CN115870710B - 一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，涉及齿轮轴精密加工技术的领域，齿轮轴精密螺纹的加工工艺包括S1、下料；S2、冷挤毛坯：按照所需齿轮轴尺寸将适配规格的冷挤压模腔安装至压力机上，接着将毛坯放入冷挤压模腔中，并通过压力机将毛坯的内孔挤压成型，从而制得不同规格尺寸的毛坯；S3、车外圆和螺纹：将夹具调节至适配固定不同规格尺寸的毛坯，并进行夹持固定，接着按照尺寸车阶梯轴同时提高光洁度，随后车末端螺纹，其中车螺纹中径时需根据工艺要求多加工2～3丝；S4、防渗处理；S5、热处理；S6、抛丸；S7、探伤；S8、硬度检测。本申请具有提高小齿轮轴的生产效率，降低加工难度和成本，同时提升小齿轮轴螺纹部分的加工精度的效果。

Description

一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺

技术领域

本申请涉及齿轮轴精密加工技术的领域，尤其是涉及一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺。

背景技术

齿轮轴指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，机器中作回转运动的零件就装在轴上，其因传输动力稳定，传动比相对固定，被广泛应用于各类交通工具或其他生产加工用机械设备等方面。

目前，小齿轮轴的末端设置有螺纹部分，将末端毛坯按照尺寸要求加工完螺纹部分后再去进行热处理的话，总是出现螺纹中径过大的情况，进而就需要待热处理完后之后，再对小齿轮轴的螺纹进行机加工至要求尺寸，这不仅会大大降低生产效率，而且二次加工出现的加工误差也成倍提升，导致螺纹部分的加工精度降低，且热处理后工件硬度也得到巨大的提高，从而导致二次加工的难度也大大加强。

发明内容

为了提高小齿轮轴的生产效率，降低加工难度和成本，同时提升小齿轮轴螺纹部分的加工精度，本申请提供一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺。

本申请提供的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，采用如下的技术方案：

一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，包括以下步骤：

S1、下料：采用20CrMom材质的圆钢毛坯进行切割下料并称重；

S2、冷挤毛坯：按照所需齿轮轴尺寸将适配规格的冷挤压模腔安装至压力机上，接着将毛坯放入冷挤压模腔中，并通过压力机上的凸模对毛坯施加压力，并将内孔挤压成型，从而制得不同规格尺寸的毛坯；

S3、车外圆和螺纹：将夹具调节至适配固定不同长度和直径规格尺寸的毛坯，并将毛坯进行夹持固定，接着按照尺寸车阶梯轴同时提高光洁度，随后车末端螺纹，其中车螺纹中径时需根据工艺要求多加工2～3丝；

S4、防渗处理：对内孔和螺纹部分进行防渗碳处理；

S5、按工艺要求对齿轮轴进行热处理；

S6、抛丸：通过抛丸机对齿轮轴表面进行清理；

S7、通过探伤机对齿轮轴内外表面进行探伤处理；

S8、对齿轮轴螺纹部分进行内、外部硬度检测。

通过采用上述技术方案，其中夹具可根据不同规格尺寸的齿轮轴进行适配调节，从而对不同长度和直径规格尺寸的毛坯进行夹持固定，而无需对不同规格尺寸的齿轮轴进行加工时较为繁琐的更换不同夹具，从而减轻工作人员更换夹具所需的劳动强度和时间，提高工作人员的工作效率；同时在车螺纹中径时根据工艺要求多加工2～3丝，可以使末端毛坯按照尺寸要求加工完螺纹部分并进行热处理后，总体的螺纹中径可以较为精确的达到所需尺寸，而且热处理后工件硬度会得到巨大的提高，采用上述工艺不仅可以减少对小齿轮轴螺纹部分的二次加工，降低加工难度和成本，提高生产效率，而且可以降低二次加工出现的加工误差，提高工作人员对螺纹部分的加工精度。

可选的，在S3中，所述夹具包括可拆卸连接在机床上的支撑板、多个转动连接在支撑板上的支撑块、四个抵接在支撑块上方的夹持块、以及固设在夹持块一侧的定位板；所述支撑块底部与机床上的电机的输出轴可拆卸连接，四个所述夹持块分别位于长方形的四个端角处，四个所述夹持块可插接至齿轮轴一端的内孔中，且相邻两个所述夹持块相互靠近的一侧滑移连接有调节板，将其中两个相互平行的所述调节板设为横向调节板，将另外两个相互平行的所述调节板设为纵向调节板；

