CN104139284A - 一种加工同步器中间锥环的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工同步器中间锥环的方法和设备，加工方法如下：(1)同步器中间锥环的毛坯采用锻打的方式，毛坯锻打成圆盘类零件，其内孔锻打出两个台阶状；(2)同步器中间锥环的毛坯的外圆，加工出内锥面、内锥面的大端的端面及数个凸爪的内侧面，得到半成品；(3)采用自动夹具这种设备装夹步骤(2)的半成品，再加工出同步器中间锥环的外锥面，从而得到成品；本发明节省大量原材料、效率高、零件尺寸控制精确、通用性高、使用方便且节约夹具成本。

Description

一种加工同步器中间锥环的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种加工方法和设备，尤其是涉及一种加工同步器中间锥环的方法和设备，属于机械加工技术领域。

背景技术

汽车变速箱的同步器中间锥环位于汽车变速箱同步器摩擦环的中间，其内锥面与从动齿轮摩擦环的外锥面配合，并通过其端面上圆周均布的凸爪插入定位孔固定在从动齿轮的摩擦环上。换挡时，从动齿轮在作用力的推动下向主动齿轮靠近，当锥环外锥面与主动齿轮的摩擦环内锥面接触后，在摩擦力矩的作用下从动齿轮转速迅速升高与主动齿轮转速相等，此时主动齿轮和从动齿轮同步旋转，两者相对转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下两者接合完成换档过程。

同步器中间锥环一般为钢质薄壁件，加工过程中容易变形。为了保证锥环的摩擦同步功能不受影响，对其内外锥面的加工精度要求比较高。同步器中间锥环的凸爪位于内锥面的小端的端面的径向处，装夹内锥面时不方便。

对于上述结构的同步器中间锥环，专利申请号为201110112364.5公开了一种加工方法为：

1.在圆环状毛坯的基础上夹外圆，加工出爪面凸台；

2.夹外圆，加工内锥面；

3.锥面小端定位，使用专用夹具撑内圆，加工外锥面得到成品。

这种加工方法的缺点是：

1.圆环状毛坯加工成带凸台的粗制品时材料浪费严重，由于凸爪平行于端面向内突出，但锥环本身较薄，因此在加工凸爪时带造成极大的材料浪费且影响加工效率；

2.加工外锥面时为保证成品内外锥面的同轴度需采用专用夹具撑住内锥面，此时小端面为定位面，外锥面加工方向为由锥面大端向小端加工，车削深度逐渐加深切削力逐渐加大，不利于产品加工精度的控制并加重刀具磨损；

3.传统锥面专用夹具为人工手动装夹，每加工一件产品都需重新上下一次夹具，加工一件产品仅装夹耗时就可达30秒左右，因此加工效率低且操作人员易疲劳。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工同步器中间锥环的方法和设备，采用该方法和设备，可有效控制尺寸精度和成本，且效率高。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种加工同步器中间锥环的方法，同步器中间锥环为圆环状零件，其外圆为外锥面，其内孔为内锥面，在内锥面的小端的端面的径向设有数个凸爪，凸爪的截面为长方形，

加工方法的步骤如下：

(1)、同步器中间锥环的毛坯采用锻打的方式，毛坯锻打成圆盘类零件，其内孔锻打出两个台阶状；

(2)、夹住步骤(1)的同步器中间锥环的毛坯的外圆，加工出内锥面、内锥面的大端的端面及凸爪的内侧面，得到半成品；

(3)、采用自动夹具装夹步骤(2)的半成品，自动夹具以同步器中间锥环的内锥面和内锥面的大端的端面为基准定位，自动夹具撑住同步器中间锥环的内锥面，再加工出同步器中间锥环的外锥面，从而得到成品。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

一种加工同步器中间锥环的设备，步骤(3)中的自动夹具包括夹具座、内撑杆、定位套、夹紧套；夹紧套活动设置在夹具座的端面上，定位套罩住夹紧套并固定设置在夹具座的端面上，内撑杆穿在夹具座的内孔里并与夹紧套活动接触；

夹具座为圆盘类台阶零件，夹具座的小端的外圆设有外螺纹，小端的端面设有通孔二；夹具座的大端的端面设有定位止口二，在定位止口二和通孔二之间设有通孔五，在夹具座的大端和小端之间设有定位止口一，在定位止口一的端面设有数个通孔一和数个固定螺纹孔；夹具座通过其定位止口二与机床的主轴法兰座定位连接，并通过数个螺栓穿过数个通孔一与机床的主轴法兰座固定连接；

