CN108397473B - 一种单旋翼无人机的主旋翼轴及其加工工艺 - Google Patents

一种单旋翼无人机的主旋翼轴及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

一种单旋翼无人机的主旋翼轴，包括主轴和辅助轴，所述主轴与所述辅助轴均为圆柱形，所述主轴包括轴头、轴身和轴尾，所述轴尾的直径小于轴身的直径，所述轴头和轴尾均为花键轴，所述主轴上设有沿中心轴方向设置的内孔，所述辅助轴包括本体以及设置在本体两端的连接部和固定部，所述辅助轴的本体与所述内孔过渡配合连接，所述主轴与所述辅助轴的同心度为0.01mm，所述固定部与所述轴尾处的内孔过渡配合连接，所述轴头和轴尾的表面设有渗氮层，所述轴身表面、内孔表面以及辅助轴表面均设有镀铬层。本发明提供一种结构简单、精度高、抗冲击的单旋翼无人机的主旋翼轴，并且其加工工艺优良、精度高、满足高标准要求。

Description

一种单旋翼无人机的主旋翼轴及其加工工艺
技术领域
本发明涉及无人机加工技术领域，特别是涉及一种单旋翼无人机的主旋翼轴及其加工工艺。
背景技术
现有无人机主旋翼轴常采用车床一体式加工而成，再通过精加工达到相应的精度要求，再进行热处理以及镀铬处理等多道工序进行主旋翼轴的性能改善加工处理，从而使主旋翼轴的性能达到相应的要求，但是对于高标准要求的主旋翼轴，对直径较大的主旋翼轴的内部再进行加工处理的时候不能够满足其性满足高标准要求，没有完全的进行处理，因此在抗冲击性、耐磨性以及使用寿命的长短都有限制，在使用的过程中会造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、精度高、抗冲击的单旋翼无人机的主旋翼轴，其加工工艺优良、精度高、满足高标准要求。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案来解决：
一种单旋翼无人机的主旋翼轴，包括主轴和辅助轴，所述主轴与所述辅助轴均为圆柱形，所述主轴包括轴头、轴身和轴尾，所述轴尾的直径小于轴身的直径，所述轴头和轴尾均为花键轴，所述主轴上设有沿中心轴方向设置的内孔，所述辅助轴包括本体以及设置在本体两端的连接部和固定部，所述辅助轴的本体与所述内孔过渡配合连接，所述主轴与所述辅助轴的同心度为0.01mm，所述固定部与所述轴尾处的内孔过渡配合连接，所述轴头和轴尾的表面设有渗氮层，所述轴身表面、内孔表面以及辅助轴表面均设有镀铬层。
具体的，所述轴身与所述轴头的连接处还设有轴块。
具体的，所述轴身与所述轴尾的连接处设有倒角。
具体的，所述辅助轴的长度大于所述主轴的长度，所述固定部的长度等于所述轴尾的长度。
具体的，所述内孔的表面光洁度为0.8～0.6μm。
基于同一构思，本发明还提供一种单旋翼无人机的主旋翼轴的加工工艺，包括以下步骤：
A、下料，选取的毛坯常常为700mm，直径为65mm，材料为40Cr；。
B、对辅助轴和主轴分别进行调质处理，使硬度满足26～30HRC,通过符合热处理工艺达到调质的目的，即为淬火和高温回火，其中淬火工艺：加热上述1步骤完成后的毛坯，加热温度为800～900℃，保温时间为30分钟，冷却方式是为油冷；高温回火工艺：回火温度为600℃，回火时间为2小时，冷却方式为水冷；
C、通过数控机床对主轴和辅助轴进行开粗，单边留加工余量为2.0mm；
D、采用深孔钻床加工内孔，内孔的直径达到28mm～27.7mm；
E、对主旋翼轴整体做时效处理，其中温度为300℃，时长为16小时，自然冷却，吊装放置；
