CN105458711A - 一种用于加工同轴外花键的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工同轴外花键的装置及方法，用于将待加工工件加工形成同轴且不同规格的外花键；待加工工件上设有第一待加工部位和第二待加工部位；该装置包括：刀具，该刀具包括分别用来加工第一待加工部位和第二待加工部位的第一刀具和第二刀具，第一刀具和第二刀具的中心轴线重合且与待加工工件的中心轴线平行；驱动机构，固接于刀具；并驱动待加工工件绕其自身中心轴线转动以及驱动刀具分别沿水平方向移动、竖直方向升降以及绕其自身中心轴线转动；控制器，电连接于驱动机构。本发明采用同轴刀具实现同轴外花键的一次性加工成型，无需更换刀具或花键成型设备；在加工外花键时，采用插滚齿结合的工艺进行加工，提高外花键的成型率。

Description

一种用于加工同轴外花键的装置及其方法

技术领域

本发明涉及汽车零配件技术领域，尤其涉及一种用于加工同轴外花键的加工装置及其方法。

背景技术

外花键是汽车变速箱中的重要传动方式，其主要作用于各个档位切换和传递，由于外花键连接方式在变速箱中起到十分关键的作用，因此对外花键的加工精度要求较高，且需要保证外花键清洁、不生锈。

汽车上的变速箱中的零件均是大批量进行的，其外花键的加工工艺也是多种多样的，其中以一次同时装夹以及加工一根轴上的两段不同规格的外花键最为复杂。现有技术中外花键的加工工艺基本上采用滚齿，其缺点在于：如果需要加工一根轴上的两段不同规格的外花键时，需要两台设备分别装夹，并分别用不同规格的滚刀去加工，因此会造成设备成本增加以及占地面积的增加，从而增加生产成本。因而急需一种外花键加工装置以及加工工艺来满足对一根轴上的两段不同规格的外花键进行一次性加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于加工同轴外花键的装置及其方法，以实现一次性的加工一根轴上的两段不同规格的外花键，节省生产成本，提高成型率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于加工同轴外花键的装置，用于将待加工工件加工形成同轴且不同规格的外花键；待加工工件上设有第一待加工部位和第二待加工部位，且所述第一待加工部位和第二待加工部位沿待加工工件的轴向分布；该用于加工同轴外花键的装置包括：

刀具，该刀具包括分别用来加工第一待加工部位和第二待加工部位的第一刀具和第二刀具，所述第一刀具和第二刀具的中心轴线重合且与所述待加工工件的中心轴线平行；

驱动机构，固接于所述刀具，并驱动待加工工件绕其自身中心轴线转动以及驱动刀具分别沿水平方向移动、竖直方向升降以及绕其自身中心轴线转动；

控制器，电连接于所述驱动机构。

进一步的，所述驱动机构包括：水平移动机构，驱动刀具沿水平方向移动，电连接于所述控制器；

升降机构，驱动刀具沿竖直方向升降，电连接于所述控制器；

旋转机构，包括分别驱动刀具和待加工工件绕其自身中心轴线转动且均电连接于所述控制器的第一旋转机构和第二旋转机构。

进一步的，所述刀具和待加工工件的转动方向相同。

进一步的，所述第一待加工部位的外径大于第二待加工部位的外径。

进一步的，所述第一刀具位于第二刀具的上方，且所述第一待加工部位位于第二待加工部位的下方。

本发明还提供了一种用于加工同轴外花键的方法，该方法在加工同轴外花键过程中采用上述用于加工同轴外花键的装置，包括以下步骤：

S1，将待加工工件固定在用于加工同轴外花键的装置上；

S2，驱动机构驱动第二刀具移动至第二待加工部位/第一刀具移动至第一待加工部位的一侧上方；

S3，驱动机构驱动第二刀具和第二待加工部位/第一刀具和第一待加工部位做强制啮合运动，同时驱动第二刀具沿第二待加工部位/第一刀具沿第一待加工部位径向以及轴向做进给运动，将第二待加工部位/第一待加工部位加工形成外花键；

S4，驱动机构驱动第二刀具/第一刀具做退刀运动，并将第一刀具移动至第一待加工部位/第二刀具移动至第二待加工部位的一侧上方；

S5，驱动机构驱动第一刀具和第一待加工部位/第二刀具和第二待加工部位做强制啮合运动，同时驱动第一刀具沿第一待加工部位/第二刀具沿第二待加工部位径向以及轴向做进给运动，将第一待加工部位/第二待加工部位加工形成外花键；