还包括螺纹连接在两个横向调节板之间的横向螺杆、两个分别螺纹连接在两个纵向调节板之间的纵向螺杆、转动连接在支撑块上方的驱动套筒、设置在驱动套筒与横向螺杆和纵向螺杆之间用于控制驱动套筒与横向螺杆或纵向螺杆连接的控制组件、设置在驱动套筒与支撑块之间用于带动驱动套筒转动同时对驱动套筒的旋转进行锁定的自锁驱动组件、以及设置在支撑板上方用于将齿轮轴远离其内孔一端进行固定的伸缩固定组件；

所述横向螺杆与纵向螺杆相互垂直，且所述横向螺杆两端的螺纹旋向相反，两个所述纵向螺杆的螺纹旋向相同，所述驱动套筒套设在横向螺杆的外侧且与横向螺杆转动连接。

通过采用上述技术方案，通过夹具将齿轮轴毛坯进行固定时，首先将齿轮轴毛坯一端的内孔套至四个夹持块的外侧，并使齿轮轴毛坯的端部与定位板抵接，接着通过伸缩固定组件将齿轮轴远离其内孔一端进行固定即可实现对齿轮轴的固定，随后通过外界机床上的电机驱动支撑块旋转并通过刀具对齿轮轴毛坯端部进行车螺纹即可；需要对不同长度和直径规格尺寸的齿轮轴毛坯进行固定时，齿轮轴内孔的尺寸会发生变化，为使齿轮轴毛坯在加工过程中不易出现晃动，首先工作人员通过控制组件将驱动套筒与横向螺杆连接，接着通过自锁驱动组件带动驱动套筒转动，驱动套筒带动横向螺杆转动，横向螺杆即可同步带动两个横向调节板相互靠近或远离，两个横向调节板分别带动各自两端的夹持块移动至与齿轮轴内孔横向尺寸相适配，随后工作人员断开驱动套筒与横向螺杆的连接，并使驱动套筒与两个纵向螺杆连接，接着工作人员通过自锁驱动组件控制带动驱动套筒转动，驱动套筒分别带动两个纵向螺杆反向转动，纵向螺杆带动两个纵向调节板相互靠近或远离，两个纵向调节板分别带动各自两端的夹持块移动至与齿轮轴内孔纵向尺寸相适配，即可实现对不同长度和直径规格尺寸的齿轮轴毛坯内孔进行固定，使齿轮轴毛坯在加工过程中不易出现晃动；其中自锁驱动组件和控制组件配合使用，既可带动横向螺杆和纵向螺杆旋转，又可对带动四个夹持块移动至与齿轮轴内孔尺寸相适配后进行锁定，且通过一套自锁驱动组件即可同时实现四个夹持块沿横向和纵向多个位置的调节，使夹具结构更加紧凑。

可选的，所述控制组件包括沿驱动套筒长度方向滑移的控制环、多个固设在控制环一侧的第一连接杆、多个固设在控制环另一侧的第二连接杆、固定套设在横向螺杆外侧的连接环、转动套设在驱动套筒外侧的第一锥齿轮、两个固定套设在纵向螺杆相互靠近一端的第二锥齿轮、以及设置在控制环与支撑块之间用于带动控制环沿驱动套筒长度方向滑移的移动部件；

所述连接环靠近第一连接杆的一侧开设有多个与第一连接杆相适配的第一连接孔，所述第一连接杆可插接至第一连接孔内，所述第一锥齿轮靠近第二连接杆的一侧开设有多个与第二连接杆相适配的第二连接孔，所述第二连接杆可插接至第二连接孔内，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合，且两个第二锥齿轮对称设置。

通过采用上述技术方案，通过控制组件将驱动套筒与横向螺杆连接时，首先工作人员通过移动部件带动控制环和第一连接杆向靠近连接环的一侧移动，并使第一连接杆插接至第一连接孔内，即可实现驱动套筒与横向螺杆的连接当驱动套筒转动时，驱动套筒带动控制环、第一连接杆和连接环转动，连接环即可带动横向螺杆转动；通过控制组件将驱动套筒与纵向螺杆连接时，首先工作人员通过移动部件带动控制环和第二连接杆向靠近第一锥齿轮一侧移动，并使第二连接杆插接至第二连接孔内，即可实现驱动套筒与纵向螺杆的连接，当驱动套筒转动时，驱动套筒带动控制环、第二连接杆和第一锥齿轮转动，第一锥齿轮即可带动第二锥齿轮、纵向螺杆转动；其中工作人员通过移动部件可带动控制环位于驱动套筒长度方向滑移，从而控制驱动套筒分别与横向螺杆和纵向螺杆的连接或断开连接，其操作简单便捷，且使夹具结构更加紧凑，提高机床内部的空间利用率。

