CN113681243A - 一种花键型芯轴的加工方法及专用可调角度磁盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种花键型芯轴的加工方法及专用可调角度磁盘。该加工方法先将型芯轴加工成为两段阶梯轴结构，然后在型芯轴的轴向加工对称四等分平面，再在平面上沿轴线加工弧形通槽，然后在弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽和后端角度段弧形槽。可调角度磁盘包括固定底座和磁盘，磁盘通过磁盘旋转轴转动安装在固定底座上，固定底座上设有能够限制磁盘旋转轴转动的锁紧螺栓，磁盘限位轴和固定底座之间设置有角度调整块规。本发明加工方法能够实现型芯轴微小角度的加工，使产品能顺利脱模，可调角度磁盘通过锁紧螺栓限制磁盘旋转轴转动，可消除常规的孔轴配合间隙对精度的影响，磁盘角度调节范围为‑1.5°~25°。

Description

一种花键型芯轴的加工方法及专用可调角度磁盘

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种花键型芯轴的加工方法及专用可调角度磁盘。

背景技术

旋锻加工是使用旋转锻压机进行的加工工艺，旋转锻压机是锻造与轧制相结合的锻压机械。在旋转锻压机上，变形过程是由局部变形逐渐扩展而完成的，所以变形抗力小、机器质量小、工作平稳、无震动，易实现自动化生产。

旋锻模中的型芯轴主要是用于汽车转向器、转轴等部件的生产制造，其是汽车部件生产的核心部件，旋锻模型芯轴的形状结构和加工精度关系到产品质量，其会直接影响锻打出来的产品内腔形状及精度，同时也会影响芯轴的使用寿命，因此型芯轴的加工方法、加工精度及工装治具的制造使用对产品的质量起着至关重要的作用。

在旋锻加工过程中，旋锻模型芯轴部件用于插入到产品内孔中，对产品进行旋锻锻打形成轴的内凸键腔体，轴腔体与转向盘的插杆连接从而起到调节方向盘高低的作用，采用该加工方式，能够降低产品内部形状的加工成本，但同时也会存在一些问题，在锻打的过程当中，产品会对型芯轴造成挤压，增加两者之间的摩擦力，导致产品加工成型后不能顺利脱模，为了解决该技术问题，需要对型芯轴的结构进行调整，其可以通过调整型芯轴上槽的微小角度来实现产品的顺利脱模，但是一般车铣复合和加工中心机床都很难加工，特别是对于角度槽两端的段差只有0.04mm或更小的情况，没有好的加工方法及工装治具无法满足生产的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有车铣复合和加工中心机床不适用于加工具有微小角度槽的型芯轴的技术问题，提供一种花键型芯轴的加工方法，能够实现型芯轴花键槽直段圆弧和微小角度段圆弧的加工，从而加工出能够满足生产要求的型芯轴，降低产品在旋锻过程中对型芯轴的挤压，减小摩擦力，使产品能够顺利脱模。

本发明的另一目的是为了解决现有车铣复合和加工中心机床设备无法加工出具有微小角度槽的型芯轴的技术问题，提供一种加工花键型芯轴的专用可调角度磁盘，磁盘可调角度范围为-1.5°~25°，能够实现型芯轴槽的微小角度的加工，通过锁紧螺栓锁紧和限制磁盘旋转轴转动，可消除常规的孔轴配合间隙对精度的影响，稳定性更好，定位更准确。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种花键型芯轴的加工方法，先将型芯轴加工成为两段阶梯轴结构，然后在两段阶梯轴的轴向加工对称四等分平面，再在平面上沿轴线加工弧形通槽，然后在弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽和后端角度段弧形槽，具体包括以下几个步骤：

S1：外圆磨床加工两段阶梯轴，具体步骤为：

1）将型芯轴通过外圆磨床两端的合金顶尖顶在外圆磨床上，进行两段阶梯轴大端的粗加工和精加工，再进行两段阶梯轴小端的粗加工和精加工，粗加工给精加工留量0.05mm，保证直线度在0.01mm以内；

