CN106271384B - 三销轴叉加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三销轴叉加工工艺,该加工工艺使用球道内腔夹具、中心钻工装、第一中心架、第二中心架进行一次夹装定位,并全程使用一把车刀进行加工,整个过程无需换刀,有效地保证加工位置的相对尺寸,避免了换机床、换刀造成的相应的误差。

Description

三销轴叉加工工艺
技术领域
本发明涉及一种三销轴叉加工工艺。
背景技术
长柄三销轴叉(LONG TULIP)是传动轴半轴的一个重要组成部分,它由设有球道11的球部12和与球部12连接的柄部13两部分组成,如图7所示,球道11按节型来划分,共分为三大节型、二十余种小节型,不同的节型结合不同的柄部形状,组合成三销轴叉多种多样的种类。
传统长柄三销轴叉加工工艺由铣平面钻中心孔的机床和车外圆的数控车床这两台设备来共同完成,其加工过程包括以下步骤。
1)铣平面钻中心孔:在机床上采用内腔顶紧和柄部V型块夹紧的方式进行端面14铣削和钻中心孔15。
传统工艺要求保证工件滚轮中心至端面的长度尺寸A(如图2所示),公差要求为±0.15,节拍为25s/pcs。
经过统计,该工序A±0.15尺寸的CPK=1.84,可以达到工艺要求。
2)车外圆:以铣平面钻中心孔工序加工出来的中心孔和内腔作为定位,在数控车床上用内腔涨紧和车床顶尖顶紧的方式对外圆进行车削:
传统工艺在车外圆工序要求保证尺寸C(如图7所示),公差要求为±0.3,平均节拍为204s/pcs。
经过统计,该尺寸C±0.3的CPK=1.54,可以达到要求。
近年来,随着客户的不断提升,传动轴的加工要求发生了天翻地覆的变化,近乎苛刻的要求使得传动轴的加工难度呈几何指数上升。以LONG TULIP为例,因长度方向公差要求非常严格,需要在中频前控制图7中的C尺寸,公差达到±0.1。而传统的三销轴叉加工工艺已无法现在的传动轴的加工要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种三销轴叉加工工艺,用于解决现有技术中传统的三销轴叉加工工艺已无法现在的传动轴的加工要求的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种三销轴叉加工工艺,所加工的三销轴叉包括设有球道的球部和与球部连接的柄部,该加工工艺包括以下步骤:
1)将初加工好的具有球部和柄部的三销轴叉横向放置于车床上,球道内腔夹具从三销轴叉的球部远离柄部的一端伸入球道中;
2)第一中心架从三销轴叉的柄部的周面夹紧三销轴叉;
3)车床顶尖从三销轴叉的柄部远离球部的端面顶住三销轴叉;
4)球道内腔夹具涨紧,完成三销轴叉的定位和固定;
5)车床顶尖退回,远离三销轴叉;
6)第二中心架从三销轴叉的柄部的周面夹紧三销轴叉;
7)车床刀盘上装有中心钻工装,中心钻工装上装有中心钻;使用车刀车削三销轴叉的柄部远离球部的端面,并使用中心钻在端面上钻中心孔;
8)车床顶尖伸入中心孔中,顶紧三销轴叉;
9)松开第二中心架、第一中心架;
10)球道内腔夹具带动三销轴叉绕轴线旋转,车刀对三销轴叉的柄部的外周面进行车削;
11)车削完成后,球道内腔夹具松开,车床顶尖回至原位。
优选的,中心钻工装包括能与车床刀盘连接的底座,底座的中部设有中心钻底座安装孔,中心钻底座安装孔中固定装有中心钻底座,中心钻底座的中部设有中心钻安装孔,中心钻固定于中心钻安装孔中,中心钻面向三销轴叉的一端伸出至中心钻底座的外部,并能在三销轴叉的柄部的端面上钻中心孔。