内撑杆为轴类零件，在内撑杆的一端面设有一螺纹盲孔，另一端的外圆设有圆锥面一；内撑杆通过其一端的螺纹盲孔与机床的液压顶杆的外螺纹连接，另一端穿过夹具座的定位止口二、通孔五、通孔二，并露出夹具座的小端的端面；

夹紧套为圆盘壳体类零件，夹紧套的大端的内孔设有内螺纹；夹紧套的小端的外圆设有圆锥面三，夹紧套的小端的内孔设有圆锥面五，夹紧套的大端和小端通过圆锥面四过渡连接形成一个壳体类零件，在圆锥面四和圆锥面三的锥面上均布数个剖分槽，剖分槽将圆锥面四和圆锥面三分割成数瓣；夹紧套通过其大端的内螺纹与夹具座的小端的外螺纹连接，内撑杆的圆锥面一与夹紧套的圆锥面五活动接触；

定位套为圆盘壳体类零件，定位套的大端为法兰座，在法兰座上设有与夹具座的固定螺纹孔相配的数个通孔三，定位套的大端的内孔还设有通孔五；定位套的小端的内孔设有通孔四；定位套的大端和小端通过圆锥面二过渡连接形成一个壳体类零件；定位套通过其通孔五设置在夹具座的定位止口一上，定位套的大端的端面贴合定位止口一的端面，定位套通过数个螺栓穿过通孔三与夹具座的固定螺纹孔固定连接；

夹紧套的圆锥面三撑住同步器中间锥环的内锥面，同步器中间锥环的内锥面的大端的端面贴合定位套的小端的端面。

前述的一种加工同步器中间锥环的设备，内撑杆的圆锥面一的锥度略小于夹紧套的圆锥面五的锥度；内撑杆的圆锥面一的端部设置在夹紧套的小端内部。

前述的一种加工同步器中间锥环的设备，夹紧套的圆锥面三的锥度略小于同步器中间锥环的内锥面的锥度，夹紧套的小端的端面凸出于定位套的小端的端面，凸出的长度应超过夹紧套的圆锥面三的轴向长度；剖分槽的长度大于夹紧套长度的2/3但小于夹紧套的总长。

前述的一种加工同步器中间锥环的设备，定位套的小端的外径略小于同步器中间锥环的最大外径；通孔四的直径略大于夹紧套的小端直径。

本发明直接将毛坯锻打成凸台状，可节省大量材料，同时经锻打的毛坯其组织更加致密，制成的成品与未经锻打的相比不易断裂，且切削加工时间短，提高了效率；加工内锥面时，只需使用卡盘夹住外圆即可，无需设计专用夹具，可节约产品加工成本，提高加工效率；加工外锥面时，采用大端面定位，外锥面加工方向为由锥面的小端向大端加工，车削深度逐渐减少，切削力逐渐降低，有利于产品加工精度的控制且刀具不易磨损；加工外锥面时，采用新型液压自动夹具撑内锥面，装夹零件不必重新上下夹具，几乎不存在装夹时间，因此可明显节省人工，提高加工效率；液压自动夹具的液压夹紧力直接由机床液压系统提供，不需要其他附加装置，通用性高、使用方便且节约夹具成本。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的自动夹具装夹同步器中间锥环的状态图；

图2是本发明的自动夹具的夹具座的主视图；

图3是本发明的自动夹具的内撑杆的主视图；

图4是本发明的自动夹具的夹紧套的主视图；

图5是本发明的自动夹具的夹紧套的右视图；

图6是本发明的自动夹具的定位套的主视图；

图7是本发明的同步器中间锥环的主视图；

图8是本发明的同步器中间锥环的左视图；

图9是本发明的同步器中间锥环的毛坯主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图7所示，本发明所要加工的零件同步器中间锥环1为圆环状零件，其外圆为外锥面11，其内孔为内锥面12，如图8所示，在内锥面12的小端的端面的径向设有三个凸爪13，凸爪13的截面为长方形，

本发明采用如下的加工方法：

(1)、如图9所示，同步器中间锥环的毛坯5采用锻打的方式，毛坯5锻打成圆盘类零件，其内孔52锻打出两个台阶状；

(2)、夹住步骤(1)的同步器中间锥环的毛坯5的外圆51，加工出内锥面12、内锥面12的大端的端面及凸爪13的内侧面，得到半成品；

(3)、如图1所示，采用自动夹具2装夹步骤(2)的半成品，自动夹具2以同步器中间锥环1的内锥面12和内锥面12的大端的端面为基准定位，自动夹具2撑住同步器中间锥环1的内锥面12，再加工出同步器中间锥环1的外锥面11，从而得到成品。

