一种汽车变速箱用输入一轴及其粗加工工艺的制作方法

本发明涉及一种汽车变速箱零件及其加工工艺，尤其涉及的是一种汽车变速箱用输入一轴及其粗加工工艺。

背景技术：

变速器是汽车传动系统的主要组成之一。汽车的实际使用情况非常复杂，如起步、怠速停车、低速或高速行驶、加速、减速、爬坡和倒车等，这就要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，而目前广泛采用的活塞式发动机的输出转矩和转速变化范围较小。为了适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下(功率较高、油耗较低)工作，在传动系统中设置了变速器。输入一轴是动力进入变速器的轴，动力从发动机经输入一轴进入变速器，再由输入一轴带动轴上的输入齿轮将动力传递给输出齿轮而带动输出一轴转动，并带动差速器运动，汽车便可以前进或后退。

动力从输入一轴进入到变速箱箱体之后，将会开始在齿轮之间的旅行。箱体内的齿轮阵营倒是很好划分,两根输入一轴，两根输出二轴，然后要再加一套驻车锁止的机构和向车轮半轴输送动力的差速器。两根输入一轴分别与k1离合器及k2离合器相连，采用内外套合的方式，输入一轴上的是1357挡的齿轮，输入二轴上的则是246r的齿轮。当两个离合器交替工作时，动力就能在奇数挡和偶数挡之间接续了。而1-4档连接到输出一轴，5-7档位连接到输出二轴，倒档和驻车锁止器连接到输出三轴。

变速箱输入一轴是在高速、重载条件下工作的轴类零件，在反复的运动过程中具有抗疲劳性、耐磨性、以及足够的强度、刚度和力学性能等，因此关于材料的选择、毛坯制造、机械加工及热处理、公差要求等要求很高，以往的生产中，并不能很好地达到使用要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种能够生产出精度高，热处理组织满足使用要求的汽车变速箱用输入一轴及其粗加工工艺。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明所述输入一轴为粗加工后的输入一轴，所述输入一轴为一体式，两端有第一中心孔和第二中心孔，包括依次连接的第一轴段、第二轴段、第三轴段、第四轴段、第五轴段、第六轴段、第七轴段、第八轴段、第九轴段、第十轴段、第十一轴段、第十二轴段；所述第五轴段与第四轴段连接面开设有槽口，与第六轴段连接面设有第一台阶轴段、第二台阶轴段、第三台阶轴段。

优选的，所述第五轴段直径最大，且所述第一台阶轴段、第二台阶轴段、第三台阶轴段的直径依次减小，且第三台阶轴段直径大于第六轴段直径，所述第七轴段与第九轴段直径相等；所述槽口为圆环状，内环直径小于第四轴段直径，外环直径小于第五轴段直径。

优选的，以第三轴段与第二轴段连接面为基准面，所述第一轴段首端到基准面距离为l1＝31.95mm，直径d1＝28.3mm；所述第二轴段首端到基准面距离为l2＝16.25mm，直径d2＝32.8mm；所述第三轴段轴长为l3＝21.3mm，直径d3＝48.9mm；所述第四轴段末端到基准面距离为l4＝41.85mm，直径d4＝31.2mm；第五轴段末端到基准面距离为l5＝57.2mm，直径d5＝86.6mm，第一台阶轴段到基准面距离为l51＝60.6mm，直径d51＝62.5mm，第二台阶轴段到基准面距离为l52＝65.5mm，直径d52＝53.3mm，第三台阶轴段到基准面距离为l53＝68.1mm，直径d53＝48.5mm；第六轴段到基准面距离为l6＝102mm，直径d6＝31.3mm；第七轴段到基准面距离为l7＝149mm，直径d7＝26.3mm；第八轴段长度为l8＝13.3mm，直径d8＝21.3mm；第九轴段到基准面距离为l9＝191.2mm，直径d9＝26.3mm；第十轴段到基准面距离为l10＝240.2mm，直径d10＝21.7mm；第十一轴段到基准面距离为l11＝268.9mm，直径d11＝23.8mm，第十二轴段到基准面距离为l12＝299.4mm，直径d12＝19.3mm。

优选的，所述第一轴段首端到基准面距离和第四轴段末端到基准面距离公差为+0.08mm～-0.08mm，其余距离或长度公差为+0.1mm～-0.1mm，所述输出轴直径公差均为公差为0～-0.15mm。

