CN112894278A - 传动轴外花键精铣成形方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及传动轴外花键机械加工技术领域，尤其是涉及一种传动轴外花键精铣成形方法。传动轴外花键精铣成形方法包括以下步骤：首先，对传动轴外花键坯料进行精车外圆加工；下一步，在所述传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形，并预留后续铣削余量；下一步，进行淬火处理；下一步对所述外花键进行精铣，去除所述铣削余量，完成所述外花键的精铣成形。从而通过预留铣削余量后进行淬火处理提高工件表面硬度，然后通过精铣将铣削余量去除掉，同时也将因淬火而发生变形的部分也被针对性地去除掉，从而得到精度和表面粗糙度均满足要求的外花键齿形，且极大地降低了设备成本，可以批量应用于生产，提高了生产效率。

Description

传动轴外花键精铣成形方法

技术领域

本申请涉及传动轴外花键机械加工技术领域，尤其是涉及一种传动轴外花键精铣成形方法。

背景技术

花键轴属于特种的轴类，常用于定中心的连接或传递转矩的传动中，使重要的机器零件之一；目前针对传动轴外花键的生产工艺一种方法是先经过铣削工艺完成花键的加工，然后进行淬火，以提高工件表面的强度，但淬火后花键会出现难以控制的淬火变形而影响花键的质量，使花键的精度无法得到达到DIN8级的精度要求；传动轴外花键的生产工艺的另一种方法是通过冷轧工艺成型花键，但冷轧工艺的设备造价高昂，无法批量普及使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传动轴外花键精铣成形方法，以提高外花键的精度等级，降低加工成本。

本发明提供了一种传动轴外花键精铣成形方法，包括以下步骤：

步骤100、对传动轴外花键坯料进行精车外圆加工；

步骤200、在所述传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形，并预留后续铣削余量；

步骤300、进行淬火处理；

步骤400、对所述外花键进行精铣，去除所述铣削余量，完成所述外花键的精铣成形。

进一步地，在所述步骤300中，经过淬火处理后的所述外花键的硬度为HRC52.0-58.0。

进一步地，在所述步骤400中，通过五轴高效数控花键铣床对所述外花键进行精铣。

进一步地，所述五轴高效数控花键铣床包括花键滚刀；所述花键滚刀切入所述外花键并按照展成法完成所述外花键的精铣成形。

进一步地，所述花键滚刀的硬度为HRC63.0-66.0。

进一步地，所述花键滚刀为硬质合金花键滚刀。

进一步地，在所述步骤400中，所述花键滚刀以预定转速和预定进给量对所述外花键齿形进行精铣。

进一步地，所述花键滚刀的进给量为25mm/min，所述硬质合金花键滚刀的转速为400-450r/min。

进一步地，在所述步骤200中，所述铣削余量为0.36mm-0.43mm。

进一步地，所述五轴高效数控花键铣床在对所述外花键进行精铣时，包括以下步骤：

步骤401、所述所述五轴高效数控花键铣床的治具对所述传动轴外花键坯料进行定位；

步骤402、所述所述五轴高效数控花键铣床的自动对齿机构进行对齿操作；

步骤403、所述硬质合金花键滚刀切入所述外花键，以预定转速和预定进给量完成所述外花键的精铣加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的传动轴外花键精铣成形方法，包括以下步骤：

首先，对传动轴外花键坯料的外圆面进行精车外圆加工，以车去传动轴外花键坯料的少量金属层，以提高传动轴外花键坯料的精度和减小表面粗糙度。下一步，在精车后的传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形，且外花键的过渡齿形距离最终所要达到的外花键齿形之间具有一定的铣削余量，以待后续步骤中去除。下一步，对完成外花键过渡齿形加工的传动轴外花键坯料进行淬火处理，以提高工件的表面的强度。下一步，在完成淬火处理后，在外花键过渡齿形的基础上，继续完成外花键的加工；通过对过渡齿形进行精铣，去除掉加工过渡齿形时所预留的铣削余量，以得到要求的外花键齿形。

因此，通过在之前加工过程中预留的足够的铣削余量，使得最终的外花键齿形在成形的过程中，由于淬火而发生变形的部分也被针对性地去除掉，从而得到要求的外花键齿形，完成传动轴外花键的加工，并使外花键的精度和表面粗糙度达到要求，外花键齿形精度能够满足DIN5480的8级精度要求。同时，通过精铣工艺加工得到的外花键无需在进行抛丸、打磨等提高表面粗糙度的处理，即可得到精度和表面粗糙度均满足要求的外花键齿形，也使加工步骤更简单；而且相较于采用冷轧工艺加工传动轴外花键，也极大地降低了设备成本，可以批量应用于生产，降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的传动轴外花键精铣成形方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1描述根据本申请一些实施例所述的传动轴外花键精铣成形方法。