2）将砂轮修整相应角度，进行两段阶梯轴大端和小端的角度连接加工，保证角度连接长度；

3）精加工型芯轴两端部位置处的角度；

S2：型芯轴外圆两段阶梯结构加工完成后，平面磨床沿型芯轴轴向加工四等分平面，K4为相对称的两平面的间距值，具体步骤为：

1）加工第一面和第二面：将可调角度磁盘调整为水平状态，将型芯轴放置在可调角度磁盘上，用挡块一和挡块二夹持型芯轴对其做Y轴向定位，用挡块三顶在型芯轴左侧限制其向左移动，以两段阶梯轴大端的轴径为基准加工基准面，加工基准面时要先测量两段阶梯轴大端轴径的实际尺寸，实际尺寸减去相对称的两平面的间距值K4后除于2是理论单面需要磨去的量A，磨基准面时的下量B不能超过理论单面需要磨去的量A，基准面磨完后剩余量E，剩余待磨量C，再以基准面为基准吸在磁盘上加工第一面，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第一面为基准吸在磁盘上加工第二面，磨去待磨量C；

2）加工第三面和第四面：用挡块一和挡块二在磁盘上夹持型芯轴已加工好的第一面和第二面，保证产品垂直度，然后进行型芯轴第三面的加工，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第三面为基准吸在磁盘上加工第四面，同样磨去理论单面需要磨去的量A；

S3：在型芯轴四等分平面上沿轴线加工R5弧形通槽，K3为相对称的两通槽槽底的间距值，首先将砂轮R5修整至中差用投影仪样板，检测砂轮R5是否合格，再将型芯轴靠在磁盘挡板上，然后上磁吸住型芯轴下面的面，R5弧形通槽要对称粗加工，然后再对称半精加工；

S4：在R5弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽，L1为先端直线段弧形槽的长度，K1为先端直线段弧形槽一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，K2为先端直线段弧形槽另一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，且K1=K2＜K3，K2测量点位置为先端直线段弧形槽与后端角度段弧形槽相交汇位置，将机床砂轮中心调整至K2测量点位置，然后调整机床右侧限位块与限位柱靠实锁紧，机床左侧限位块调到机床行程的最左侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点位置与机床左侧限位块之间的范围内，完成先端直线段弧形槽的加工，先端直线段弧形槽要对称粗加工，然后在对称精加工；

S5：在R5弧形通槽的基础上加工后端角度段弧形槽，L2为后端角度段弧形槽的长度，相对称的两角度段弧形槽槽底的最小间距值为K2，最大间距值为K3，将可调整角度磁盘根据角度段弧形槽待加工的角度进行调整，并将与该角度相对应的块规放到可调角度磁盘的磁盘限位轴下方后将锁紧螺栓锁紧，然后将机床砂轮中心调整至K2测量点位置，再调整机床左侧限位块与限位柱靠实锁紧，机床右侧限位块调到机床行程的最右侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点与机床右侧限位块之间的范围内，完成后端角度段弧形槽的加工，后端角度段弧形槽要对称粗加工，然后在对称精加工。

进一步地，在步骤S1中，将砂轮修整为30度角度，进行两段阶梯轴大端和小端的30度角度连接加工；型芯轴两端的角度精加工成30度角度。

进一步地，在步骤S2中，在基准面及四个平面磨削加工过程中尺寸公差要控制在±0.002mm以内，以保证平面的对称度在0.005mm以内，平行度在0.01mm以内，相邻两平面的垂直度在0.01mm以内。

进一步地，在步骤S3中，R5弧形通槽粗加工留量0.05mm，半精加工留量0.01mm。

进一步地，在步骤S4和步骤S5中，K2测量点位置处容易烧伤，每次进给量要小，不能连续进给，每次进给后要光刀无火花后再二次进给。

进一步地，在步骤S4和步骤S5中，弧形槽粗加工时砂轮修整粗造些防止烧伤，留量0.01后精加工，精加工时砂轮修整要达到光洁度Ra0.3-0.4之间，砂轮修整不能过细，过细容易烧伤。