进一步的优选,中心钻底座面向三销轴叉的一端伸出至底座的外部,并设有沿径向向外伸出的限位凸缘,限位凸缘的外直径大于中心钻底座安装孔的直径。
进一步的优选,中心钻底座面向三销轴叉的一端伸出至底座的外部,并设有沿径向延伸的固定螺栓孔,固定螺栓孔中安装有固定螺栓,固定螺栓的头部抵在中心钻的周面上,将中心钻固定。
优选的,球道内腔夹具包括定位基座,定位基座的端部设有定位头,定位头能抵在球道的表面上,定位基座的内部设有沿车床轴向伸缩的芯轴,芯轴的端部与固定楔形座固定连接,固定楔形座与球道的表面之间设有涨紧块,定位基座从涨紧块的两端面限制涨紧块沿车床轴向的运动,固定楔形座与涨紧块之间的配合面为斜面,配合面至车床轴线的距离沿向三销轴叉的柄部的方向逐步减小。
如上所述,本发明三销轴叉加工工艺,具有以下有益效果:
该三销轴叉加工工艺,使用一台车床、一把车刀加工三销轴叉的端面、中心孔及柄部外圆,采用一次夹装,整个过程无需换刀,有效地保证加工位置的相对尺寸,避免了换机床、换刀造成的相应的误差。
附图说明
图1显示为本发明三销轴叉加工工艺的步骤1至7的示意图。
图2显示为本发明三销轴叉加工工艺加工的三销轴叉车削端面和钻中心孔后的结构示意图。
图3显示为本发明三销轴叉加工工艺中的球道内腔夹具的结构示意图。
图4显示为本发明三销轴叉加工工艺中的中心钻工装的结构示意图。
图5显示为本发明三销轴叉加工工艺中的步骤8至9的示意图。
图6显示为本发明三销轴叉加工工艺中的步骤10的示意图。
图7显示为本发明三销轴叉加工工艺加工的三销轴叉外圆车削后的结构示意图。
图8显示为本发明三销轴叉加工工艺加工的三销轴叉的C尺寸的测量数据图。
元件标号说明
1 三销轴叉
11 球道
12 球部
13 柄部
14 端面
15 中心孔
2 球道内腔夹具
21 定位基座
22 定位头
23 芯轴
24 固定楔形座
25 涨紧块
26 配合面
3 第一中心架
4 中心钻工装
41 底座
42 中心钻底座安装孔
43 中心钻底座
44 中心钻安装孔
45 中心钻
46 限位凸缘
47 固定螺栓孔
48 固定螺栓
5 第二中心架
6 车刀
7 车床顶尖
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图8。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图7所示,三销轴叉1包括设有球道11的球部12和与球部12连接的柄部13,本发明提供一种三销轴叉加工工艺,包括以下步骤:
1)将初加工好的具有球部12和柄部13的三销轴叉1横向放置于车床上,球道内腔夹具2从三销轴叉1的球部12远离柄部13的一端伸入球道11中;
2)第一中心架3从三销轴叉1的柄部13的周面夹紧三销轴叉1;
3)车床顶尖7从三销轴叉1的柄部13远离球部12的端面14顶住三销轴叉1;
4)球道内腔夹具2涨紧,完成三销轴叉1的定位和固定;
5)车床顶尖7退回,远离三销轴叉1;
6)第二中心架5从三销轴叉1的柄部13的周面夹紧三销轴叉1;
7)车床刀盘上装有中心钻工装4,中心钻工装4上装有中心钻45;使用车刀6车削三销轴叉1的柄部13远离球部12的端面14,并使用中心钻45在端面14上钻中心孔15;
8)车床顶尖7伸入中心孔15中,顶紧三销轴叉1;
9)松开第二中心架5、第一中心架3;
10)球道内腔夹具2带动三销轴叉1绕轴线旋转,车刀6对三销轴叉1的柄部13的外周面进行车削;
11)车削完成后,球道内腔夹具2松开,车床顶尖7退回至原位。
