[发明专利]一种油泵轴的加工工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及机械零件加工领域，具体讲是一种油泵轴的加工工艺。

背景技术：

油泵轴在工作中承受交变载荷、冲击载荷、剪切应力，轴部易产生裂纹且易磨损，对热处理和加工工艺及材料要求较高，轴不同部位在工作中作用不同，加工工艺方法也不同。如图2所示，油泵轴安装传动齿轮101的部位具有键槽、安装转子105的部位具有小模数花键，油泵轴上具有键槽和渐开线花键的部位由于传递扭矩，其承受冲击和变载也较大；而安装深沟球轴承102、油封103和滑动轴承104的部位承受摩擦力较大。目前，油泵轴通常采用低碳钢20CrMoTi材料，花键通常采用滚齿机或插齿机加工，加工后的油泵轴并进行渗碳淬火处理。虽然经过渗碳淬火处理后的油泵轴与深沟球轴承102、油封103和滑动轴承104接触的部位耐磨性较好，但渐开线花键部分硬度较高容易断裂，又由于渐开线花键用滚齿机或插齿机加工，不但加工效率低，而且齿形组织结构差，不耐冲击，并且小模数花键的键齿又较小，当花键部位受到冲击和变载较大时，很容易被打断、扭曲变形，造成油泵的失效。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种油泵轴的加工工艺，它不但能使油泵轴与深沟球轴承、油封和滑动轴承接触的部位耐磨性较好，而且小模数花键加工效率高、齿形组织结构好、耐冲击、强度高。

本发明的技术解决方案是，提供一种油泵轴的加工工艺，包括以下几个步骤：

步骤1)：使用42CrMo材料毛坯下料；步骤2)：使用车床对经步骤1)下料后的油泵轴车削两端面，并在两端面上打中心孔；步骤3)：使用车床对经步骤2)加工后的油泵轴粗车外圆，并对外圆以及外圆上的台阶留0.5毫米的余量；步骤4)：对经步骤3)加工后的油泵轴进行调质热处理；步骤5)：使用车床对经步骤4)热处理后的油泵轴两端面上的中心孔进行修研；步骤6)：使用车床对经步骤5)加工后的油泵轴进行精车外圆，并在外圆面上切槽，车削螺纹，精车外圆后留0.3毫米磨量；步骤7)：使用铣床对经步骤6)加工后的油泵轴铣出键槽；步骤8)：使用滚轧机床对经步骤7)加工后的油泵轴冷滚轧出花键；步骤9)：对经步骤8)加工后的油泵轴上用于安装深沟球轴承、油封和滑动轴承的外圆面进行表面高频淬火处理；步骤10)：对经步骤9)处理后的油泵轴进行低温回火处理，低温回火时，加热至150～180摄氏度，并保温2.5小时；步骤11)：使用车床对经步骤10)处理后的油泵轴两端面上的中心孔进行修研；步骤12)：使用磨床对经步骤11)加工后的油泵轴精磨各外圆。

本发明一种油泵轴的加工工艺具有以下优点：本发明采用42CrMo材料，经调质热处理、冷滚轧花键、表面局部高频淬火处理、低温回火处理、工艺性非常好。调质热处理使油泵轴强度、塑形和韧性较好，具有良好的综合机械性能，同时具有很好的切削性能；利用金属材料在常温下的可塑性，通过滚轧机床滚轧出花键来代替传统滚齿或插齿加工花键，加工效率是滚齿或插齿加工的10～12倍，仅仅需时5～8秒，工具磨损也很少，精度高，降低成本，并且滚轧出的花键塑性变形后各晶粒均匀沿变形方向延伸和扭曲，被拉成条形呈纤维状，其表面硬度和强度显著升高，而心部仍保持较高的塑形和韧性，可承受较大的冲击和变载；油泵轴上用于安装深沟球轴承、油封和滑动轴承的外圆面进行表面高频淬火处理，既保证了油泵轴与深沟球轴承、油封和滑动轴承接触部位的耐磨性，又不至于花键和键槽硬度太硬使花键受冲击而短裂变形；低温回火后不仅消除淬火及冷滚轧加工渐开线花键时产生的残余应力，降低脆性，防止变形开裂，而且稳定了纤维组织和工件尺寸，满足了工艺要求。

附图说明：

图1是油泵轴的主视结构示意图；

图2是油泵轴安装有传动齿轮、深沟球轴承、油封、滑动轴承和转子时的主视结构示意图；

图3是通过滚轧机床滚轧出的花键的键齿的晶粒走向示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种油泵轴的加工工艺作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本发明一种油泵轴的加工工艺包括以下几个步骤：