可选的，所述移动部件包括转动套设在控制环外侧的移动环、以及固设在移动环下方的移动杆；所述移动杆一端贯穿支撑块且位于支撑块的外侧，所述移动杆与支撑块滑移连接。

通过采用上述技术方案，其中移动环与控制环转动连接，不仅使移动环和移动杆不干涉控制环随驱动套筒的转动，而且工作人员在支撑块外侧即可操控移动环的移动，从而使工作人员操作简单便捷。

可选的，所述自锁驱动组件包括固定套设在驱动套筒外侧的从动齿轮、转动连接在支撑块上的旋转轴、固定套设在旋转轴一端的驱动齿轮、固定套设在旋转轴另一端的蜗轮、以及转动连接在支撑块上的蜗杆；

所述驱动齿轮与从动齿轮相互啮合，所述蜗轮位于支撑块的外侧，且所述蜗杆与蜗轮相互啮合。

通过采用上述技术方案，通过自锁驱动组件带动驱动套筒转动时，首先工作人员转动蜗杆，蜗杆带动与其啮合的蜗轮转动，蜗轮带动旋转轴转动，旋转轴带动驱动齿轮转动，驱动齿轮即可带动从动齿轮和驱动套筒转动；其中蜗轮、蜗杆具有自锁性，当驱动套筒与横向螺杆或纵向螺杆任意一个连接后，因四个夹持块之间相互形成制约，即其中一个夹持块移动四个夹持块均会发生移动，不会发生单独某一个夹持块移动，从而在蜗轮、蜗杆的作用下，同时实现四个夹持块长时间锁定至某一位置，从而提高夹具固定的稳定性，且使工作人员操作更加便捷。

可选的，所述伸缩固定组件包括设置在支撑板上的驱动气缸、固设在驱动气缸伸缩杆端部的压紧杆、以及两个固设在压紧杆两端的顶杆；

所述齿轮轴远离内孔一端开设有定位孔，所述顶杆沿竖直方向设置，且所述顶杆一端插接至定位孔内。

通过采用上述技术方案，通过驱动气缸活塞杆的伸缩即可带动压紧杆和顶杆的上下移动，从而实现对齿轮轴远离其内孔一端的固定，且可对不同高度尺寸的齿轮轴进行快速固定，其不仅操作快捷简便，且一个驱动气缸可同时控制两个齿轮轴的固定，使整个夹具结构更加紧凑，提高机床内部空间的利用率。

可选的，在S4中，对内孔和螺纹部分热处理前首先需涂覆防渗剂，接着在螺纹部分装防渗帽，在齿轮轴靠近内孔一侧装防渗盖。

通过采用上述技术方案，防渗剂、防渗帽以及防渗盖可有效降低齿轮轴的局部渗碳效果，从而保证内孔和螺纹部分不易发生局部变形，从而精准控制内孔和螺纹关键部位的尺寸。

可选的，在S5中，通过机械手将齿轮轴放置在热处理加热炉内部的网状吊具上，并通过齿轮轴一端的防渗盖进行支撑悬挂。

通过采用上述技术方案，通过网状吊具可同时对大量的齿轮轴进行固定，提高热处理加热炉内部的空间利用率，且配合机械手程序控制，从而避免工作人员与机器加工区域的直接接触，极大降低了安全施工的发生，同时齿轮轴的整个热处理加工过程均在机器内部完成，不会产生液体和残渣飞溅至地面，从而提高热处理工序的安全性。

可选的，在S5中，对齿轮轴进行热处理回火过程中，温度控制在149～204℃，时间控制在1.8～2.2小时。

通过采用上述技术方案，此温度下不仅可以提高齿轮轴的强度，同时使齿轮轴产生较强的耐磨性，还可以使齿轮轴不易发生局部开裂，保证其完整度和合格率，提高了齿轮轴的拉伸强度和疲劳强度，且此温度和加热时间下进行热处理，效率较高，可加速消除内应力，使齿轮轴不易开裂，同时时间过短达不到热处理效果，时间过长造成资源浪费，生产周期延长。

可选的，在S8中，对齿轮轴螺纹部分进行硬度检索时，距离螺纹退刀槽底部0.3mm处硬度为440～445HV1，螺纹退刀槽底部2mm处硬度为385～390 HV1，且采用间隔检查的方式。

