CN113020913A - 挠性接头加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种挠性接头加工方法，包括步骤：将棒料安装于车铣复合机床的车削主轴上，车削棒料外圆周表面；通过车削主轴分度，在棒料外圆周表面铣削出四个沿棒料的周向均匀分布的平面；在各个平面上分别铣削出两个半圆孔，且各个平面上的两个半圆孔的半圆弧开口相反；分别对各个平面上的各个半圆孔的半圆弧进行镗削；在棒料第二端中心加工通孔；在通孔与棒料第二端对应的一端进行扩孔；在扩孔的孔壁加工螺纹；车削棒料第一端；切断棒料第一端。利用车铣复合机床加工挠性接头，可在一次装夹中完成挠性接头全部切削加工，消除二次装夹带来的误差，提高挠性接头的加工精度，免去传统工艺中的研磨调整工序，极大的减少了加工时间，提高了加工效率。

Description

挠性接头加工方法

技术领域

本发明涉及挠性接头加工技术领域，特别是涉及一种挠性接头加工方法。

背景技术

挠性接头是动调陀螺中的关键零件。参考图1所示，挠性接头主要包括粗轴和与粗轴同轴设置的细轴7，粗轴的圆周表面加工有四个平面3，四个平面3沿粗粗轴的周向均匀分布。各个平面均设有细颈薄壁结构5。细颈薄壁结构5主要由两个对称设置的半圆孔4形成，且两个半圆孔4的半圆弧开口方向相反。粗轴远离细轴7的一端的外圆周表面还设有细槽6。挠性接头在挠性转动和摆动的过程中所产生的扭矩和弯矩的一致性决定了它的使用性能，因此需要通过严格控制细颈薄壁结构的尺寸精度使其刚度一致性提高。在传统加工中，挠性杆件的加工工艺为：车削外轴、铣削四个平面、铣削细颈、精镗细颈、线切割切缝、测试、手工研磨调整细颈厚度。加工细颈薄壁结构时，每铣削完成一个面，需要对工件进行重新装夹，而装夹误差会直接复映到细颈薄壁结构的位置偏差上。因此，这种加工方法得到的零件无法直接投入使用，需要后期由人工反复测量研磨。因此，现有技术中对于挠性接头的加工工艺存在着加工误差大、效率低、成本高、质量差等问题。如何解决现有技术中所采用的加工工艺所存在的加工误差大、效率低、成本高以及质量差的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够解决现有技术中挠性接头加工工艺存在的上述问题的挠性接头加工方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种挠性接头加工方法，其特征在于，包括步骤：车外圆，将棒料第一端安装于车铣复合机床的车削主轴上，车削所述棒料第二端外圆周表面；铣平面，通过所述车削主轴分度，在所述棒料外圆周表面铣削出四个沿所述棒料的周向均匀分布的平面；铣半圆孔，通过所述车削主轴分度，在各个所述平面上分别铣削出两个半圆孔，且各个所述平面上的两个所述半圆孔的半圆弧开口相反，以形成细颈薄壁结构；镗半圆孔，通过所述车削主轴分度，分别对各个所述平面上的各个所述半圆孔的半圆弧进行镗削；钻孔，在所述棒料第二端中心加工通孔；扩孔，在所述通孔与所述棒料第二端对应的一端进行扩孔；攻丝，在所述扩孔的孔壁加工螺纹；车外圆，车削所述棒料第一端；切断，切断所述棒料第一端。

进一步地，在所述铣半圆孔步骤中，通过设置于所述车铣复合机床的铣削主轴上的铣刀铣削各个所述半圆孔，在所述镗半圆孔步骤中，通过装夹于所述铣刀刀柄上的镗刀对各个所述半圆孔进行镗削。

进一步地，所述镗刀为单刃镗刀。

进一步地，在车削所述棒料第二端外圆周表面时，先对所述棒料进行粗车，再对所述棒料进行精车。

进一步地，在车削所述棒料第一端时，先利用高速钢车刀对其粗车，再利用硬质合金铣刀对其进行车铣。

进一步地，在所述切断步骤后，利用线切割在所述棒料第二端外圆表面加工细槽。

进一步地，在所述镗半圆孔步骤中，所述镗刀为定尺寸刀具。

进一步地，所述棒料的材料为马氏体时效钢。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的一种挠性接头加工方法，包括步骤：车外圆，将棒料第一端安装于车铣复合机床的车削主轴上，车削棒料第二端外圆周表面；铣平面，通过车削主轴分度，在棒料外圆周表面铣削出四个沿棒料的周向均匀分布的平面；铣半圆孔，通过车削主轴分度，在各个平面上分别铣削出两个半圆孔，且各个平面上的两个半圆孔的半圆弧开口相反，以形成细颈薄壁结构；镗半圆孔，通过车削主轴分度，分别对各个平面上的各个半圆孔的半圆弧进行镗削；钻孔，在棒料第二端中心加工通孔；扩孔，在通孔与棒料第二端对应的一端进行扩孔；攻丝，在扩孔的孔壁加工螺纹；车外圆，车削棒料第一端；切断，切断棒料第一端。