本申请提供了一种传动轴外花键精铣成形方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤100、对传动轴外花键坯料进行精车外圆加工；

步骤200、在传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形，并预留后续铣削余量；

步骤300、进行淬火处理；

步骤400、对外花键进行精铣，去除铣削余量，完成外花键的精铣成形。

本申请提供的传动轴外花键精铣成形方法，包括以下步骤：

首先，对传动轴外花键坯料的外圆面进行精车外圆加工，以车去传动轴外花键坯料的少量金属层，以提高传动轴外花键坯料的精度和减小表面粗糙度。

在该步骤中，传动轴外花键坯料为对锻件毛坯加工得到；选取适宜的锻件毛坯，锻件毛坯经调质处理后利用车床对锻件毛坯进行外圆和端面的加工，此处为对锻件毛坯的粗车，使锻件毛坯接近最后的形状和尺寸即可，并留下0.5-1mm的余量，即得到传动轴外花键坯料；然后便可对传动轴外花键坯料进行精车，去除锻件毛坯粗车时留有的金属层的余量厚度，使锻件毛坯的外表面达到所要求的精度和表面粗糙度。

下一步，在精车后的传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形。在对外花键的齿形进行加工时，通常是利用车床的车刀对传动轴外花键坯料进行铣削，并达到一定铣削量，以得到最终的外花键的齿形；而本申请的外花键成型方法在这一步骤中的铣削量还未达到最终外花键成形所要求的铣削量，从而得到的接近最终外花键齿形的过渡齿形，并使的此时的外花键的过渡齿形距离最终所要达到的外花键齿形之间具有一定的铣削余量，以待后续步骤中去除。

下一步，对完成外花键过渡齿形加工的传动轴外花键坯料进行淬火处理，以提高工件的表面的强度。

优选地，在这一步骤中，对传动轴外花键坯料通过淬火工艺进行处理，使得处理后的传动轴外花键坯料的硬度达到HRC52.0-58.0。

淬火处理虽然会显著地提高工件表面的强度，但也使传动轴外花键在经过淬火工艺处理后，花键出现难以控制的不规则、不定向的变形；上一步骤中预留的铣削余量则为外花键齿形的修整留出了空间。

下一步，在完成淬火处理后，在外花键过渡齿形的基础上，继续完成外花键的加工；通过对过渡齿形进行精铣，去除掉加工过渡齿形时所预留的铣削余量，以得到要求的外花键齿形。

在这一步骤中，通过之前加工过程中预留的足够的铣削余量，使得最终的外花键齿形在成形的过程中，由于淬火而发生变形的部分也被针对性地去除掉，从而得到要求的外花键齿形，完成传动轴外花键的加工，并使外花键的精度和表面粗糙度达到要求，外花键齿形精度能够满足DIN5480的8级精度要求。同时，通过精铣工艺加工得到的外花键无需在进行抛丸、打磨等提高表面粗糙度的处理，即可得到精度和表面粗糙度均满足要求的外花键齿形，也使加工步骤更简单；而且相较于采用冷轧工艺加工传动轴外花键，也极大地降低了设备成本，可以批量应用于生产，降低生产成本，提高生产效率。

在本申请的一个实施例中，优选地，在步骤400中，是通过五轴高效数控花键铣床对传动轴外花键完成的精铣作业，从而高效、精确、自动化地完成精铣作业，以得到齿形精度和表面粗糙度均满足要求的传动轴外花键。

在该实施例中，优选地，五轴高效数控花键铣床包括治具、自动对齿机构、花键滚刀驱动装置和花键滚刀，花键滚刀与花键滚刀驱动装置相连接，花键滚刀驱动装置能够驱动花键滚刀移动至加工位，同时花键滚刀驱动装置能够驱动花键滚刀以预定转速和进给量运转。

在通过五轴高效数控花键铣床完成对传动轴外花键精铣作业时，包括以下步骤：

步骤401、五轴高效数控花键铣床的治具对传动轴外花键坯料进行定位；

步骤402、五轴高效数控花键铣床的自动对齿机构进行对齿操作；

步骤403、硬质合金花键滚刀切入外花键，以预定转速和预定进给量完成外花键的精铣加工。

五轴高效数控花键铣床对传动轴外花键的精铣作业包括以下步骤：

首先，将传动轴外花键坯料放置于五轴高效数控花键铣床的治具内，通过治具对传动轴外花键坯料进行定位，使传动轴外花键坯料在进行精铣加工时，能够始终保持稳定，避免加工时传动轴外花键坯料出现松脱移位设置飞出的情况，并且保证精铣加工的稳定性和精度，进而保证最终的传动轴外花键的齿形精度和表面粗糙度达到要求。

