CN111745357A - 一种新型棘轮加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型棘轮加工工艺，包括如下步骤：a、下料；b、粗车外形；c、热处理；d、精加工外形；e、中心孔加工：先车圆形孔，然后通过拉床拉六方孔；f、棘轮装夹：将多个棘轮坯料套在工装轴上，并将工装轴装夹在旋风铣床的卡盘上；g、棘轮外齿加工：通过高速旋转的旋风铣刀沿工装轴轴向方向往复移动，从而在每个棘轮上切削出一个外齿，加工完一个外齿后，卡盘旋转一个齿的角度，开始加工下一个外齿，直至加工完所有外齿，拆下棘轮，所述旋风铣刀外圆周面的刀刃形状与棘轮外齿形状适配；h、安装孔和工艺孔加工；i、外齿高频淬火；j、去毛刺；k、表面处理。

Description

一种新型棘轮加工工艺

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及到棘轮加工领域，具体是指一种新型棘轮加工工艺。

背景技术

棘轮是断路器机构中常用的传动部件，是储能保持过程中不可或缺的零部件。原有的棘轮加工工艺是用线切割进行加工，线切割是通过电火花的瞬时高温使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,这种加工方式加工时长7-8小时，效率低下,并且线切割加工的棘轮表面粗糙,很难达到现有高精度设备中的使用要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种效率高、成品精度高的新型棘轮加工工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种新型棘轮加工工艺，包括如下步骤：

a、下料，一般采用棒料锯床下料。

b、粗车外形，便于下一步热处理和精加工。

c、热处理，提高棘轮整体的强度和硬度。

d、精加工外形，完成棘轮外形尺寸的加工。

e、中心孔加工：先车圆形孔，然后通过拉床拉六方孔。

f、棘轮装夹：将多个棘轮坯料套在工装轴上，并将工装轴装夹在旋风铣床的卡盘上；通过将多个棘轮坯料套在工装轴上，可以同时完成多个棘轮的加工。

g、棘轮外齿加工：通过高速旋转的旋风铣刀沿工装轴轴向方向往复移动，从而在每个棘轮上切削出一个外齿，加工完一个外齿后，卡盘旋转一个齿的角度，开始加工下一个外齿，直至加工完所有外齿，拆下棘轮，所述旋风铣刀外圆周面的刀刃形状与棘轮外齿形状适配；通过旋风铣床完成棘轮外齿的加工，加工速度快，可以同时加工多个棘轮，加工后的外齿表面粗糙度能达到Ra0.8μm。

h、安装孔和工艺孔加工；完成棘轮安装孔和工艺孔的加工。

i、外齿高频淬火；提高外齿的硬度和耐磨性。

j、去毛刺；

k、表面处理；通常是发蓝或者镀锌处理。

作为优化，所述工装轴沿长度方向依次包含螺纹部、与中心孔适配的六方轴部以及与卡盘适配的夹持部。本方案中的六方轴部与中心孔适配，从而防止棘轮相对六方轴部转动，通过将螺母安装在螺纹部，可以将棘轮紧固在工装轴上，实现棘轮的定位夹紧。

作为优化，所述棘轮装夹工序中相邻棘轮之间装有环形隔板。本方案中环形隔板将相邻棘轮分隔开，便于旋风铣刀加工。

作为优化，所述安装孔和工艺孔加工工序包括如下步骤：钻床钻工艺孔，线切割安装孔，钻床铰安装孔和工艺孔，拉床拉安装孔，铣床铣工艺孔的两端沉孔，镗床镗安装孔的两端沉孔。本工序可以实现安装孔和工艺孔的加工，加工效率和精度高。

作为优化，所述粗车外形工序加工时留1~3mm余量。本方案中的余量可以便于后续的精加工。

作为优化，所述精加工外形工序包括如下步骤：精车外圆、精车端面、精车分隔槽，磨床磨厚度、精车正面环形槽。

本发明的有益效果为：本发明的一种新型棘轮加工工艺，通过旋风铣机床进行加工，此加工方式是刀具切削，可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，消耗动力小。表面粗糙度能达到Ra0.8μm，可以同时加工多个棘轮。机床主轴转速慢，运动精度高、动态稳定性好，效率高，是一种先进的加工方法。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的棘轮结构示意图；

图3为本发明的棘轮另一角度结构示意图；

图4为本发明的棘轮背面示意图；

图5为本发明的棘轮侧面示意图；

图6为本发明的棘轮正面示意图；

图7为本发明图4中A-A面剖视图；

图8为本发明图5中B-B面剖视图；

图9为本发明棘轮与工装轴安装示意图；

图10为本发明工装轴结构示意图；

图11为本发明隔板结构示意图；

图12为本发明棘轮与铣刀加工状态示意图；

图中所示：

1、分隔槽，2、中心孔，3、安装孔，4、工艺孔，5、棘轮外齿，6、正面环形槽，7、正面沉槽，8、避让槽， 9、工装轴，10、环形隔板，11、旋风铣刀，91、夹持部，92、六方轴部，93、螺纹部。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~12所示，本发明的一种新型棘轮加工工艺，包括如下步骤：