如此设置，本发明提供的挠性接头加工方法具有以下优点：

1.本发明利用车铣复合机床加工挠性接头，能够在一次装夹中完成挠性接头全部切削加工，消除了二次装夹带来的误差，提高了挠性接头的加工精度。

2.本发明提供的挠性接头加工方法可一次性加工出尺寸精度合格的细颈薄壁结构，从而免去传统工艺中的研磨调整工序，极大的减少了加工时间，提高了加工效率；此外，利用车铣复合机床度的特点，使得四个细颈在绝对相同位置完成加工，有利于保证细颈薄壁结构的位置精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中挠性接头的结构示意图；

图2为本发明实施例中车挠性接头第二端外圆时的示意图；

图3为本发明实施例中铣平面时的示意图；

图4为本发明实施例中铣半圆孔时的示意图；

图5为本发明实施例中镗半圆孔时的示意图；

图6为本发明实施例中钻孔时的示意图；

图7为本发明实施例中扩孔时的示意图；

图8为本发明实施例中攻丝时的示意图；

图9为本发明实施例中粗车挠性接头第一端外圆时的示意图；

图10为本发明实施例中车铣挠性接头第一端外圆时的示意图；

图11为发明实施例中车断时的示意图。

附图标记说明：1、挠性接头；2、卡盘；3、平面；4、半圆孔；5、细颈薄壁结构；6、细槽；7、细轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

如图1-11所示，本发明实施例提供的一种挠性接头加工方法，包括步骤：车外圆、铣平面、铣半圆孔、镗半圆孔、钻孔、扩孔、攻丝、车外圆以及切断。

参考图2所示，车外圆时，将棒料第一端装夹于车铣复合机床的车削主轴上，并车削棒料第二端的外圆周表面。例如，可以将棒料装夹于车削主轴的卡盘2上。需要说明的是，车铣复合机床属于现有技术中的产品，主要包括车削主轴和铣削主轴。可选地，可以将棒料先粗车至Φ7.5-8mm，再将棒料精车至Φ7.2mm。

参考图3所示，铣平面时，通过车削主轴带动棒料进行分度，在棒料外圆周表面铣削出四个平面3，并且四个平面3沿棒料的周向均匀分布。例如，可以在铣削主轴上装夹Φ5的硬质合金端面铣刀，以用于铣削各个平面3。各个平面3均可以是长度为7mm,宽度为5.08mm的方形结构。

参考图4所示，铣半圆孔时，通过车削主轴分度，在各个平面3上分别铣削出两个半圆孔4，参考图1所示，各个平面3上的两个半圆孔4的半圆弧开口相反，以形成细颈薄壁结构5。可选地，通过Φ2mm的硬质合金铣刀利用圆弧插补的方式，铣削各个半圆孔4的半圆弧，将各个半圆弧加工至半径为R1.45mm，各个半圆孔4的深度为1.5mm，而细颈薄壁结构5最薄处的厚度为0.1mm。采用直径Φ2mm的硬质合金铣刀加工出的半圆孔质量更好。采用直径大于Φ2mm的硬质合金铣刀会导致误差直接反应在圆弧结构上，不利于补偿和调整。而采用直径小于Φ2mm的硬质合金铣刀会使切削速度下降，不利于加工。

参考图5所示，镗半圆孔，通过车削主轴分度，在铣削主轴上装夹镗刀，以分别对各个平面3上的各个半圆孔4的半圆弧进行镗削。可选地，将各个半圆孔4的半圆弧精镗至R1.5mm，而细颈薄壁结构5最薄处的厚度为0.04mm。

参考图6所示，钻孔时，在棒料第二端中心加工通孔，通孔沿棒料轴向贯穿设置。例如，可以在铣削主轴上装夹Φ2mm钻头，以对棒料进行钻孔。

参考图7所示，扩孔时，在通孔与棒料第二端对应的一端进行扩孔。例如，可以在铣削主轴上装夹Φ3mm硬质合金铣刀，将端面进行扩孔，扩孔孔径为5mm，深度为3.5mm。

参考图8所示，攻丝，在扩孔的孔壁加工螺纹。例如，可在铣削主轴装夹M5机用丝锥，在上一步Φ5mm内孔的基础上加工出M5螺纹。

参考图9、10所示，车外圆，对棒料第一端的外圆周面进行车削，以形成位于棒料第一端的细轴7。可选地，可先利用高速钢车刀对其粗车，再利用硬质合金铣刀对其进行车铣，车铣可以保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。