下一步，通过五轴高效数控花键铣床的自动对齿机构完成传动轴外花键的对齿操作，使传动轴外花键坯料旋转至预定位置后停止，以确定花键滚刀的切入位置，从而提升加工精度，同时也显著地提高了加工效率。

下一步，在确定花键滚刀的切入位置后，通过花键滚刀驱动装置花键滚刀进入加工位，花键滚刀驱动装置也同时驱动花键滚动以预定的转速和进给量运转，从而通过花键滚刀按照展成法完成对传动轴外花键进行精铣，去除掉预留的铣削余量，形成最终齿形满足要求的外花键，同时通过精铣也将由于淬火工艺产生的外花键齿形的形变去除掉，以提高外花键的齿形精度和表面粗糙度，使外花键齿形满足DIN5480的8级精度要求。

在该实施例中，优选地，由于对传动轴外花键的精铣的操作步骤位于对传动轴外花键进行淬火处理之后，此时传动轴外花键的硬度高达HRC52.0-58.0，为了能够通过花键滚刀对传动轴外花键进行精铣作业，花键滚刀的硬度为HRC63.0-66.0。

在该实施例中，优选地，花键滚刀为硬质合金花键滚刀，硬质合金花键滚刀的硬度能够达到HRC63.0-66.0，从而通过硬质合金花键滚刀能够对传动轴外花键进行精铣作业，以去除掉预留的铣削余量和淬火变形，获得齿形精度和表面粗糙度满足要求的传动轴外花键。

在本申请的一个实施例中，优选地，在完成步骤200中外花键过渡齿形的加工后预留的铣削余量为0.36mm-0.43mm；通过预留适宜的铣削余量，使得在能够快速地去取掉铣削余量的同时，也将外花键齿形由于淬火处理发生的变形去除掉，从而最终满足要求的传动轴外花键的同时，使传动轴外花键的齿形精度和表面粗糙度满足要求。

在本申请的一个实施例中，优选地，为了在完成精铣后即可获得齿形精度和表面粗糙度满足要求的外花键，而不再需要进一步对外花键进行抛丸和打磨；花键滚刀在对传动轴外花键进行精铣时，控制花键滚刀以较高的预定转速和较低的进给量对传动轴外花键进行精铣。

优选地，花键滚刀的转速为400r/min-450r/min，花键滚刀的进给量为25mm/min。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、对传动轴外花键坯料进行精车外圆加工；

步骤200、在所述传动轴外花键坯料的外圆面上加工出外花键的过渡齿形，并预留后续铣削余量；

步骤300、进行淬火处理；

步骤400、对所述外花键进行精铣，去除所述铣削余量，完成所述外花键的精铣成形。

2.根据权利要求1所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，在所述步骤300中，经过淬火处理后的所述外花键的硬度为HRC52.0-58.0。

3.根据权利要求1所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，在所述步骤400中，通过五轴高效数控花键铣床对所述外花键进行精铣。

4.根据权利要求3所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，所述五轴高效数控花键铣床包括花键滚刀；

所述花键滚刀切入所述外花键并按照展成法完成所述外花键的精铣成形。

5.根据权利要求4所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，所述花键滚刀的硬度为HRC63.0-66.0。

6.根据权利要求5所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，所述花键滚刀为硬质合金花键滚刀。

7.根据权利要求4所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，在所述步骤400中，所述花键滚刀以预定转速和预定进给量对所述外花键的齿形进行精铣。

8.根据权利要求4所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，所述花键滚刀的进给量为25mm/min，所述花键滚刀的转速为400-450r/min。

9.根据权利要求1所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，在所述步骤200中，所述铣削余量为0.36mm-0.43mm。

10.根据权利要求4所述的传动轴外花键精铣成形方法，其特征在于，所述五轴高效数控花键铣床在对所述外花键进行精铣时，包括以下步骤：

步骤401、所述五轴高效数控花键铣床的治具对所述传动轴外花键坯料进行定位；

步骤402、所述五轴高效数控花键铣床的自动对齿机构进行对齿操作；

步骤403、所述花键滚刀切入所述外花键，以预定转速和预定进给量完成所述外花键的精铣加工。

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