如图1所示，自动夹具2包括夹具座21、内撑杆22、定位套23、夹紧套24；夹紧套24活动设置在夹具座21的端面上，定位套23罩住夹紧套24并固定设置在夹具座21的端面上，内撑杆22穿在夹具座21的内孔里并与夹紧套24活动接触。

如图2所示，夹具座21为圆盘类台阶零件，夹具座21的小端212的外圆设有外螺纹2122，小端212的端面设有通孔二2121；夹具座21的大端211的端面设有定位止口二214，在定位止口二214和通孔二2121之间设有通孔五215，在夹具座21的大端211和小端212之间设有定位止口一213，在定位止口一213的端面2131设有数个通孔一2111和数个固定螺纹孔2112；如图1所示，夹具座21通过其定位止口二214与机床的主轴法兰座3定位连接，并通过数个螺栓穿过数个通孔一2111与机床的主轴法兰座3固定连接。

如图3所示，内撑杆22为轴类零件，在内撑杆22的左端面设有一螺纹盲孔221，右端的外圆设有圆锥面一222；内撑杆22通过其左端面的螺纹盲孔221与机床的液压顶杆4的外螺纹41连接，右端穿过夹具座21的定位止口二214、通孔五215、通孔二2121，并露出夹具座21的小端212的端面；

如图4、图5所示，夹紧套24为圆盘壳体类零件，夹紧套24的大端241的内孔设有内螺纹2411；夹紧套24的小端242的外圆设有圆锥面三2421，夹紧套24的小端242的内孔设有圆锥面五2422，夹紧套24的大端241和小端242通过圆锥面四243过渡连接形成一个壳体类零件，在圆锥面四243和圆锥面三2421的锥面上均布三个剖分槽2431，剖分槽2431将圆锥面四243和圆锥面三2421分割成三瓣；夹紧套24通过其大端241的内螺纹2411与夹具座21的小端212的外螺纹2122连接，内撑杆22的圆锥面一222与夹紧套24的圆锥面五2422活动接触；

如图6所示，定位套23为圆盘壳体类零件，定位套23的大端231为法兰座，在法兰座上设有与夹具座21的固定螺纹孔2112相配的数个通孔三2311，定位套23的大端231的内孔还设有通孔五2312；定位套23的小端232的内孔设有通孔四2321；定位套23的大端231和小端232通过圆锥面二233过渡连接形成一个壳体类零件；定位套23通过其通孔五2312设置在夹具座21的定位止口一213上，定位套23的大端231的端面贴合定位止口一213的端面2131，定位套23通过数个螺栓穿过通孔三2311与夹具座21的固定螺纹孔2112固定连接。

内撑杆22的圆锥面一222的锥度略小于夹紧套24的圆锥面五2422的锥度；内撑杆22的圆锥面一222的端部设置在夹紧套24的小端242内部。夹紧套24的圆锥面三2421的锥度略小于同步器中间锥环1的内锥面12的锥度，夹紧套24的小端242的端面凸出于定位套23的小端232的端面，凸出的长度应超过夹紧套24的圆锥面三2421的轴向长度；剖分槽2431的长度大于夹紧套24长度的2/3但小于夹紧套24的总长。定位套23的小端232的外径略小于同步器中间锥环1的最大外径；通孔四2321的直径略大于夹紧套24的小端242直径。

启动机床液压系统，使机床的液压顶杆4带动内撑杆22向右移动，由于剖分槽2431使夹紧套24的圆柱面五2422具有弹性，内撑杆22的圆锥面一222顶住圆锥面五2422张开，圆锥面五2422撑紧同步器中间锥环1的内锥面12；由于同步器中间锥环1的内锥面12的锥度都比较小，一般在7°左右，最大不超过10°，此时在圆锥面五2422的摩擦力作用下同步器中间锥环1的内锥面12不会脱落，同时同步器中间锥环1的内锥面12的左端端面贴合在定位套23的小端232的端面上。启动机床刀具座，按从右（锥环小端）至左（锥环大端）的方向加工同步器中间锥环1的外锥面11，得到成品。再次启动机床液压系统，使机床的液压顶杆4带动内撑杆22向左移动，圆锥面一222脱离圆锥面五2422，夹紧套24的右端收缩，同步器中间锥环1从自动夹具2上脱落，完成加工过程。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种加工同步器中间锥环的方法，所述同步器中间锥环为圆环状零件，其外圆为外锥面，其内孔为内锥面，在内锥面的小端的端面的径向设有数个凸爪，所述凸爪的截面为长方形，其特征在于：

