CN116857272B - 一种动平衡十字轴及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动平衡十字轴及其加工方法，动平衡十字轴包括十字轴本体及沿所述十字轴本体的外周壁均匀分布的四个轴颈，所述动平衡十字轴还包括自所述十字轴本体的两侧面呈圆形凹陷形成有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽自槽底的表面凸出形成有至少三根定位凸筋，所述定位凸筋沿所述第一凹槽的径向延伸。十字轴本体采用背对设置的第一凹槽和第二凹槽，降低整体重量。定位凸筋设置于第一凹槽内部，以通过三点定位夹持十字轴本体，定位准确且夹持位置一致性高，提高加工精度。定位凸筋沿径向凸出，整体转动平衡性高。

Description

一种动平衡十字轴及其加工方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种动平衡十字轴及其加工方法。

背景技术

十字轴式万向联轴器是车辆中动力传递的联轴器结构，十字轴包括十字轴本体、定位凸台和轴颈，十字轴本体和四个轴颈呈十字形结构。十字轴本体包括本体端面、本体侧面、本体外斜面和本体内斜面，定位凸台包括定位部和定位侧平面，定位凸台、轴颈周向均匀布置于本体侧面，本体外斜面与本体端面、本体侧面连接处圆滑过渡，本体外斜面与本体内斜面倾斜方向相反，定位凸台为椭圆形且其长轴端点高于本体端面，定位部内侧底端延伸至本体斜面与本体端面连接处，定位部外侧底端延伸至本体斜面与本体端面连接处。

十字轴设置定位部和定位侧平面，定位部和定位侧平面配合定位座进行加工定位，其中，四个定位部配合定位座的四个凹槽对应卡接定位。然而，定位部存在加工误差，定位座的四个定位部难以完全定位十字轴，从而存在其中一个凹槽没有接触定位部，导致定位加工不够准确，十字轴加工形位误差大的技术问题，因此需要改进。

发明内容

为解决十字轴与定位座定位不够准确，十字轴加工形位误差大的技术问题，本发明提供了一种动平衡十字轴及其加工方法。

第一方面，本发明提供一种动平衡十字轴，动平衡十字轴包括十字轴本体及沿所述十字轴本体的外周壁均匀分布的四个轴颈，所述动平衡十字轴还包括自所述十字轴本体的两侧面呈圆形凹陷形成有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽自槽底的表面凸出形成有至少三根定位凸筋，所述定位凸筋沿所述第一凹槽的径向延伸。

在一实施例中，多根所述定位凸筋的动平衡回转中心与所述十字轴本体的回转中心重合。

在一实施例中，所述定位凸筋包括第一凸筋、第二凸筋和第三凸筋，所述第一凸筋的中心与其中一根所述轴颈的中心线重合，所述第二凸筋和第三凸筋相对于所述第一凸筋的中心线对称分布。

在一实施例中，所述第一凸筋和第二凸筋的夹角大于或等于所述第二凸筋和第三凸筋的夹角。

在一实施例中，所述定位凸筋的凸出高度小于所述第一凹槽的深度，多根所述定位凸筋在所述第一凹槽的中心处相交，且所述定位凸筋相交至所述第一凹槽的槽壁。

在一实施例中，所述定位凸筋的截面自所述第一凹槽的槽底逐渐减小，且末端设置为圆弧面。

在一实施例中，所述第二凹槽设置有多根平衡凸筋，所述平衡凸筋和所述定位凸筋在投影平面上的投影均衡分布，所述投影平面为垂直于所述第二凹槽中心线的平面。

在一实施例中，所述平衡凸筋和定位凸筋在投影平面均分设置。

第二方面，本发明提供一种动平衡十字轴的加工方法，用于加工如上所述的动平衡十字轴，所述加工方法包括：

S1，将定位座和压杆分别安装于分度卡盘，所述定位座设置有适配所述定位凸筋的三个定位槽；

S2，将所述动平衡十字轴放置于所述定位座，所述定位槽扣设于匹配的所述定位凸筋，所述定位槽的槽壁卡紧所述定位凸筋的侧壁；

S3，所述压杆压紧抵接至所述动平衡十字轴，所述压杆的压力中心和所述第二凹槽的中心重合；

S4，通过所述分度卡盘带动所述定位座和所述压杆高速旋转，进而带动所述动平衡十字轴高速旋转；

S5，通过切削刀具切削加工所述动平衡十字轴的其中一个轴颈的加工部位；

S6，在当前的轴颈加工完成后，所述分度卡盘旋转90度，以将所述动平衡十字轴的下一轴颈转动至加工位置；

S7，从复步骤S5和S6，直至所有轴颈加工完成。

在一实施例中，所述定位座插接于所述第一凹槽，至少部分所述压杆插接于所述第二凹槽。

为解决十字轴与定位座定位不够准确，十字轴加工形位误差大的问题，本发明有以下优点：十字轴本体采用背对设置的第一凹槽和第二凹槽，降低整体重量。定位凸筋设置于第一凹槽内部，以通过三点定位夹持十字轴本体，定位准确且夹持位置一致性高，提高加工精度。定位凸筋沿径向凸出，整体转动平衡性高。