F、将辅助轴穿入主轴内部，采用外圆磨床对主轴上深度牙进行花键加工；
G、花键加工完成后，将辅助轴和主轴均进行渗氮处理，其中温度为500℃，时长为12小时，使其表面硬度达到60-65HRC，渗层深度为0.15～0.3mm；
H、将辅助轴再次伸入主轴内部，除花键以及内孔表面外的其他外表明均进行镀铬处理，其铬层厚度为0.04～0.06mm。
具体的，在步骤F之前还包括以下步骤：
a、通过外圆磨床对主轴内孔做研磨精加工，表面光洁度达到0.6～0.8μm；
b、在主轴的轴头和轴尾处加工10mm的深度牙；
具体的，在步骤H之前还包括以下步骤：
对处花键外的所有表面采用外圆磨床进行精加工，使辅助轴本体的圆跳动在0.01mm内。
具体的，在步骤H之后还包括以下步骤：
对辅助轴的固定部和连接部采用外圆磨床进行加工，使其圆跳动在0.01mm内。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：一种单旋翼无人机的主旋翼轴采用主轴和辅助轴过渡配合的方式进行连接，同时保证了主轴内部结构性能的优良性，提高了主旋翼轴整体的使用性能，并且该主旋翼轴的加工工艺简单，精度高，满足高标准要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种单旋翼无人机的主旋翼轴的主轴结构示意图。
图2为本发明一种单旋翼无人机的主旋翼轴的主轴剖视图。
图3为本发明一种单旋翼无人机的主旋翼轴的辅助轴的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1至图3所示，一种单旋翼无人机的主旋翼轴，包括主轴1和辅助轴2，所述主轴1与所述辅助轴2均为圆柱形，所述主轴1包括轴头101、轴身102和轴尾103，所述轴尾103的直径小于轴身102的直径，所述轴头101和轴尾103均为花键轴，所述主轴1上设有沿中心轴方向设置的内孔104，所述辅助轴2包括本体201以及设置在本体两端的连接部202和固定部203，所述辅助轴2的本体201与所述内孔104过渡配合连接，所述主轴1与所述辅助轴2的同心度为0.01mm，所述固定部203与所述轴尾103处的内孔104过渡配合连接，所述轴头101和轴尾103的表面设有渗氮层，所述轴身102表面、内孔表面以及辅助轴表面均设有镀铬层。
具体的，所述轴身102与所述轴头101的连接处还设有轴块105。
具体的，所述轴身102与所述轴尾103的连接处设有倒角。
具体的，所述辅助轴2的长度大于所述主轴3的长度，所述固定部203的长度等于所述轴尾103的长度。
具体的，所述内孔104的表面光洁度为0.8～0.6μm。
基于同一构思，本发明还提供一种单旋翼无人机的主旋翼轴的加工工艺，包括以下步骤：
A、下料，选取的毛坯常常为700mm，直径为65mm，材料为40Cr；。
B、对辅助轴和主轴分别进行调质处理，使硬度满足26～30HRC,通过符合热处理工艺达到调质的目的，即为淬火和高温回火，其中淬火工艺：加热上述1步骤完成后的毛坯，加热温度为800～900℃，保温时间为30分钟，冷却方式是为油冷；高温回火工艺：回火温度为600℃，回火时间为2小时，冷却方式为水冷；
C、通过数控机床对主轴和辅助轴进行开粗，单边留加工余量为2.0mm；
D、采用深孔钻床加工内孔，内孔的直径达到28mm～27.7mm；
E、对主旋翼轴整体做时效处理，其中温度为300℃，时长为16小时，自然冷却，吊装放置；
F、将辅助轴穿入主轴内部，采用外圆磨床对主轴上深度牙进行花键加工；