通过采用上述技术方案，此硬度下可提高螺纹部分与齿轮轴之间的连接强度，使两者的连接处不易发生断裂，同时采用间隔检查的方式既可以保证检查效率，又可以提升齿轮轴螺纹部分的质量，从而达到缩短工艺流程所需时间，提高生产效率，同时保证客户利益的目的。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在车螺纹中径时根据工艺要求多加工2～3丝，可以使末端毛坯按照尺寸要求加工完螺纹部分并进行热处理后，总体的螺纹中径可以较为精确的达到所需尺寸，而且热处理后工件硬度会得到巨大的提高，采用上述工艺不仅可以减少对小齿轮轴螺纹部分的二次加工，降低加工难度和成本，提高生产效率，而且可以降低二次加工出现的加工误差，提高工作人员对螺纹部分的加工精度；

2.夹具可根据不同规格尺寸的齿轮轴进行适配调节，从而对不同长度和直径规格尺寸的毛坯进行夹持固定，而无需对不同规格尺寸的齿轮轴进行加工时较为繁琐的更换不同夹具，从而减轻工作人员更换夹具所需的劳动强度和时间，提高工作人员的工作效率；

3.自锁驱动组件和控制组件配合使用，既可带动横向螺杆和纵向螺杆旋转，又可对带动四个夹持块移动至与齿轮轴内孔尺寸相适配后进行锁定，且通过一套自锁驱动组件即可同时实现四个夹持块沿横向和纵向多个位置的调节，使夹具结构更加紧凑；

4.工作人员通过移动部件可带动控制环位于驱动套筒长度方向滑移，从而控制驱动套筒分别与横向螺杆和纵向螺杆的连接或断开连接，其操作简单便捷，且使夹具结构更加紧凑，提高机床内部的空间利用率；

5.蜗轮、蜗杆具有自锁性，当驱动套筒与横向螺杆或纵向螺杆任意一个连接后，因四个夹持块之间相互形成制约，即其中一个夹持块移动四个夹持块均会发生移动，不会发生单独某一个夹持块移动，从而在蜗轮、蜗杆的作用下，同时实现四个夹持块长时间锁定至某一位置，从而提高夹具固定的稳定性，且使工作人员操作更加便捷

6.通过驱动气缸活塞杆的伸缩即可带动压紧杆和顶杆的上下移动，从而实现对齿轮轴远离其内孔一端的固定，且可对不同高度尺寸的齿轮轴进行快速固定，其不仅操作快捷简便，且一个驱动气缸可同时控制两个齿轮轴的固定，使整个夹具结构更加紧凑，提高机床内部空间的利用率；

7.防渗剂、防渗帽以及防渗盖可有效降低齿轮轴的局部渗碳效果，从而保证内孔和螺纹部分不易发生局部变形，从而精准控制内孔和螺纹关键部位的尺寸；

8.热处理温度控制在149～204℃，时间控制在1.8～2.2小时不仅可以提高齿轮轴的强度，同时使齿轮轴产生较强的耐磨性，还可以使齿轮轴不易发生局部开裂，保证其完整度和合格率，提高了齿轮轴的拉伸强度和疲劳强度，且此温度和加热时间下进行热处理，效率较高，可加速消除内应力，使齿轮轴不易开裂，同时时间过短达不到热处理效果，时间过长造成资源浪费，生产周期延长；

9.通过网状吊具可同时对大量的齿轮轴进行固定，提高热处理加热炉内部的空间利用率，且配合机械手程序控制，从而避免工作人员与机器加工区域的直接接触，极大降低了安全施工的发生，同时齿轮轴的整个热处理加工过程均在机器内部完成，不会产生液体和残渣飞溅至地面，从而提高热处理工序的安全性。

附图说明

图1是本申请实施例中齿轮轴精密螺纹加工工艺的流程示意图；

图2是表示齿轮轴的结构示意图；

图3是表示齿轮轴螺纹部分的局部结构示意图；

图4是表示夹具的结构示意图；

图5是表示夹具的局部结构示意图；

图6是表示夹具的局部剖视图一；

图7是表示夹具的结构示意图二；

图8是表示图7中A部分的局部放大结构示意图；

图9是表示齿轮轴热处理工艺时的结构示意图；

图10是表示齿轮轴螺纹部分装配防渗帽时的结构示意图。

附图标记说明：1、齿轮轴；11、内孔；12、定位孔；2、螺纹；3、夹具；31、支撑板；32、支撑块；33、夹持块；331、定位板；34、横向调节板；341、横向螺杆；35、纵向调节板；351、纵向螺杆；36、驱动套筒；37、控制组件；371、控制环；372、第一连接杆；373、连接环；374、第二连接杆；375、第一锥齿轮；376、第二锥齿轮；377、移动部件；3771、移动环；3772、移动杆；38、自锁驱动组件；381、从动齿轮；382、旋转轴；383、驱动齿轮；384、蜗轮；385、蜗杆；386、手轮；39、伸缩固定组件；391、驱动气缸；392、压紧杆；393、顶杆；4、防渗帽；5、防渗盖；6、网状吊具。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺。参照图1-图3，包括以下步骤：