附图说明

图1示出了一些实施例的动平衡十字轴的示意图；

图2示出了一些实施例的动平衡十字轴的主视示意图；

图3示出了一些实施例的动平衡十字轴的剖视示意图；

图4示出了一些实施例的动平衡十字轴在投影平面的投影示意图；

图5示出了一些实施例的定位座卡接至动平衡十字轴的示意图；

图6示出了一些实施例的定位座与动平衡十字轴分离的示意图。

图中，十字轴本体10；第一凹槽11；定位凸筋12；第一凸筋121；第二凸筋122；第三凸筋123；第二凹槽13；平衡凸筋14；轴颈20；定位座30；定位槽31；避空部32。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。

实例一

如图1至图5所示，本实施例公开了本发明提出一种动平衡十字轴，动平衡十字轴包括十字轴本体10及沿十字轴本体10的外周壁均匀分布的四个轴颈20。十字轴本体10为圆形饼状结构，四个轴颈20自十字轴本体10的外周壁沿径向局部凸出。

动平衡十字轴还包括自十字轴本体10的两侧面呈圆形凹陷形成有第一凹槽11和第二凹槽13，第一凹槽11和第二凹槽13背对设置于动平衡十字轴，降低整体重量，既能降低十字轴本体10的转动动能，减少动平衡影响，又能通过第一凹槽11和第二凹槽13实现加工定位。

第一凹槽11自槽底的表面凸出形成有至少三根定位凸筋12，定位凸筋12沿第一凹槽11的径向延伸。具体地，定位凸筋12沿第一凹槽11的底部分布，并呈辐射状延伸。可选地，定位凸筋12为局部凸筋结构，两端均为悬空结构，以构成局部凸起的凸筋结构，既能实现定位卡接，又能降低重量因数影响。可选地，定位凸筋12的一端相交至第一凹槽11的槽壁处，定位凸筋12的另一端悬空结构，以提高定位凸筋12的结构强度及抗弯扭强度。优选地，定位凸筋12的一端相交至第一凹槽11的槽壁处，定位凸筋12的另一端在第一凹槽11的中心处相交，以构成轮辐射式结构，整体结构强度高。

定位凸筋12设置于第一凹槽11内部，以通过三点定位夹持十字轴本体10，定位准确且夹持位置一致性高，提高加工精度。定位凸筋12沿径向凸出，整体转动平衡性高。优选地，定位凸筋12结合第一凹槽11进行配合定位，进一步提高夹持工装定位的可靠性。

定位凸筋12均匀分布于第一凹槽11内壁，以实现整体动平衡。其中，多根定位凸筋12的动平衡回转中心与十字轴本体10的回转中心重合。多根定位凸筋12构成的重量系统均衡分布，从而使动平衡十字轴在转动时的动平衡效果好，又能作为动平衡十字轴加工时的装夹扭力固定位置。

在一实施例中，定位凸筋12包括第一凸筋121、第二凸筋122和第三凸筋123，第一凸筋121的中心与其中一根轴颈20的中心线重合，第二凸筋122和第三凸筋123相对于第一凸筋121的中心线对称分布。定位凸筋12设置三根，三根定位凸筋12均参于动平衡十字轴的加工。其中，定位座30设置有适配定位凸筋12的三个定位槽31，定位槽31的形状适配定位凸筋12的接，以使定位座30通过三个定位槽31能够完全卡接定位至定位凸筋12，并且通过定位槽31及定位凸筋12将扭矩力传递至十字轴本体10。第一凸筋121、第二凸筋122和第三凸筋123分布于第一凹槽11的底部，第二凸筋122和第三凸筋123相交至第一凸筋121的端部。

可选地，第一凸筋121和第二凸筋122的夹角等于第二凸筋122和第三凸筋123的夹角，以构成三等分结构，保持整体分布均匀，定位座30从任意角度装配至第一凹槽11，以实现插接定位。