G、花键加工完成后，将辅助轴和主轴均进行渗氮处理，其中温度为500℃，时长为12小时，使其表面硬度达到60-65HRC，渗层深度为0.15～0.3mm；
H、将辅助轴再次伸入主轴内部，除花键以及内孔表面外的其他外表明均进行镀铬处理，其铬层厚度为0.04～0.06mm。
具体的，在步骤F之前还包括以下步骤：
a、通过外圆磨床对主轴内孔做研磨精加工，表面光洁度达到0.6～0.8μm；
b、在主轴的轴头和轴尾处加工10mm的深度牙；
具体的，在步骤H之前还包括以下步骤：
对处花键外的所有表面采用外圆磨床进行精加工，使辅助轴本体的圆跳动在0.01mm内。
具体的，在步骤H之后还包括以下步骤：
对辅助轴的固定部和连接部采用外圆磨床进行加工，使其圆跳动在0.01mm内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单旋翼无人机的主旋翼轴，其特征在于：包括主轴和辅助轴，所述主轴与所述辅助轴均为圆柱形，所述主轴包括轴头、轴身和轴尾，所述轴尾的直径小于轴身的直径，所述轴头和轴尾均为花键轴，所述主轴上设有沿中心轴方向设置的内孔，所述辅助轴包括本体以及设置在本体两端的连接部和固定部，所述辅助轴的本体与所述内孔过渡配合连接，所述主轴与所述辅助轴的同心度为0.01mm，所述固定部与所述轴尾处的内孔过渡配合连接，所述轴头和轴尾的表面设有渗氮层，所述轴身表面、内孔表面以及辅助轴表面均设有镀铬层，所述单旋翼无人机的主旋翼轴的加工工艺包括以下步骤：
A、下料，选取的毛坯长为700mm，直径为65mm，材料为40Cr；
B、调质处理，使硬度满足26～30HRC, 调质处理工艺为淬火和高温回火，其中淬火工艺：加热上述A步骤完成后的毛坯，加热温度为800～900℃，保温时间为30分钟，冷却方式是为油冷；高温回火工艺：回火温度为600℃，回火时间为2小时，冷却方式为水冷；
C、通过数控机床对主轴和辅助轴进行开粗，单边留加工余量为2.0mm；
D、采用深孔钻床加工内孔，内孔的直径达到27.7mm～28mm；
E、对主旋翼轴整体做时效处理，其中温度为300℃，时长为16小时，自然冷却，吊装放置；
F、将辅助轴穿入主轴内部，采用外圆磨床对主轴上深度牙进行花键加工；其中，在步骤F之前还包括以下步骤：a、通过外圆磨床对主轴内孔做研磨精加工，表面光洁度达到0.6～0.8μm；
b、在主轴的轴头和轴尾处加工10mm的深度牙；
G、花键加工完成后，将辅助轴和主轴均进行渗氮处理，其中温度为500℃，时长为12小时，使其表面硬度达到60-65HRC，渗层深度为0.15～0.3mm；
H、将辅助轴再次伸入主轴内部，除花键以及内孔表面外的其他外表面均进行镀铬处理，其铬层厚度为0.04～0.06mm，其中，在步 骤H之前还包括以下步骤：对处花键外的所有表面采用外圆磨床进行精加工，使辅助轴本体的圆跳动在0.01mm 内；
在步骤H之后还包括以下步骤：对辅助轴的固定部和连接部采用外圆磨床进行加工，使其圆跳动在0.01mm内。
2.根据权利要求1所述的一种单旋翼无人机的主旋翼轴，其特征在于：所述轴身与所述轴头的连接处还设有轴块。
3.根据权利要求1所述的一种单旋翼无人机的主旋翼轴，其特征在于：所述轴身与所述轴尾的连接处设有倒角。
4.根据权利要求1所述的一种单旋翼无人机的主旋翼轴，其特征在于：所述辅助轴的长度大于所述主轴的长度，所述固定部的长度等于所述轴尾的长度。
5.根据权利要求1所述的一种单旋翼无人机的主旋翼轴，其特征在于：所述内孔的表面光洁度为0.6～0.8μm。
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