S1、下料：采用20CrMom材质的圆钢毛坯进行切割下料并称重。

S2、冷挤毛坯：按照所需齿轮轴1尺寸将适配规格的冷挤压模腔安装至压力机上，接着将毛坯放入冷挤压模腔中，并通过压力机上的凸模对毛坯施加压力，并将内孔挤压成型，从而制得不同规格尺寸的毛坯。

S3、车外圆和螺纹2：将夹具3调节至适配固定不同长度和直径规格尺寸的毛坯，并将毛坯进行夹持固定，接着按照尺寸车阶梯轴同时提高光洁度，随后车末端螺纹2，其中车螺纹2中径时需根据工艺要求多加工2～3丝。随后对齿轮轴1依次进行车外圆、粗车小孔、粗滚齿。

参照图4和图5，夹具3包括通过螺栓连接在机床上的支撑板31，支撑板31沿其长度方向转动连接有多个支撑块32，每个支撑块32底部与机床上的电机的输出轴均可拆卸连接，支撑块32上方抵接有四个夹持块33，四个夹持块33分别位于长方形的四个端角处，且四个夹持块33可插接至齿轮轴1端部的内孔11中，同时夹持块33一侧固设有定位板331。

参照图5和图6，相邻两个夹持块33相互靠近的一侧滑移连接有调节板，将其中两个相互平行的调节板设为横向调节板34，将另外两个相互平行的调节板设为纵向调节板35。两个横向调节板34之间螺纹连接有横向螺杆341，横向螺杆341两端的螺纹旋向相反。两个纵向调节板35相互靠近的一侧分别螺纹连接有纵向螺杆351，两个纵向螺杆351对称设置，且两个纵向螺杆351的螺纹旋向相同，横向螺杆341与纵向螺杆351相互垂直。四个夹持块33下方均开设有控制槽，四个控制槽形成一个控制腔室；支撑块32上方转动连接有驱动套筒36，驱动套筒36位于控制腔室内，同时驱动套筒36套设在横向螺杆341的外侧且与横向螺杆341转动连接。驱动套筒36与横向螺杆341和纵向螺杆351之间设置有控制组件37，控制组件37用于控制驱动套筒36与横向螺杆341或纵向螺杆351连接或断开连接；驱动套筒36与支撑块32之间设置有自锁驱动组件38，自锁驱动组件38用于带动驱动套筒36转动同时对驱动套筒36的旋转进行锁定。支撑板31上方还设置有伸缩固定组件39，伸缩固定组件39用于将齿轮轴1远离其内孔11一端进行固定。

参照图4和图5，伸缩固定组件39包括设置在支撑板31上的驱动气缸391，驱动气缸391伸缩杆端部固设有压紧杆392，压紧杆392两端固设有两个顶杆393，顶杆393沿竖直方向设置，齿轮轴1远离内孔11一端开设有定位孔12，且顶杆393一端插接至定位孔12内。

参照图7和图8，控制组件37包括沿驱动套筒36长度方向滑移的控制环371，驱动套筒36外侧壁沿其周向固设有多个花键，控制环371内圈开设有与花键相适配的花键槽。控制环371一侧固设有多个第一连接杆372，横向螺杆341外侧固定套设有连接环373，连接环373靠近第一连接杆372的一侧开设有多个与第一连接杆372相适配的第一连接孔，第一连接杆372可插接至第一连接孔内。控制环371另一侧固设有第二连接杆374，驱动套筒36外侧套设有第一锥齿轮375，第一锥齿轮375与驱动套筒36转动连接，第一锥齿轮375靠近第二连接杆374的一侧开设有多个与第二连接杆374相适配的第二连接孔，第二连接杆374可插接至第二连接孔内。两个纵向螺杆351相互靠近一端固定套设有第二锥齿轮376，第一锥齿轮375与第二锥齿轮376相互啮合，且两个第二锥齿轮376对称设置。控制环371与支撑块32之间设置有移动部件377，移动部件377用于带动控制环371沿驱动套筒36长度方向滑移，进而控制驱动套筒36分别与横向螺杆341和纵向螺杆351的连接或断开连接。