优选的，所述第六轴段与第七轴段连接处有中心轴截面为梯形的过渡段；所述第九轴段、第十轴段、第十一轴段和第十二轴段每相邻两个连接处均有截面为梯形的过渡段。

优选的，所述第一中心孔、第二中心孔均为圆弧孔与圆柱孔相切而成，且采用s￠22mm的球与r36mm圆弧孔相切时，该处圆度0.03mm，球端点距第一轴段端面距离l13＝14.7mm，公差为+0.05mm～-0.05mm；且采用s￠5mm的球与r8mm圆弧孔相切时，该处圆度0.03mm，球端点距第十二轴段端面距离l14＝2.95mm，公差为+0.05mm～-0.05mm；所述第一中心孔深度为25mm，圆柱直径为10mm；第二中心孔深度为6.5mm，圆柱直径为2.5mm。

优选的，所述槽口为圆环状，所述槽口的最小直径小于第四轴段直径，最大直径小于第五轴段直径，所述槽口的深度小于第五轴段长度。

优选的，所述槽口深度为6.35mm，公差为+0.03mm～-0.03mm，所述槽口最小半径为30mm，公差为+0.2mm～0mm，且与第四轴段母线成20°，最大半径为60.26，公差为+0.1mm～-0.1mm，且与第五轴段端面成70°。

本发明还提供一种汽车变速箱用输入一轴的粗加工工艺，该工艺步骤如下：

步骤1：原材料检验，使用炉前光谱分析仪进行成分检测、酸蚀目测低倍组织、洛氏硬度计测试末端淬透性、显微镜观察带状组织、超声波探伤仪观察内部组织；

步骤2：下料，使用带锯床分解原材料，保证端面垂直度≦1mm；

步骤3：加热，使用500kw中频炉加热，加热温度为1080-1180℃，加热节拍31±2秒；

步骤4：轧制，使用楔横轧机进行轧制成型；

步骤5：去料头，使用带锯床进行去料头；

步骤6：分解，使用带锯床进行中间分解；

步骤7：校直，使用液压校直机对工件进行校直，圆跳动≤0.8mm；

步骤8：等温正火，使用推杆式等温正火炉进行处理，实现硬度：hb150-180，硬度均匀性：同批≤20hb，单件≤10hb，同截面≤5hb；金相组织：p+f≤3级，带状组织≤3级；晶粒度5-8级；

步骤9：铣端面钻中心孔，铣钻数控机床进行铣端面和钻中心孔，大端面中心孔深度为25mm，另一端中心孔深度为6.5mm；粗糙度为ra2.5，各外圆及端面对中心孔的跳动≤0.10；

步骤10：粗车短端，精密数控车床进行粗车短端；

步骤11：粗车长端，精密数控车床进行粗车长端；

步骤12：检验入库；

所述在步骤7与步骤8之间对工件使用超声波探伤仪进行探伤处理；所述步骤10和步骤11的机床转速：950r/min，进给量：150mm/min。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明零件精度高，热处理组织满足工件要求，等温正火工艺的采用，实现了零件质量的有效控制，从而改善了切削加工性和热处理变形稳定性。等温正火较普通正火能够获得均匀一致需要的显微组织和硬度。

附图说明

图1是本发明一种汽车变速箱用输入一轴的工艺流程图；

图2是本发明一种汽车变速箱用输入一轴的局部剖面示意图；

图3是本发明一种汽车变速箱用输入一轴的尺寸示意图。

第一轴段110第二轴段120第三轴段130第四轴段140第五轴段150第六轴段160第七轴段170第八轴段180第九轴段190第十轴段1100第十一轴段1110第十二轴段1120第一台阶轴段151第二台阶轴段152第三台阶轴段153第一中心孔310第二中心孔320槽口210

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图2所示，本实施例包括所述输入一轴为粗加工后的输入一轴，所述输入一轴为一体式，两端有第一定位孔310和第二定位孔320，包括依次连接的第一轴段110、第二轴段120、第三轴段130、第四轴段140、第五轴段150、第六轴段160、第七轴段170、第八轴段180、第九轴段190、第十轴段1100、第十一轴段1110、第十二轴段1120；所述第五轴段150与第四轴段140连接面开设有槽口210，与第六轴段160连接面设有第一台阶轴段151、第二台阶轴段152、第三台阶轴段153。

所述第五轴段150直径最大，且所述第一台阶轴段151、第二台阶轴段152、第三台阶轴段153的直径依次减小，且第三台阶轴段153直径大于第六轴段160直径，所述第七轴段170与第九轴段190直径相等；所述槽口210为圆环状，内环直径小于第四轴段140直径，外环直径小于第五轴段150直径。