其中,如图4所示,该三销轴叉加工工艺所使用的中心钻工装4包括能与车床刀盘连接的底座41,底座41的中部设有中心钻底座安装孔42,中心钻底座安装孔42中固定装有中心钻底座43,中心钻底座43的中部设有中心钻安装孔44,中心钻45固定于中心钻安装孔44中,中心钻45面向三销轴叉1的一端伸出至中心钻底座43的外部,并能在三销轴叉1的柄部13的端面14上钻中心孔15。
中心钻工装4的中心钻45在车床的控制下能抵在三销轴叉1的柄部13的端面14上,加工中心孔15。
如图4所示,中心钻底座43面向三销轴叉1的一端伸出至底座41的外部,并设有沿径向向外伸出的限位凸缘46,限位凸缘46的外直径大于中心钻底座安装孔42的直径。中心钻底座43安装时,限位凸缘46可保证中心钻底座43的一端位于底座41的外部,限定了中心钻底座43与底座41的相对位置,使中心钻底座43安装方便,便于更换。
如图4所示,中心钻底座43面向三销轴叉1的一端伸出至底座41的外部,并设有沿径向延伸的固定螺栓孔47,固定螺栓孔47中安装有固定螺栓48,固定螺栓48的头部抵在中心钻45的周面上,将中心钻45固定。中心钻45插入中心钻安装孔44后,通过固定螺栓48的头部抵在中心钻45的周面上的方式,将中心钻45与中心钻底座43相对固定;当需要更换中心钻45时,将固定螺栓48松开,即可将中心钻45取下。
如图3所示,球道内腔夹具2包括定位基座21,定位基座21的端部设有定位头22,定位头22能抵在球道11的表面上,定位基座21的内部设有沿车床轴向伸缩的芯轴23,芯轴23的端部与固定楔形座24固定连接,固定楔形座24与球道11的表面之间设有涨紧块25,定位基座21从涨紧块25的两端面限制涨紧块25沿车床轴向的运动,固定楔形座24与涨紧块25之间的配合面26为斜面,配合面26至车床轴线的距离沿向三销轴叉1的柄部13的方向逐步减小。
球道内腔夹具2涨紧时,芯轴23将固定楔形座24向三销轴叉1的柄部13的方向顶出,由于固定楔形座24与涨紧块25之间的配合面26为斜面,涨紧块25便会沿三销轴叉1的径向移动,压在三销轴叉1的球道11的表面,涨紧块25与球道11的表面的摩擦力增大,将球道内腔夹具2与三销轴叉1相对固定,球道内腔夹具2便可带动三销轴叉1绕轴线转动。
本发明的整个加工过程均在一台车床上完成,球道内腔夹具2从车削端面14时夹紧,一直到完成外圆车削,始终保持夹紧状态,确保了车削过程中三销轴叉1只装夹了一次,同时用同一把车刀加工端面14、外圆,减小了换刀误差,进一步提高了车削的准确性。
经过统计,采用此加工工艺,在C尺寸要求公差为±0.1时,CPK=2.02,详见图8,能够满足加工要求,加工节拍平均为230s/pcs,同传统工艺基本持平。
传统工艺与本发明的加工工艺的对比如下表所示:
从上表可以看出,本发明的加工工艺能够满足更高的工艺要求,还有着传统工艺无法企及的一些优势,如长柄三销轴叉在车床上采用可编程的中心钻工装钻中心孔;取消了传统两种机床加工不同工序的工艺,采用一次装夹加工台阶面至端面的新型加工工艺,使C尺寸的精度达到±0.1,CPK达到2.02;新型加工工艺采用同一把刀加工一个零件的不同位置,有效地保证这几个位置的相对尺寸,避免了换刀造成的相应的误差。
综上所述,本发明三销轴叉加工工艺,使用一台车床、一把车刀加工三销轴叉的端面、中心孔及柄部外圆,采用一次夹装,整个过程无需换刀,有效地保证加工位置的相对尺寸,避免了换机床、换刀造成的相应的误差。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种三销轴叉加工工艺,所述三销轴叉(1)包括设有球道(11)的球部(12)和与所述球部(12)连接的柄部(13),其特征在于,所述加工工艺包括以下步骤:
1)将初加工好的具有球部(12)和柄部(13)的三销轴叉(1)横向放置于车床上,球道内腔夹具(2)从所述三销轴叉(1)的球部(12)远离柄部(13)的一端伸入球道(11)中;
2)第一中心架(3)从所述三销轴叉(1)的柄部(13)的周面夹紧所述三销轴叉(1);
3)车床顶尖(7)从所述三销轴叉(1)的柄部(13)远离球部(12)的端面(14)顶住三销轴叉(1);
4)所述球道内腔夹具(2)涨紧,完成所述三销轴叉(1)的定位和固定;
5)车床顶尖(7)退回,远离所述三销轴叉(1);
6)第二中心架(5)从所述三销轴叉(1)的柄部(13)的周面夹紧所述三销轴叉(1);
7)车床刀盘上装有中心钻工装(4),中心钻工装(4)上装有中心钻(45);使用车刀(6)车削所述三销轴叉(1)的柄部(13)远离球部(12)的端面(14),并使用所述中心钻(45)在所述端面(14)上钻中心孔(15);
8)车床顶尖(7)伸入中心孔(15)中,顶紧三销轴叉(1);
9)松开所述第二中心架(5)、第一中心架(3);
10)所述球道内腔夹具(2)带动所述三销轴叉(1)绕轴线旋转,车刀(6)对所述三销轴叉(1)的柄部(13)的外周面进行车削;
11)车削完成后,所述球道内腔夹具(2)松开,车床顶尖(7)退回至原位,
所述球道内腔夹具(2)包括定位基座(21),所述定位基座(21)的端部设有定位头(22),
所述定位头(22)能抵在所述球道(11)的表面上,所述定位基座(21)的内部设有沿车床轴向伸缩的芯轴(23),所述芯轴(23)的端部与固定楔形座(24)固定连接,所述固定楔形座(24)与所述球道(11)的表面之间设有涨紧块(25),所述定位基座(21)从所述涨紧块(25)的两端面限制涨紧块(25)沿车床轴向的运动,所述固定楔形座(24)与涨紧块(25)之间的配合面(26)为斜面,所述配合面(26)至所述车床轴线的距离沿向三销轴叉(1)的柄部(13)的方向逐步减小。
2.根据权利要求1所述的三销轴叉加工工艺,其特征在于:所述中心钻工装(4)包括能与车床刀盘连接的底座(41),所述底座(41)的中部设有中心钻底座安装孔(42),所述中心钻底座安装孔(42)中固定装有中心钻底座(43),所述中心钻底座(43)的中部设有中心钻安装孔(44),所述中心钻(45)固定于所述中心钻安装孔(44)中,所述中心钻(45)面向三销轴叉(1)的一端伸出至中心钻底座(43)的外部,并能在所述三销轴叉(1)的柄部(13)的端面(14)上钻中心孔(15)。
3.根据权利要求2所述的三销轴叉加工工艺,其特征在于;所述中心钻底座(43)面向三销轴叉(1)的一端伸出至底座(41)的外部,并设有沿径向向外伸出的限位凸缘(46),所述限位凸缘(46)的外直径大于所述中心钻底座安装孔(42)的直径。
4.根据权利要求2所述的三销轴叉加工工艺,其特征在于:所述中心钻底座(43)面向三销轴叉(1)的一端伸出至底座(41)的外部,并设有沿径向延伸的固定螺栓孔(47),所述固定螺栓孔(47)中安装有固定螺栓(48),所述固定螺栓(48)的头部抵在所述中心钻(45)的周面上,将所述中心钻(45)固定。
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