参照图7和图8，移动部件377包括转动套设在控制环371外侧的移动环3771，控制环371沿其周向的外侧壁开设有安装槽，移动环3771位于安装槽内转动，移动环3771与控制环371转动连接，其不仅用于使移动环3771和移动杆3772不干涉控制环371随驱动套筒36的转动，而且工作人员在支撑块32外侧即可操控控制环371的移动，使工作人员操作简单便捷。移动环3771下方固设有移动杆3772，移动杆3772一端贯穿支撑块32且位于支撑块32的外侧，移动杆3772与支撑块32滑移连接。

工作人员通过夹具3对齿轮轴1毛坯进行固定时，首先将齿轮轴1毛坯一端的内孔11套至四个夹持块33的外侧，并使齿轮轴1毛坯的端部与定位板331抵接，接着启动驱动气缸391，驱动气缸391的活塞杆即可带动压紧杆392和顶杆393向下移动，使顶杆393一端插接至定位孔12内，实现对齿轮轴1远离其内孔11一端的固定，且一个驱动气缸391可同时控制两个齿轮轴1的固定，使整个夹具3结构更加紧凑，提高机床内部空间的利用率，同时驱动气缸391可根据不同高度尺寸的齿轮轴1进行快速固定，最后随后通过外界机床上的电机驱动支撑块32旋转并通过刀具对齿轮轴1毛坯端部进行车螺纹2即可。

不同规格尺寸的齿轮轴1对应的内孔11尺寸不同，工作人员通过夹具3对不同长度和直径的齿轮轴1毛坯进行固定时，首先工作人员推动移动杆3772，移动杆3772带动移动环3771、控制环371和第一连接杆372向靠近连接环373的一侧移动，并使第一连接杆372插接至第一连接孔内，从而将驱动套筒36与横向螺杆341连接，接着工作人员转动手轮386，手轮386带动蜗杆385转动，蜗杆385带动与其啮合的蜗轮384转动，蜗轮384带动旋转轴382转动，旋转轴382带动驱动齿轮383转动，驱动齿轮383即可带动从动齿轮381和驱动套筒36转动，驱动套筒36带动控制环371、第一连接杆372和连接环373转动，连接环373即可带动横向螺杆341转动，横向螺杆341即可同步带动两个横向调节板34相互靠近或远离，两个横向调节板34分别带动各自两端的夹持块33移动至与齿轮轴1内孔11横向尺寸相适配；随后工作人员断开驱动套筒36与横向螺杆341的连接，并通过移动部件377带动控制环371和第二连接杆374向靠近第一锥齿轮375一侧移动，同时使第二连接杆374插接至第二连接孔内，接着工作人员再次转动手轮386，手轮386通过自锁驱动组件38带动驱动套筒36转动，驱动套筒36带动控制环371、第二连接杆374和第一锥齿轮375转动，第一锥齿轮375即可带动第二锥齿轮376、纵向螺杆351转动，随后纵向螺杆351带动两个纵向调节板35相互靠近或远离，两个纵向调节板35分别带动各自两端的夹持块33移动至与齿轮轴1内孔11纵向尺寸相适配，即可实现对不同长度和直径规格尺寸的齿轮轴1毛坯内孔11进行固定，使齿轮轴1毛坯在加工过程中不易出现晃动；其中一套自锁驱动组件38即可同时实现四个夹持块33沿横向和纵向多个位置的调节，使夹具3结构更加紧凑，同时自锁驱动组件38中蜗轮384、蜗杆385具有自锁性，当驱动套筒36与横向螺杆341或纵向螺杆351任意一个连接后，因四个夹持块33之间相互形成制约，即其中一个夹持块33移动四个夹持块33均会发生移动，不会发生单独某一个夹持块33移动，从而在蜗轮384、蜗杆385的作用下，同时实现四个夹持块33长时间锁定至某一位置，从而提高夹具3固定的稳定性，且使工作人员操作更加便捷。

S4、防渗处理：对内孔和螺纹2部分进行防渗碳处理，首先需涂覆防渗剂，接着在螺纹2部分装防渗帽4，在齿轮轴1靠近内孔一侧装防渗盖5，防渗剂、防渗帽4以及防渗盖5可有效降低齿轮轴1的局部渗碳效果，从而保证内孔和螺纹2部分在后续的热处理过程中不易发生局部变形，从而精准控制内孔和螺纹2关键部位的尺寸。