加工方法的步骤如下：

(1)、同步器中间锥环的毛坯采用锻打的方式，毛坯锻打成圆盘类零件，其内孔锻打出两个台阶状；

(2)、夹住步骤(1)的同步器中间锥环的毛坯的外圆，加工出内锥面、内锥面的大端的端面及凸爪的内侧面，得到半成品；

(3)、采用自动夹具装夹步骤(2)的半成品，自动夹具以同步器中间锥环的内锥面和内锥面的大端的端面为基准定位，自动夹具撑住同步器中间锥环的内锥面，再加工出同步器中间锥环的外锥面，从而得到成品。

2.一种加工同步器中间锥环的设备，其特征在于：步骤(3)中所述的自动夹具包括夹具座、内撑杆、定位套、夹紧套；所述夹紧套活动设置在夹具座的端面上，所述定位套罩住夹紧套并固定设置在夹具座的端面上，所述内撑杆穿在夹具座的内孔里并与夹紧套活动接触；

所述夹具座为圆盘类台阶零件，所述夹具座的小端的外圆设有外螺纹，小端的端面设有通孔二；所述夹具座的大端的端面设有定位止口二，在定位止口二和通孔二之间设有通孔五，在夹具座的大端和小端之间设有定位止口一，在定位止口一的端面设有数个通孔一和数个固定螺纹孔；所述夹具座通过其定位止口二与机床的主轴法兰座定位连接，并通过数个螺栓穿过数个通孔一与机床的主轴法兰座固定连接；

所述内撑杆为轴类零件，在内撑杆的一端面设有一螺纹盲孔，另一端的外圆设有圆锥面一；所述内撑杆通过其一端的螺纹盲孔与机床的液压顶杆的外螺纹连接，另一端穿过夹具座的定位止口二、通孔五、通孔二，并露出夹具座的小端的端面；

夹紧套为圆盘壳体类零件，夹紧套的大端的内孔设有内螺纹；夹紧套的小端的外圆设有圆锥面三，夹紧套的小端的内孔设有圆锥面五，夹紧套的大端和小端通过圆锥面四过渡连接形成一个壳体类零件，在圆锥面四和圆锥面三的锥面上均布数个剖分槽，剖分槽将圆锥面四和圆锥面三分割成数瓣；夹紧套通过其大端的内螺纹与夹具座的小端的外螺纹连接，所述内撑杆的圆锥面一与夹紧套的圆锥面五活动接触；

定位套为圆盘壳体类零件，定位套的大端为法兰座，在法兰座上设有与夹具座的固定螺纹孔相配的数个通孔三，定位套的大端的内孔还设有通孔五；定位套的小端的内孔设有通孔四；定位套的大端和小端通过圆锥面二过渡连接形成一个壳体类零件；所述定位套通过其通孔五设置在夹具座的定位止口一上，定位套的大端的端面贴合定位止口一的端面，定位套通过数个螺栓穿过通孔三与夹具座的固定螺纹孔固定连接；

所述夹紧套的圆锥面三撑住同步器中间锥环的内锥面，同步器中间锥环的内锥面的大端的端面贴合定位套的小端的端面。

3.如权利要求2所述的一种加工同步器中间锥环的设备，其特征在于：所述内撑杆的圆锥面一的锥度略小于夹紧套的圆锥面五的锥度；内撑杆的圆锥面一的端部设置在夹紧套的小端内部。

4.如权利要求2所述的一种加工同步器中间锥环的设备，其特征在于：所述夹紧套的圆锥面三的锥度略小于同步器中间锥环的内锥面的锥度，夹紧套的小端的端面凸出于定位套的小端的端面，凸出的长度应超过夹紧套的圆锥面三的轴向长度；所述剖分槽的长度大于夹紧套长度的2/3但小于夹紧套的总长。

5.如权利要求2所述的一种加工同步器中间锥环的设备，其特征在于：所述定位套的小端的外径略小于同步器中间锥环的最大外径；所述通孔四的直径略大于夹紧套的小端直径。