进一步地，在步骤S5中， K2测量点位置容易造成过切现象，砂轮移动到K2测量点位置后，左侧限位块再向右移动0.3mm，避免过切现象保证顺滑过渡。

本发明为实现上述另一目的所采用的技术方案是：一种用于花键型芯轴加工的专用可调角度磁盘，包括固定底座和磁盘，

所述固定底座的一端对称设置有磁盘安装座，磁盘安装座上开设有安装孔和与其相连通的夹紧开槽，所述固定底座上开设有外侧直径大于内侧直径的阶梯孔，所述阶梯孔位于夹紧开槽下方并与其相连通，所述磁盘安装座上开设有内螺纹锁紧孔，所述内螺纹锁紧孔位于夹紧开槽上方并与其相连通，所述内螺纹锁紧孔和阶梯孔位置相互对应，还包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓一端穿过阶梯孔及夹紧开槽与内螺纹锁紧孔螺纹连接，锁紧螺栓另一端置于阶梯孔中；

所述磁盘底部两端分别安装有磁盘旋转轴和磁盘限位轴，磁盘通过磁盘旋转轴转动安装在固定底座上，磁盘旋转轴转动设于两安装孔内，所述磁盘限位轴和固定底座之间设置有角度调整块规，所述角度调整块规置于固定底座的基准面上，磁盘限位轴抵靠在角度调整块规上，角度调整块规的厚度与磁盘的角度相适配，所述磁盘的侧方还设置有磁盘挡板，所述磁盘挡板上端高于磁盘上表面。

进一步地，所述磁盘底部两端分别开设有凹槽，两凹槽位置处通过螺丝分别安装磁盘旋转轴和磁盘限位轴，所述磁盘旋转轴和磁盘限位轴均凸出凹槽开口，所述磁盘上开设有与螺丝相匹配的固定孔。

进一步地，所述磁盘的角度调节范围为-1.5°~25°。

本发明花键型芯轴的加工方法具有以下有益效果：

本发明花键型芯轴在可调角度磁盘上完成一系列加工工序过程，可调角度磁盘的角度调节范围为-1.5°~25°，能够实现型芯轴直线段和角度段弧形槽的加工，并且能够实现段差只有0.04mm的弧形槽微小角度的加工，加工精度较高，加工出的型芯轴结构紧凑，采用本发明的加工方法能够满足型芯轴的使用精度，增加型芯轴的使用寿命，同时对型芯轴花键槽微小角度的加工，能够降低产品在旋锻过程中对型芯轴的挤压，减小摩擦力，使产品能够顺利脱模，适用于具有该技术要求的产品的生产加工，进而使产品在市场中更加有竞争力。

本发明用于加工花键型芯轴的可调角度磁盘具有以下有益效果：

本发明可调角度磁盘通过选择不同高度的角度调整块规支撑在磁盘限位轴下方实现磁盘的角度调节，磁盘的角度调节范围为-1.5°~25°，通过锁紧螺栓锁紧安装孔从而限制磁盘旋转轴转动，可消除常规的孔轴配合间隙对精度的影响，稳定性更好，磁盘角度定位更准确，本发明的可调角度磁盘设计精巧，结构简单，操作方便，实用性强，可提高加工效率30%以上，当磁盘精度出现误差时，易损零部件容易更换，造价低，十分灵活，从而提高了加工能力及市场占有率。