S5、参照图9和图10，通过机械手将齿轮轴1放置在热处理加热炉内部的网状吊具6上，并通过齿轮轴1一端的防渗帽4进行支撑悬挂，通过网状吊具6可同时对大量的齿轮轴1进行固定，提高热处理加热炉内部的空间利用率，且配合机械手程序控制，从而避免工作人员与机器加工区域的直接接触，极大降低了安全施工的发生。接着按工艺要求对齿轮轴1进行热处理，对齿轮轴1进行热处理回火过程中，温度控制在149～204℃，时间控制在1.8～2.2小时，此温度下不仅可以提高齿轮轴1的强度，同时使齿轮轴1产生较强的耐磨性，还可以使齿轮轴1不易发生局部开裂，保证其完整度和合格率，提高齿轮轴1的拉伸强度和疲劳强度，且此加热时间下进行热处理，效率较高，可加速消除内应力，使齿轮轴1不易开裂，时间过短达不到热处理效果，时间过长造成资源浪费，生产周期延长。

S6、抛丸：通过抛丸机对齿轮轴1表面进行清理；抛丸机内钢丸的直径尺寸为0.2～0.3mm，0.2～0.3m的钢丸不仅能够快速去除齿轮轴1表面的氧化层，同时提升齿轮轴1外侧的表面质量，降低齿轮轴1的表面粗糙度，提升齿轮轴1的耐磨度和使用寿命。随后对齿轮轴1依次进行精车内孔、磨外圆、精滚齿。

S7、采用磁粉探伤机对齿轮轴1内外表面进行无损探伤处理，磁粉探伤机可对齿轮轴1内外裂纹进行无损检测，其相对于人工检测更加精准和高效，从而保证产品的质量，提高使用时的稳定性。

S8、对齿轮轴1螺纹2部分进行内、外部硬度检测时，距离螺纹2退刀槽底部0.3mm处硬度为440～445HV1，螺纹2退刀槽底部2mm处硬度为385～390 HV1，且采用间隔检查的方式。此硬度下可提高螺纹2部分与齿轮轴1之间的连接强度，使两者的连接处不易发生断裂，同时采用间隔检查的方式既可以保证检查效率，又可以提升齿轮轴1螺纹2部分的质量，从而达到缩短工艺流程所需时间，提高生产效率。最后对检测合格的齿轮轴1外侧涂防锈油，包装入库。

本申请实施例一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺的实施原理为：夹具3可根据不同规格尺寸的齿轮轴1进行适配调节，从而对不同长度和直径规格尺寸的毛坯进行夹持固定，而无需对不同规格尺寸的齿轮轴1进行加工时较为繁琐的更换不同夹具3，从而减轻工作人员更换夹具3所需的劳动强度和时间，提高工作人员的工作效率；同时在车螺纹2中径时根据工艺要求多加工2～3丝，可以使末端毛坯按照尺寸要求加工完螺纹2部分并进行热处理后，总体的螺纹2中径可以较为精确的达到所需尺寸，而且热处理后工件硬度会得到巨大的提高，采用上述工艺不仅可以减少对小齿轮轴1螺纹2部分的二次加工，降低加工难度和成本，提高生产效率，而且可以降低二次加工出现的加工误差，提高工作人员对螺纹2部分的加工精度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、下料：采用20CrMom材质的圆钢毛坯进行切割下料并称重；

S2、冷挤毛坯：按照所需齿轮轴(1)尺寸将适配规格的冷挤压模腔安装至压力机上，接着将毛坯放入冷挤压模腔中，并通过压力机上的凸模对毛坯施加压力，并将内孔(11)挤压成型，从而制得不同规格尺寸的毛坯；

S3、车外圆和螺纹(2)：将夹具(3)调节至适配固定不同长度和直径规格尺寸的毛坯，并将毛坯进行夹持固定，接着按照尺寸车阶梯轴同时提高光洁度，随后车末端螺纹(2)，其中车螺纹(2)中径时需根据工艺要求多加工2～3丝；

S4、防渗处理：对内孔(11)和螺纹(2)部分进行防渗碳处理；

S5、按工艺要求对齿轮轴(1)进行热处理；

S6、抛丸：通过抛丸机对齿轮轴(1)表面进行清理；

S7、通过探伤机对齿轮轴(1)内外表面进行探伤处理；

S8、对齿轮轴(1)螺纹(2)部分进行内、外部硬度检测；

在S3中，所述夹具(3)包括可拆卸连接在机床上的支撑板(31)、多个转动连接在支撑板(31)上的支撑块(32)、四个抵接在支撑块(32)上方的夹持块(33)、以及固设在夹持块(33)一侧的定位板(331)；所述支撑块(32)底部与机床上的电机的输出轴可拆卸连接，四个所述夹持块(33)分别位于长方形的四个端角处，四个所述夹持块(33)可插接至齿轮轴(1)一端的内孔(11)中，且相邻两个所述夹持块(33)相互靠近的一侧滑移连接有调节板，将其中两个相互平行的所述调节板设为横向调节板(34)，将另外两个相互平行的所述调节板设为纵向调节板(35)；