参考图11所示，切断，利用车断刀切断零件的细轴7。最后，可以利用线切割工序完成对挠性接头1上细槽6的加工。

如此设置，本发明提供的挠性接头1加工工艺具有以下优点：

本发明利用车铣复合机床加工挠性接头1，能够在一次装夹中完成挠性接头1全部切削加工，消除了二次装夹带来的误差，提高了挠性接头1的加工精度。

本发明提供的挠性接头1加工工艺可一次性加工出尺寸精度合格的细颈薄壁结构5，从而免去传统工艺中的研磨调整工序，极大的减少了加工时间，提高了加工效率；此外，利用车铣复合机床度的特点，使得四个细颈薄壁结构5在绝对相同位置完成加工，有利于保证细颈的位置精度。

一些实施例中，在铣半圆孔4步骤中，通过设置于车铣复合机床的铣削主轴上的铣刀铣削各个半圆孔4，在镗半圆孔4步骤中，通过装夹于铣刀刀柄上的镗刀对各个半圆孔4进行镗削。如此设置，将镗刀直接装夹于铣刀刀柄上，无需使用镗刀头，从避免镗刀头过于笨重导致的转动不平衡问题。此外，镗刀可通过铣削主轴的位置来补偿铣刀直径与所需加工孔壁直径之间的误差。

可选地，镗刀为单刃镗刀。如此设置，其刀尖钝圆半径小，便于下屑，并且在切削过程中，切削轨迹简单，切削下屑过程平稳，能极大的提升零件的表面质量。

一些实施例中，在镗半圆孔4步骤中，镗刀为定尺寸刀具。如此设置，镗刀在镗削过程中不进行圆弧插补，而是依靠刀具直径选取和机床运动的控制，实现细颈圆弧薄壁厚度的尺寸要求。这种无插补的镗削运动，可很好的提升内孔的圆度和内孔的表面粗糙度

一些实施例中，挠性接头1的原始材料为马氏体时效钢。例如，恒弹性合金3J33马氏体时效钢，其基本性能：弹性模量E＝180000-190000MPa、刚性模量G＝69168MPa、洛氏硬度HRC＝42-55、泊松比ν＝0.3。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种挠性接头加工方法，其特征在于，包括步骤：

车外圆，将棒料第一端安装于车铣复合机床的车削主轴上，车削所述棒料第二端外圆周表面；

铣平面，通过所述车削主轴分度，在所述棒料外圆周表面铣削出四个沿所述棒料的周向均匀分布的平面；

铣半圆孔，通过所述车削主轴分度，在各个所述平面上分别铣削出两个半圆孔，且各个所述平面上的两个所述半圆孔的半圆弧开口相反，以形成细颈薄壁结构；

镗半圆孔，通过所述车削主轴分度，分别对各个所述平面上的各个所述半圆孔的半圆弧进行镗削；

钻孔，在所述棒料第二端中心加工通孔；

扩孔，在所述通孔与所述棒料第二端对应的一端进行扩孔；

攻丝，在所述扩孔的孔壁加工螺纹；

车外圆，车削所述棒料第一端；

切断，切断所述棒料第一端。

2.根据权利要求1所述的挠性接头加工方法，其特征在于，在所述铣半圆孔步骤中，通过设置于所述车铣复合机床的铣削主轴上的铣刀铣削各个所述半圆孔，在所述镗半圆孔步骤中，通过装夹于所述铣刀刀柄上的镗刀对各个所述半圆孔进行镗削。

3.根据权利要求2所述的挠性接头加工方法，其特征在于，所述镗刀为单刃镗刀。

4.根据权利要求1所述的挠性接头加工方法，其特征在于，在车削所述棒料第二端外圆周表面时，先对所述棒料进行粗车，再对所述棒料进行精车。

5.根据权利要求1所述的挠性接头加工方法，其特征在于，在车削所述棒料第一端时，先利用高速钢车刀对其粗车，再利用硬质合金铣刀对其进行车铣。

6.根据权利要求1所述的挠性接头加工方法，其特征在于，在所述切断步骤后，利用线切割在所述棒料第二端外圆表面加工细槽。

7.根据权利要求2所述的挠性接头加工方法，其特征在于，在所述镗半圆孔步骤中，所述镗刀为定尺寸刀具。

8.根据权利要求1所述的挠性接头加工方法，其特征在于，所述棒料的材料为马氏体时效钢。

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