附图说明

图1为本发明加工花键型芯轴的专用可调角度磁盘的结构图。

图2为图1的右视图。

图3为本发明加工花键型芯轴专用可调角度磁盘的固定底座结构图。

图4为本发明加工的花键型芯轴的立体结构图。

图5为本发明加工的花键型芯轴的结构主视图。

图6为图5的A-A向剖视图。

图7为图5的B-B向剖视图。

图8为图5的C-C向视图。

图9为图8的D-D向剖视图。

图10为本发明花键型芯轴基准面加工示意图。

图11a为本发明花键型芯轴磨基准面示意图。

图11b为本发明花键型芯轴磨第一面示意图。

图11c为本发明花键型芯轴磨第二面示意图。

图11d为本发明花键型芯轴磨第三面示意图。

图11e为本发明花键型芯轴磨第四面示意图。

图12为本发明花键型芯轴R5弧形通槽加工示意图。

图13为本发明花键型芯轴先端直线段弧形槽加工示意图。

图14为本发明花键型芯轴后端角度段弧形槽加工示意图。

图中：1.固定底座，2.磁盘，3.磁盘旋转轴，4.磁盘限位轴，5.磁盘挡板，6.锁紧螺栓，7.角度调整块规，8.固定孔，9.安装孔，10.夹紧开槽，11.阶梯孔，12.内螺纹锁紧孔，13.挡块一，14.挡块二，15.挡块三，16.砂轮，17.型芯轴，18.基准面，19.第一面，20.第二面，21.第三面，22.第四面，23.先端直线段弧形槽，24.后端角度段弧形槽，25.机床工作台，26.限位柱，27.左侧限位块，28.右侧限位块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。

如图1-3所示，加工花键型芯轴的专用可调角度磁盘，包括固定底座1和磁盘2。

固定底座1的一端对称设置有磁盘安装座，磁盘安装座上开设有安装孔9和与其相连通的夹紧开槽10，具体地，安装孔9为通孔且沿磁盘安装座Y轴方向设置，夹紧开槽10沿磁盘安装座X轴方向设置，且一端与安装孔9相连通，另一端具有开口，固定底座1上开设有外侧直径大于内侧直径的阶梯孔11，阶梯孔11位于夹紧开槽10下方并与其相连通，磁盘安装座上开设有内螺纹锁紧孔12，内螺纹锁紧孔12位于夹紧开槽10上方并与其相连通，内螺纹锁紧孔12和阶梯孔11位置相互对应，还包括锁紧螺栓6，锁紧螺栓6一端穿过阶梯孔11及夹紧开槽10与内螺纹锁紧孔12螺纹连接，锁紧螺栓6另一端置于阶梯孔11中。

磁盘2底部两端分别开设有凹槽，两凹槽位置处通过螺丝分别安装有磁盘旋转轴3和磁盘限位轴4，磁盘旋转轴3和磁盘限位轴4均凸出凹槽开口，磁盘2上开设有与螺丝相匹配的固定孔8，磁盘2通过磁盘旋转轴3转动安装在磁盘安装座上，磁盘旋转轴3转动设于两安装孔10内，使得磁盘2可以绕着固定底座1的一端相对转动，磁盘限位轴4和固定底座1之间设置有角度调整块规7，角度调整块规7置于固定底座1的基准面上，磁盘限位轴4抵靠在角度调整块规7上，固定底座1的基准面与磁盘2的下表面不接触，角度调整块规7的厚度与磁盘调整的角度相适配，磁盘2的角度调节范围为-1.5°~25°，当磁盘限位轴4与固定底座1之间垫4mm厚度的角度调整块规7时，磁盘2为水平状态，当磁盘限位轴4与固定底座1之间垫63.392mm厚度的角度调整块规7时，磁盘2的角度为25°，当磁盘限位轴4抵靠在固定底座1的基准面上时，磁盘2的角度为-1.5°。

磁盘2的侧方还设置有磁盘挡板5，磁盘挡板5通过四个螺丝固定在磁盘2上，磁盘挡板5上端高于磁盘2上表面，磁盘挡板5的作用是固定产品杆径或方杆的平面，控制产品轴向与机床X轴平行以及Y轴向的定位，可调角度磁盘使用时，磁盘挡板5平行于机床X轴运动，通过砂轮内侧面的磨削将磁盘挡板5的定位部分磨至网纹，使其与机床X轴平行精度达到0.001以内。