还包括螺纹连接在两个横向调节板(34)之间的横向螺杆(341)、两个分别螺纹连接在两个纵向调节板(35)之间的纵向螺杆(351)、转动连接在支撑块(32)上方的驱动套筒(36)、设置在驱动套筒(36)与横向螺杆(341)和纵向螺杆(351)之间用于控制驱动套筒(36)与横向螺杆(341)或纵向螺杆(351)连接的控制组件(37)、设置在驱动套筒(36)与支撑块(32)之间用于带动驱动套筒(36)转动同时对驱动套筒(36)的旋转进行锁定的自锁驱动组件(38)、以及设置在支撑板(31)上方用于将齿轮轴(1)远离其内孔(11)一端进行固定的伸缩固定组件(39)；

所述横向螺杆(341)与纵向螺杆(351)相互垂直，且所述横向螺杆(341)两端的螺纹旋向相反，两个所述纵向螺杆(351)的螺纹旋向相同，所述驱动套筒(36)套设在横向螺杆(341)的外侧且与横向螺杆(341)转动连接；

所述控制组件(37)包括沿驱动套筒(36)长度方向滑移的控制环(371)、多个固设在控制环(371)一侧的第一连接杆(372)、多个固设在控制环(371)另一侧的第二连接杆(374)、固定套设在横向螺杆(341)外侧的连接环(373)、转动套设在驱动套筒(36)外侧的第一锥齿轮(375)、两个固定套设在纵向螺杆(351)相互靠近一端的第二锥齿轮(376)、以及设置在控制环(371)与支撑块(32)之间用于带动控制环(371)沿驱动套筒(36)长度方向滑移的移动部件(377)；

所述连接环(373)靠近第一连接杆(372)的一侧开设有多个与第一连接杆(372)相适配的第一连接孔，所述第一连接杆(372)可插接至第一连接孔内，所述第一锥齿轮(375)靠近第二连接杆(374)的一侧开设有多个与第二连接杆(374)相适配的第二连接孔，所述第二连接杆(374)可插接至第二连接孔内，所述第一锥齿轮(375)与第二锥齿轮(376)相互啮合，且两个第二锥齿轮(376)对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：所述移动部件(377)包括转动套设在控制环(371)外侧的移动环(3771)、以及固设在移动环(3771)下方的移动杆(3772)；所述移动杆(3772)一端贯穿支撑块(32)且位于支撑块(32)的外侧，所述移动杆(3772)与支撑块(32)滑移连接。

3.根据权利要求1所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：所述自锁驱动组件(38)包括固定套设在驱动套筒(36)外侧的从动齿轮(381)、转动连接在支撑块(32)上的旋转轴(382)、固定套设在旋转轴(382)一端的驱动齿轮(383)、固定套设在旋转轴(382)另一端的蜗轮(384)、以及转动连接在支撑块(32)上的蜗杆(385)；

所述驱动齿轮(383)与从动齿轮(381)相互啮合，所述蜗轮(384)位于支撑块(32)的外侧，且所述蜗杆(385)与蜗轮(384)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：所述伸缩固定组件(39)包括设置在支撑板(31)上的驱动气缸(391)、固设在驱动气缸(391)伸缩杆端部的压紧杆(392)、以及两个固设在压紧杆(392)两端的顶杆(393)；

所述齿轮轴(1)远离内孔(11)一端开设有定位孔(12)，所述顶杆(393)沿竖直方向设置，且所述顶杆(393)一端插接至定位孔(12)内。

5.根据权利要求1所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：在S4中，对内孔(11)和螺纹(2)部分热处理前首先需涂覆防渗剂，接着在螺纹(2)部分装防渗帽(4)，在齿轮轴(1)靠近内孔(11)一侧装防渗盖(5)。

6.根据权利要求5所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：在S5中，通过机械手将齿轮轴(1)放置在热处理加热炉内部的网状吊具(6)上，并通过齿轮轴(1)一端的防渗盖(5)进行支撑悬挂。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：在S5中，对齿轮轴(1)进行热处理回火过程中，温度控制在149～204℃，时间控制在1.8～2.2小时。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的一种小齿轮轴精密螺纹的加工工艺，其特征在于：在S8中，对齿轮轴(1)螺纹(2)部分进行硬度检查时，距离螺纹(2)退刀槽底部0.3mm处硬度为440～445HV1，螺纹(2)退刀槽底部2mm处硬度为385～390 HV1，且采用间隔检查的方式。

Images