述的加工エ艺，其特征在于所述第一次表面处理过程中对起动机输出轴的毛坯进行磷皂化。
7.如权利要求3所述的加工エ艺，其特征在于所述第一次表面处理过程中对起动机输出轴的毛坯进行涂高分子润滑剤。
全文摘要
本发明公开一种起动机输出轴及其加工工艺，该起动机输出轴包括复数个行星齿轮轴，所述行星齿轮轴成型于输出轴前端；以及一呈圆柱状的输出轴，其特征在于所述行星齿轮轴与输出轴成一体式结构；该加工工艺在锻造后进行第二次球化退火处理，接着再度抛丸，然后对起动机输出轴的毛坯进行第二次表面处理，接着在输出轴的中部进行凸台锻造加工。使用锻造方法加工整体式输出轴，利用分流锻造原理增加材料分流凸台，使锻造加工成为可行，极大提高加工效率，降低了产品加工成本。
文档编号B23P15/00GK102852958SQ201210307669
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者蔡永辉, 王平 申请人:江苏森威集团飞达股份有限公司