本发明可调角度磁盘使用时，将其安装到机床工作台25上，调节锁紧螺栓6，松开安装孔9，磁盘旋转轴3在安装孔9内旋转，从而调节磁盘2角度，根据产品角度要求选择不同的块规支撑在磁盘限位轴4下方，垫上块规后再调节锁紧螺栓6，锁紧安装孔9限制磁盘旋转轴3转动，从而固定磁盘2角度，通过锁紧螺栓6对磁盘旋转轴3锁紧固定，可消除常规的孔轴配合间隙对精度的影响，稳定性更好，通过块规与锁紧螺栓6的相互配合，使磁盘2角度定位更准确、更方便，另外磁盘2在机床上磨削使其基准面平面度在1μ以内，保证磁台与设备的平行度，进而使所调整的角度更为精确，本发明的可调角度磁盘设计精巧，结构简单，操作方便，实用性强，可提高加工效率30%以上，当磁盘精度出现误差时，易损零部件容易更换，造价低，十分灵活，从而提高了加工能力及市场占有率。

一种花键型芯轴的加工方法，先将型芯轴17加工成为两段阶梯轴结构，然后在两段阶梯轴的轴向加工对称四等分平面，再在平面上沿轴线加工弧形通槽，然后在弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽23和后端角度段弧形槽24，具体包括以下几个步骤：

S1：外圆磨床加工两段阶梯轴，如图9所示，两段阶梯轴尺寸分别为Φ21.21和Φ20，通过30度角度连接，左端端部为Φ10，通过30度角度与Φ20连接起型芯轴导入作用，右端30度角度是拉出型芯轴起导向作用，具体步骤为：

1）首先外圆磨床的头架和尾座安装60度合金顶尖，两合金顶尖分别顶在型芯轴17两端将其顶在外圆磨床上，头架和尾座的等高性非常重要，中心夹安装在型芯轴17一端带动其转动，进行两段阶梯轴大端Φ21.21的粗加工和精加工，再将中心夹换位到型芯轴17的另一端进行两段阶梯轴小端Φ20的粗加工和精加工，粗加工给精加工留量0.05mm，由于产品要求直线度0.01mm以内，精加工前要验证产品两端及中间尺寸是否一致，需保证产品直线度在要求范围内然后进行精加工；

2）将砂轮修整为30度角度，将工作台的左右行程移到两段阶梯轴小端和大端角度连接位置处，然后将限位块调整固定，进行两段阶梯轴大端Φ21.21和小端Φ20的30度角度连接加工，保证30度角度连接长度；

3）通过车床精加工型芯轴17左右两端部位置处的30度角度；

S2：型芯轴17外圆两段阶梯结构加工完成后，平面磨床沿型芯轴17轴向加工四等分平面，K4为相对称的两平面的间距值，K4=18.1mm，具体步骤为：

1）加工第一面和第二面：如图10、11a~11c所示，将可调角度磁盘调整为水平状态，将型芯轴17放置在可调角度磁盘上，用挡块一13和挡块二14夹持型芯轴17对其做Y轴向定位，挡块一13和挡块二14垂直度在0.003mm以内，用于产品垂直度夹紧加工，用挡块三15顶在型芯轴17左侧限制其向左移动，以两段阶梯轴大端的轴径为基准加工基准面18，加工基准面18时要先测量两段阶梯轴大端轴径的实际尺寸，实际尺寸减去相对称的两平面的间距值K4后除于2是理论单面需要磨去的量A，磨基准面时的下量B不能超过理论单面需要磨去的量A，基准面磨完后剩余量E，剩余待磨量C，再以基准面18为基准吸在磁盘上加工第一面19，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第一面19为基准吸在磁盘上加工第二面20，磨去待磨量C，上述加工每步公差控制在±0.002mm以内，这样加工完的两平面的对称度保证在0.005mm以内，平行度保证在0.01mm以内；

2）加工第三面和第四面：如图11d和11e所示，用挡块一13和挡块二14在磁盘上夹持型芯轴17已加工好的第一面19和第二面20，保证产品垂直度，挡块三15放在型芯轴17左端用于限制其向左移动，然后进行型芯轴17第三面21的加工，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第三面21为基准吸在磁盘上加工第四面22，同样磨去理论单面需要磨去的量A，该步骤中加工过程中的尺寸公差同样也要控制在±0.002mm以内，这样加工完的两平面的对称度保证在0.005mm以内，平行度保证在0.01mm以内，相邻两平面的垂直度保证在0.01mm以内；