S6，驱动机构驱动第一刀具/第二刀具做退刀运动，完成同轴外花键的加工。

进一步的，所述刀具在完成一次轴向进给运动之后做退刀运动。

进一步的，所述退刀运动的方向与径向进给运动的方向相反。

进一步的，加工第一待加工部位和第二待加工部位时，均经过多次径向以及轴向进给运动完成外花键的加工。

进一步的，所述轴向进给运动的次数根据花键的模数确定。

本发明的有益效果：本发明采用同轴刀具实现同轴外花键的一次性加工成型，无需更换刀具或更换花键成型设备，节省加工成本；在加工外花键时，采用插滚齿结合的工艺进行加工，提高外花键的成型率，大大降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明所述第二刀具加工第二待加工部位的过程图；

图3是本发明所述第一刀具加工第一待加工部位的过程图。

图中：

1、刀具；11、第一刀具；12、第二刀具；2、待加工工件；21、第一待加工部位；22、第二待加工部位。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例提供了一种用于加工同轴外花键的装置，用于一次性将待加工工件2加工形成同轴且不同规格的外花键，而无需更换加工设备以及更换刀具；待加工工件2，其上设有第一待加工部位21和第二待加工部位22，且所述第一待加工部位21和第二待加工部位22均沿待加工工件2的轴向分布；即第一待加工部位21和第二待加工部位22同轴；该用于加工同轴外花键的装置包括：

刀具1，该刀具1包括分别用来加工第一待加工部位21和第二待加工部位22的第一刀具11和第二刀具12，所述第一刀具11和第二刀具12的中心轴线重合且与所述待加工工件2的中心轴线平行。

驱动机构，固接于所述刀具1；并驱动待加工工件2和刀具1分别绕其自身中心轴线转动，使待加工工件2和刀具1做强制啮合运动，实现对待加工工件2的周向切削；驱动机构同时驱动刀具1分别沿水平方向移动和竖直方向升降，使刀具1分别沿待加工工件2做径向进给运动和轴向进给运动，实现对待加工工件2的径向以及轴向切削；

控制器，电连接于所述驱动机构，通过控制器控制驱动机构工作状态，调节方便快捷。

本实施例中，所述驱动机构包括：水平移动机构，驱动刀具1沿水平方向移动，电连接于所述控制器，使刀具1沿待加工工件2做径向进给运动，实现对待加工工件2的径向切削；

升降机构，驱动刀具1沿竖直方向升降，电连接于所述控制器，使刀具1沿待加工工件2做轴向进给运动，实现对待加工工件2的轴向切削；

旋转机构，包括分别驱动刀具1和待加工工件2绕其自身中心轴线转动且均电连接于所述控制器的第一旋转机构和第二旋转机构，使待加工工件2和刀具1做强制啮合运动，实现对待加工工件2的周向切削。

所述刀具1和待加工工件2的转动方向相同，使强制啮合点的转向相反，以便于刀具1对待加工工件2实现周向切削。如刀具1和待加工工件2的转向可以同时为逆时针转动或顺时针转动。

本实施例中，所述第一待加工部位21的外径大于第二待加工部位22的外径，以便于加工成型两种不同规格的外花键。作为本实施例的优选技术方案，为了避免了在外花键成型过程中出现干涉现象，要求所述第一刀具11位于第二刀具12的上方，且所述第一待加工部位21位于第二待加工部位22的下方。

本实施例还提供了一种用于加工同轴外花键的方法，该方法在加工同轴外花键过程中采用上述用于加工同轴外花键的装置。第一待加工部位21和第二待加工部位22的加工顺序对外花键的成型没有影响，因此既可以先加工第一待加工部位21，也可以先加工待加工部位22。

本实施例以先加工第二待加工部位22为例进行说明，该用于加工同轴外花键的方法包括以下步骤：

S1，将待加工工件2固定在用于加工同轴外花键的装置上，使待加工工件2的下端分别固定在该装置上的相应部位；

S2，通过控制器控制驱动机构驱动第二刀具12移动至第二待加工部位22的一侧上方；具体的，水平移动机构和升降机构同时作用将第二刀具12移动至待加工部位22的一侧上方；

S3，通过控制器分别控制第一旋转机构和第二旋转机构使其分别驱动第二刀具12和第二待加工部位22旋转以做强制啮合运动，控制器同时控制水平移动机构和升降机构使其驱动第二刀具12分别沿第二待加工部位12的径向以及轴向做进给运动，将第二待加工部位22加工形成外花键；

S4，通过控制器控制水平移动机构驱动第二刀具12做退刀运动，然后控制器控制水平移动机构和升降机构驱动第一刀具11运动，将其移动至第一待加工部位21的一侧上方；

S5，通过控制器分别控制第一旋转机构和第二旋转机构使其分别驱动第一刀具11和第一待加工部位21做强制啮合运动，控制器同时控制水平移动机构和升降机构使其驱动第一刀具11分别沿第一待加工部位21的径向以及轴向做进给运动，将第一待加工部位21加工形成外花键；