a、下料，通过数控锯床锯切棒料，下料尺寸为Φ190mm×54mm。

b、粗车外形；粗车加工时留3mm余量，并粗车出正面沉槽7。

c、热处理，本实施例中采用箱式电阻炉调制处理，处理后的硬度为HRC28-32。热处理后进行硬度检验。

d、精加工外形；所述精加工外形工序包括如下步骤：精车外圆、精车端面、精车分隔槽1，磨床磨厚度、精车正面环形槽6。

精车后外圆直径185mm，两个端面之间的距离（也就是棘轮的厚度）为50（+0.10~+0.15）mm，磨床磨厚度到50±0.05mm，分隔槽1宽度22mm，槽底直径147mm，分隔槽1居中设置；正面环形槽6深度7.5mm，内径84mm、外径110mm，正面环形槽6所在的面称为正面。

e、中心孔2加工：先车圆形通孔，通孔的直径为45.5mm，然后车通孔背面的沉孔Φ60 mm×6 mm，然后通过拉床拉正六方孔，六方孔的内切圆直径为45mm。

f、棘轮装夹：将5个棘轮坯料依次套在工装轴9上，相邻棘轮之间装有环形隔板10，所述工装轴9沿长度方向依次包含螺纹部93、与中心孔2适配的六方轴部92以及与卡盘适配的夹持部91；夹持部91的外径大于六方轴部92外接圆的直径，螺纹部93的外径小于六方轴部92内切圆的直径，通过螺母拧紧在螺纹部93将所有棘轮坯料紧固在工装轴9上。

然后将工装轴9装夹在旋风铣床的卡盘上；装夹时卡盘夹紧夹持部91，机床顶尖顶在螺纹部93的端面。

g、棘轮外齿5加工：所述旋风铣刀11外圆周面的刀刃形状与棘轮外齿形状适配，通过高速旋转的旋风铣刀11沿工装轴9轴向方向往复移动，从而在每个棘轮上切削出一个外齿（由于分隔槽将外圆分隔成两部分，此处的一个外齿被分隔槽分隔成两部分）。

加工完一个外齿后，卡盘旋转一个齿的角度，开始加工下一个外齿，直至加工完所有外齿，拆下棘轮。

h、安装孔3和工艺孔4加工；包括如下步骤：

钻床钻工艺孔4至Φ9.9mm，线切割安装孔3至Φ32mm孔留0.2mm铰量，钻床铰安装孔3至Φ32mm，钻床铰工艺孔4至Φ10mm，拉床拉安装孔3，铣床铣工艺孔4的两端沉孔至Φ17 mm×2 mm，镗床镗安装孔3的两端沉孔，安装孔3正面沉孔为Φ37.5 mm×13 mm，安装孔3正面沉孔为Φ62.5 mm×2 mm。

然后通过铣床铣R62.5 mm的避让槽。

i、外齿高频淬火；淬火后外齿硬度HRC45-50，并检验硬度。

j、去毛刺；去毛刺后，根据装配要求，将安装孔3或工艺孔4内配压销轴

k、表面处理，本实施例采用镀锌处理。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (6)

1.一种新型棘轮加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：a、下料；b、粗车外形；c、热处理；d、精加工外形；e、中心孔（2）加工：先车圆形孔，然后通过拉床拉六方孔；f、棘轮装夹：将多个棘轮坯料套在工装轴（9）上，并将工装轴（9）装夹在旋风铣床的卡盘上；g、棘轮外齿（5）加工：通过高速旋转的旋风铣刀（11）沿工装轴（9）轴向方向往复移动，从而在每个棘轮上切削出一个外齿，加工完一个外齿后，卡盘旋转一个齿的角度，开始加工下一个外齿，直至加工完所有外齿，拆下棘轮，所述旋风铣刀（11）外圆周面的刀刃形状与棘轮外齿形状适配；h、安装孔（3）和工艺孔（4）加工；i、外齿高频淬火；j、去毛刺；k、表面处理。

2.根据权利要求1所述的一种新型棘轮加工工艺，其特征在于：所述工装轴（9）沿长度方向依次包含螺纹部（93）、与中心孔（2）适配的六方轴部（92）以及与卡盘适配的夹持部（91）。

3.根据权利要求1所述的一种新型棘轮加工工艺，其特征在于：所述棘轮装夹工序中相邻棘轮之间装有环形隔板（10）。

4.根据权利要求1所述的一种新型棘轮加工工艺，其特征在于：所述安装孔（3）和工艺孔（4）加工工序包括如下步骤：钻床钻工艺孔（4），线切割安装孔（3），钻床铰安装孔（3）和工艺孔（4），拉床拉安装孔（3），铣床铣工艺孔（4）的两端沉孔，镗床镗安装孔（3）的两端沉孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型棘轮加工工艺，其特征在于：所述粗车外形工序加工时留1~3mm余量。

6.根据权利要求1所述的一种新型棘轮加工工艺，其特征在于：所述精加工外形工序包括如下步骤：精车外圆、精车端面、精车分隔槽（1），磨床磨厚度、精车正面环形槽（6）。

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