S3：在型芯轴四等分平面上沿轴线加工R5弧形通槽，如图12所示，K3为相对称的两通槽槽底的间距值，K3=16.00mm，K3值的公差为-0.01mm，K3值的R5公差为-0.01mm，需要说明的是先加工通槽再加工直线段和角度段弧形槽，能够降低磨削余量，加工完通槽后余量最小，便于直线段和角度段弧形槽更好的加工，首先将砂轮R5修整至中差用投影仪样板，检测砂轮R5是否合格，再将型芯轴17靠在磁盘挡板5上，然后上磁吸住型芯轴17下面的面，使其在机床上做Y轴、Z轴向定位，R5弧形通槽加工尺寸按K3尺寸上差加工，要对称粗加工，然后再对称半精加工，粗加工留量0.05mm，半精加工留量0.01mm，保证平行度0.01mm以内；

S4：在R5弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽，如图5-7所示，L1为先端直线段弧形槽的长度，L1=170mm，K1为先端直线段弧形槽23一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，K2为先端直线段弧形槽23另一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，且K1=K2＜K3，其中，K1=K2=15.92mm，K1、K2值的公差为-0.01mm，K1、K2值的R5公差为-0.01mm，R5的对称度位置度非常重要，在旋模中起成型作用，直接影响打出来的产品使用精度，K2测量点位置为先端直线段弧形槽23与后端角度段弧形槽24相交汇位置，如图13所示，将机床砂轮16中心调整至直线段长度的右端K2测量点位置，然后调整机床右侧限位块28与限位柱26靠实锁紧，机床左侧限位块27调到机床行程的最左侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点位置（即机床右侧限位块28）与机床左侧限位块27之间的范围内，左侧限位块27和右侧限位块28相对限位柱26水平移动，从而完成先端直线段弧形槽23的加工，先端直线段弧形槽23要对称粗加工，然后在对称精加工，这段尺寸加工过程中K2位置容易烧伤，所以每次进给量要小，不能连续进给，每次进给后要光刀无火花后再二次进给，砂轮修整，粗加工砂轮修整粗造些防止烧伤，留量0.01后精加工，精加工砂轮修整要达到光洁度Ra0.3-0.4之间，砂轮修整不能过细，过细容易烧伤。

S5：在R5弧形通槽的基础上加工后端角度段弧形槽，如图5和图8所示，L2为后端角度段弧形槽24的长度，L2=120mm，相对称的两角度段弧形槽槽底的最小间距值为K2，最大间距值为K3，该最大间距值在型芯轴17最右端的位置，L2角度段长度从K2测量点位置开始渐变到K3测量点位置完成角度渐变，将可调整角度磁盘根据型芯轴两角度段弧形槽的锥度进行调整成负1/2锥度，设：1/2锥度=A，该角度计算具体为：先计算（K3-K2）/2的值，即（16-15.92）/2=0.04mm，然后再计算tanA=0.04/L2，即tanA=0.04/120，换算成角度为A=0.019度，计算0.019度相对应的块规厚度尺寸为0.0499mm，由于当可调角度磁盘为水平状态时，块规的厚度为4mm，因此调整为该负角度时，块规的厚度为4-0.0499=3.9501mm，将厚度为3.9501mm的块规放到可调角度磁盘的磁盘限位轴4下方后，通过锁紧螺栓6锁紧磁盘旋转轴3限制其转动，如图14所示，将机床砂轮16中心调整至K2测量点位置，再调整机床左侧限位块27与限位柱26靠实锁紧，机床右侧限位块28调到机床行程的最右侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点（即机床左侧限位块27）与机床右侧限位块28之间的范围内，左侧限位块27和右侧限位块28相对限位柱26水平移动，从而完成后端角度段弧形槽24的加工，后端角度段弧形槽24要对称粗加工，然后在对称精加工，注意在加工这个尺寸的K2值时由于直段与角度相交容易造成过切现象，所以砂轮16移动到K2位置后，要将左侧限位块27再向右移动0.3mm，避免过切现象保证顺滑过渡，这段角度弧形槽加工也容易烧伤，砂轮修整及进给量同步骤S4，加工好的花键型芯轴如图4所示。