S6，通过控制器控制水平移动机构驱动第一刀具11做退刀运动，完成同轴外花键的加工。

本实施例中，所述刀具1在完成一次轴向进给运动之后做退刀运动，且所述退刀运动的方向与径向进给运动的方向相反；防止刀具1按轴向进给路径退回，在工件上留下一条刀线，并在一定程度上磨损刀具。

本实施例中，加工第一待加工部位21和第二待加工部位22时，均经过多次径向以及轴向进给运动完成外花键的加工；以防止一次进给量过大造成刀具损伤，并同时提高所加工成型的外花键的精度。所述轴向进给运动的次数根据花键的模数确定，且花键的模数越大，轴向进给运动的次数越多。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于加工同轴外花键的装置，用于将待加工工件(2)加工形成同轴且不同规格的外花键；待加工工件(2)上设有第一待加工部位(21)和第二待加工部位(22)，且所述第一待加工部位(21)和第二待加工部位(22)沿待加工工件(2)的轴向分布；其特征在于，该用于加工同轴外花键的装置包括：

刀具(1)，该刀具(1)包括分别用来加工第一待加工部位(21)和第二待加工部位(22)的第一刀具(11)和第二刀具(12)，所述第一刀具(11)和第二刀具(12)的中心轴线重合且与所述待加工工件(2)的中心轴线平行；

驱动机构，固接于所述刀具(1)；并驱动待加工工件(2)绕其自身中心轴线转动以及驱动刀具(1)分别沿水平方向移动、竖直方向升降以及绕其自身中心轴线转动；

控制器，电连接于所述驱动机构。

2.根据权利要求1所述的用于加工同轴外花键的装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

水平移动机构，驱动刀具(1)沿水平方向移动，电连接于所述控制器；

升降机构，驱动刀具(1)沿竖直方向升降，电连接于所述控制器；

旋转机构，包括分别驱动刀具(1)和待加工工件(2)绕其自身中心轴线转动且均电连接于所述控制器的第一旋转机构和第二旋转机构。

3.根据权利要求1所述的用于加工同轴外花键的装置，其特征在于，所述刀具(1)和待加工工件(2)的转动方向相同。

4.根据权利要求1所述的用于加工同轴外花键的装置，其特征在于，所述第一待加工部位(21)的外径大于第二待加工部位(22)的外径。

5.根据权利要求4所述的用于加工同轴外花键的装置，其特征在于，所述第一刀具(11)位于第二刀具(12)的上方，且所述第一待加工部位(21)位于第二待加工部位(22)的下方。

6.一种用于加工同轴外花键的方法，该方法在加工同轴外花键过程中采用如权利要求1-5任一所述的用于加工同轴外花键的装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将待加工工件(2)固定在用于加工同轴外花键的装置上；

S2，驱动机构驱动第二刀具(12)移动至第二待加工部位(22)/第一刀具(11)移动至第一待加工部位(21)的一侧上方；

S3，驱动机构驱动第二刀具(12)和第二待加工部位(22)/第一刀具(11)和第一待加工部位(21)做强制啮合运动，同时驱动第二刀具(12)沿第二待加工部位(22)/第一刀具(11)沿第一待加工部位(21)径向以及轴向做进给运动，将第二待加工部位(22)/第一待加工部位(21)加工形成外花键；

S4，驱动机构驱动第二刀具(12)/第一刀具(11)做退刀运动，并将第一刀具(11)移动至第一待加工部位(21)/第二刀具(12)移动至第二待加工部位(22)的一侧上方；

S5，驱动机构驱动第一刀具(11)和第一待加工部位(21)/第二刀具(12)和第二待加工部位(22)做强制啮合运动，同时驱动第一刀具(11)沿第一待加工部位(21)/第二刀具(12)沿第二待加工部位(22)径向以及轴向做进给运动，将第一待加工部位(21)/第二待加工部位(22)加工形成外花键；

S6，驱动机构驱动第一刀具(11)/第二刀具(12)做退刀运动，完成同轴外花键的加工。

7.根据权利要求6所述的用于加工同轴外花键的方法，其特征在于，所述刀具(1)在完成一次轴向进给运动之后做退刀运动。

8.根据权利要求7所述的用于加工同轴外花键的方法，其特征在于，所述退刀运动的方向与径向进给运动的方向相反。

9.根据权利要求8所述的用于加工同轴外花键的方法，其特征在于，加工第一待加工部位(21)和第二待加工部位(22)时，均经过多次径向以及轴向进给运动完成外花键的加工。

10.根据权利要求9所述的用于加工同轴外花键的方法，其特征在于，所述轴向进给运动的次数根据花键的模数确定。