如图3所示，以第三轴段130与第二轴段120连接面为基准面，所述第一轴段110首端到基准面距离为l1＝31.95mm，直径d1＝28.3mm；所述第二轴段120首端到基准面距离为l2＝16.25mm，直径d2＝32.8mm；所述第三轴段130轴长为l3＝21.3mm，直径d3＝48.9mm；所述第四轴段140末端到基准面距离为l4＝41.85mm，直径d4＝31.2mm；第五轴段150末端到基准面距离为l5＝57.2mm，直径d5＝86.6mm，第一台阶轴段152到基准面距离为l51＝60.6mm，直径d51＝62.5mm，第二台阶轴段152到基准面距离为l52＝65.5mm，直径d52＝53.3mm，第三台阶轴段153到基准面距离为l53＝68.1mm，直径d53＝48.5mm；第六轴段160到基准面距离为l6＝102mm，直径d6＝31.3mm；第七轴段170到基准面距离为l7＝149mm，直径d7＝26.3mm；第八轴段180长度为l8＝13.3mm，直径d8＝21.3mm；第九轴段190到基准面距离为l9＝191.2mm，直径d9＝26.3mm；第十轴段1100到基准面距离为l10＝240.2mm，直径d10＝21.7mm；第十一轴段1110到基准面距离为l11＝268.9mm，直径d11＝23.8mm，第十二轴段1120到基准面距离为l12＝299.4mm，直径d12＝19.3mm。

所述第一轴段110首端到基准面距离和第四轴段140末端到基准面距离公差为+0.08mm～-0.08mm，其余距离或长度公差为+0.1mm～-0.1mm，所述输出轴直径公差均为公差为0～-0.15mm。

所述第六轴段160与第七轴段170连接处有中心轴截面为梯形的过渡段；所述第九轴段190、第十轴段1100、第十一轴段1110和第十二轴段1120每相邻两个连接处均有截面为梯形的过渡段。

所述第一中心孔310、第二中心孔320均为圆弧孔与圆柱孔相切而成，且采用s￠22mm的球与r36mm圆弧孔相切时，该处圆度0.03mm，球端点距第一轴段110端面距离l13＝14.7mm，公差为+0.05mm～-0.05mm；且采用s￠5mm的球与r8mm圆弧孔相切时，该处圆度0.03mm，球端点距第十二轴段1120端面距离l14＝2.95mm，公差为+0.05mm～-0.05mm；所述第一中心孔310深度为25mm，圆柱直径为10mm；第二中心孔320深度为6.5mm，圆柱直径为2.5mm。

所述槽口210为圆环状，所述槽口210的最小直径小于第四轴段140直径，最大直径小于第五轴段直径，所述槽口210的深度小于第五轴段长度。

所述槽口210深度为6.35mm，公差为+0.03mm～-0.03mm，所述槽口最小半径为30mm，公差为+0.2mm～0mm，且与第四轴段140母线成20°，最大半径为60.26，公差为+0.1mm～-0.1mm，且与第五轴段150端面成70°。

如图1所示，本发明还提供一种汽车变速箱用输入一轴的粗加工工艺，该工艺步骤如下：

步骤1：原材料检验，使用炉前光谱分析仪进行成分检测、酸蚀目测低倍组织、洛氏硬度计测试末端淬透性、显微镜观察带状组织、超声波探伤仪观察内部组织；

步骤2：下料，使用带锯床分解原材料，保证端面垂直度≦1mm；

步骤3：加热，使用500kw中频炉加热，加热温度为1080-1180℃，加热节拍31±2秒；

步骤4：轧制，使用楔横轧机进行轧制成型；

步骤5：去料头，使用带锯床进行去料头；

步骤6：分解，使用带锯床进行中间分解；

步骤7：校直，使用液压校直机对工件进行校直，圆跳动≤0.8mm；

步骤8：等温正火，使用推杆式等温正火炉进行处理，实现硬度：hb150-180，硬度均匀性：同批≤20hb，单件≤10hb，同截面≤5hb；金相组织：p+f≤3级，带状组织≤3级；晶粒度5-8级；

步骤9：铣端面钻中心孔，铣钻数控机床进行铣端面和钻中心孔，大端面中心孔深度为25mm，另一端中心孔深度为6.5mm；粗糙度为ra2.5，各外圆及端面对中心孔的跳动≤0.10；

步骤10：粗车短端，精密数控车床进行粗车短端；

步骤11：粗车长端，精密数控车床进行粗车长端；

步骤12：检验入库；

所述在步骤7与步骤8之间对工件使用超声波探伤仪进行探伤处理；所述步骤10和步骤11的机床转速：950r/min，进给量：150mm/min。

检验位置取第二、第十一轴段。

本发明工作过程，输入一轴在空心的输入二轴内部，通过花键与离合器一联接，输入一轴连接1/3/倒档齿轮及5档螺旋齿轮，在1档和3档之间还有输入一轴的转速传感器的靶轮；输入二轴同样通过花键和离合器二联接，输入二轴上有2/4/6档齿轮，在2档和4档之间也有与之对应的转速传感器靶轮。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。