本发明花键型芯轴在可调角度磁盘上完成一系列加工工序过程，可调角度磁盘的角度调节范围为-1.5°~25°，能够实现型芯轴直线段和角度段弧形槽的加工，并且能够实现段差只有0.04mm的弧形槽微小角度的加工，加工精度较高，加工出的型芯轴结构紧凑，采用本发明的加工方法能够满足型芯轴的使用精度，增加型芯轴的使用寿命，同时对型芯轴花键槽微小角度的加工，能够降低产品在旋锻过程中对型芯轴的挤压，减小摩擦力，使产品能够顺利脱模，适用于具有该技术要求的产品的生产加工，进而使产品在市场中更加有竞争力。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：先将型芯轴加工成为两段阶梯轴结构，然后在两段阶梯轴的轴向加工对称四等分平面，再在平面上沿轴线加工弧形通槽，然后在弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽和后端角度段弧形槽，具体包括以下几个步骤：

S1：外圆磨床加工两段阶梯轴，具体步骤为：

1）将型芯轴通过外圆磨床两端的合金顶尖顶在外圆磨床上，进行两段阶梯轴大端的粗加工和精加工，再进行两段阶梯轴小端的粗加工和精加工，粗加工给精加工留量0.05mm，保证直线度在0.01mm以内；

2）将砂轮修整相应角度，进行两段阶梯轴大端和小端的角度连接加工，保证角度连接长度；

3）精加工型芯轴两端部位置处的角度；

S2：型芯轴外圆两段阶梯结构加工完成后，平面磨床沿型芯轴轴向加工四等分平面，K4为相对称的两平面的间距值，具体步骤为：

1）加工第一面和第二面：将可调角度磁盘调整为水平状态，将型芯轴放置在可调角度磁盘上，用挡块一和挡块二夹持型芯轴对其做Y轴向定位，用挡块三顶在型芯轴左侧限制其向左移动，以两段阶梯轴大端的轴径为基准加工基准面，加工基准面时要先测量两段阶梯轴大端轴径的实际尺寸，实际尺寸减去相对称的两平面的间距值K4后除于2是理论单面需要磨去的量A，磨基准面时的下量B不能超过理论单面需要磨去的量A，基准面磨完后剩余量E，剩余待磨量C，再以基准面为基准吸在磁盘上加工第一面，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第一面为基准吸在磁盘上加工第二面，磨去待磨量C；

2）加工第三面和第四面：用挡块一和挡块二在磁盘上夹持型芯轴已加工好的第一面和第二面，保证产品垂直度，然后进行型芯轴第三面的加工，磨去理论单面需要磨去的量A，再以第三面为基准吸在磁盘上加工第四面，同样磨去理论单面需要磨去的量A；

S3：在型芯轴四等分平面上沿轴线加工R5弧形通槽，K3为相对称的两通槽槽底的间距值，首先将砂轮R5修整至中差用投影仪样板，检测砂轮R5是否合格，再将型芯轴靠在磁盘挡板上，然后上磁吸住型芯轴下面的面，R5弧形通槽要对称粗加工，然后再对称半精加工；

S4：在R5弧形通槽的基础上加工先端直线段弧形槽，L1为先端直线段弧形槽的长度，K1为先端直线段弧形槽一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，K2为先端直线段弧形槽另一端部位置处相对称的两弧形槽槽底的间距值，且K1=K2＜K3，K2测量点位置为先端直线段弧形槽与后端角度段弧形槽相交汇位置，将机床砂轮中心调整至K2测量点位置，然后调整机床右侧限位块与限位柱靠实锁紧，机床左侧限位块调到机床行程的最左侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点位置与机床左侧限位块之间的范围内，完成先端直线段弧形槽的加工，先端直线段弧形槽要对称粗加工，然后在对称精加工；

S5：在R5弧形通槽的基础上加工后端角度段弧形槽，L2为后端角度段弧形槽的长度，相对称的两角度段弧形槽槽底的最小间距值为K2，最大间距值为K3，将可调整角度磁盘根据角度段弧形槽待加工的角度进行调整，并将与该角度相对应的块规放到可调角度磁盘的磁盘限位轴下方后将锁紧螺栓锁紧，然后将机床砂轮中心调整至K2测量点位置，再调整机床左侧限位块与限位柱靠实锁紧，机床右侧限位块调到机床行程的最右侧锁紧，机床X轴行程运行控制在K2测量点与机床右侧限位块之间的范围内，完成后端角度段弧形槽的加工，后端角度段弧形槽要对称粗加工，然后在对称精加工。

2.根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S1中，将砂轮修整为30度角度，进行两段阶梯轴大端和小端的30度角度连接加工；型芯轴两端的角度精加工成30度角度。

3.根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S2中，在基准面及四个平面磨削加工过程中尺寸公差要控制在±0.002mm以内，以保证平面的对称度在0.005mm以内，平行度在0.01mm以内，相邻两平面的垂直度在0.01mm以内。

4.根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S3中，R5弧形通槽粗加工留量0.05mm，半精加工留量0.01mm。

5.根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S4和步骤S5中，K2测量点位置处容易烧伤，每次进给量要小，不能连续进给，每次进给后要光刀无火花后再二次进给。

6.根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S4和步骤S5中，弧形槽粗加工时砂轮修整粗造些防止烧伤，留量0.01后精加工，精加工时砂轮修整要达到光洁度Ra0.3-0.4之间，砂轮修整不能过细，过细容易烧伤。

7. 根据权利要求1所述的一种花键型芯轴的加工方法，其特征在于：在步骤S5中， K2测量点位置容易造成过切现象，砂轮移动到K2测量点位置后，左侧限位块再向右移动0.3mm，避免过切现象保证顺滑过渡。

8.一种应用于权利要求1~7任一所述的花键型芯轴加工方法的专用可调角度磁盘，其特征在于：包括固定底座和磁盘，

所述固定底座的一端对称设置有磁盘安装座，磁盘安装座上开设有安装孔和与其相连通的夹紧开槽，所述固定底座上开设有外侧直径大于内侧直径的阶梯孔，所述阶梯孔位于夹紧开槽下方并与其相连通，所述磁盘安装座上开设有内螺纹锁紧孔，所述内螺纹锁紧孔位于夹紧开槽上方并与其相连通，所述内螺纹锁紧孔和阶梯孔位置相互对应，还包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓一端穿过阶梯孔及夹紧开槽与内螺纹锁紧孔螺纹连接，锁紧螺栓另一端置于阶梯孔中；

所述磁盘底部两端分别安装有磁盘旋转轴和磁盘限位轴，磁盘通过磁盘旋转轴转动安装在固定底座上，磁盘旋转轴转动设于两安装孔内，所述磁盘限位轴和固定底座之间设置有角度调整块规，所述角度调整块规置于固定底座的基准面上，磁盘限位轴抵靠在角度调整块规上，角度调整块规的厚度与磁盘的角度相适配，所述磁盘的侧方还设置有磁盘挡板，所述磁盘挡板上端高于磁盘上表面。

9.根据权利要求8所述的一种专用可调角度磁盘，其特征在于：所述磁盘底部两端分别开设有凹槽，两凹槽位置处通过螺丝分别安装磁盘旋转轴和磁盘限位轴，所述磁盘旋转轴和磁盘限位轴均凸出凹槽开口，所述磁盘上开设有与螺丝相匹配的固定孔。

10.根据权利要求8所述的一种专用可调角度磁盘，其特征在于：所述磁盘的角度调节范围为-1.5°~25°。

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