优选地，第一凸筋121和第二凸筋122的夹角大于第二凸筋122和第三凸筋123的夹角，以构成定位凸筋12沿第一凸筋121的中心线对称分布结构。第一凸筋121的中心线与轴颈20的中心线重合，以使定位凸筋12在第一凹槽11内的动平衡基本一致。优选地，第二凸筋122和第三凸筋123的截面积小于第一凸筋121的截面积，以实现配重，调节三条定位凸筋12的动平衡中心与十字轴本体10的动平衡中心一致。

在一实施例中，定位凸筋12的凸出高度小于第一凹槽11的深度，多根定位凸筋12在第一凹槽11的中心处相交，且定位凸筋12相交至第一凹槽11的槽壁。第一凹槽11自十字轴本体10居中凹陷，以降低整体重量。定位凸筋12的凸出高度小于第一凹槽11的深度，第一凹槽11的槽壁可自动导正定位座30和定位凸筋12的配合位置。例如，第一凹槽11的槽壁超出定位凸筋12的部分设置为弧面或者锥面，定位座30设置有匹配的弧面或斜面，以定位座30对应插接至第一凹槽11并使定位槽31扣入到定位凸筋12。

定位凸筋12设置有自动导正结构，其中，定位凸筋12的截面自第一凹槽11的槽底逐渐减小，且末端设置为圆弧面。定位凸筋12的横截面近似于锥台结构，定位凸筋12的两侧面可实现自动引导定位座30滑动，从而实现导正效果好。定位凸筋12的顶端设置为圆弧面，在定位座30扣入过程中引导滑动。

在上述实施例的基础上，第二凹槽13设置有多根平衡凸筋14，平衡凸筋14和定位凸筋12在投影平面上的投影均衡分布，投影平面为垂直于第二凹槽13中心线的平面。平衡凸筋14与定位凸筋12背对设置，从而使动平衡十字轴在凸筋结构上的动平衡进一步提高。平衡凸筋14和定位凸筋12为互补型结构，两者能够实现重量平衡，均衡性好。

优选地，平衡凸筋14和定位凸筋12在投影平面均分设置，以构成重量的均匀分布，回转中心与动平衡中心重合。例如，定位凸筋12设置有三根，平衡凸筋14设置有三根。在投影平面上，三根定位凸筋12和三根平衡凸筋14将一个圆形投影均匀等分，从而实现动平衡调节。优选地，平衡凸筋14和定位凸筋12的截面形状相同，以定位座30可任意装夹定位平衡凸筋14或定位凸筋12，定位效果好。

实例二

如图6所示，本申请还公开了一种动平衡十字轴的加工方法，用于加工如上述实施例所公开的动平衡十字轴，该加工方法包括以下步骤：

步骤S1，将定位座30和压杆分别安装于分度卡盘，定位座30设置有适配定位凸筋12的三个定位槽31。定位座30和压杆相对设置，定位座30为管状结构或者柱状结构，在定位座30的端部中心设置有避让孔或避让槽等避空部32，定位槽31自避空部32延伸至定位座30的外周壁。定位座30与第一凹槽11相对设置，压杆与第二凹槽13相对设置。

步骤S2，将动平衡十字轴放置于定位座30，定位槽31扣设于匹配的定位凸筋12，定位槽31的槽壁卡紧定位凸筋12的侧壁。定位座30插入第一凹槽11并对应扣设定位凸筋12，以使定位座30与十字轴本体10卡接定位并能传递扭矩。

步骤S3，压杆压紧抵接至动平衡十字轴，压杆的压力中心和第二凹槽13的中心重合。压杆设置为柱状结构，压杆的端部可插接抵靠至第二凹槽13。压杆和定位座30共同夹持固定动平衡十字轴，其中，定位座30通过三点完全定位实现扭矩动力驱动，压杆作为端部定位支撑。

步骤S4，通过分度卡盘带动定位座30和压杆高速旋转，进而带动动平衡十字轴高速旋转。

步骤S5，通过切削刀具切削加工动平衡十字轴的其中一个轴颈20的加工部位。

步骤S6，在当前的轴颈20加工完成后，分度卡盘旋转90度，以将动平衡十字轴的下一轴颈20转动至加工位置。

步骤S7，从复步骤S5和步骤S6，直至所有轴颈20加工完成。

本申请公开的动平衡十字轴加工工序包括：夹持定位工序和切削加工工序，其中，夹持定位工序包括：将定位座30和压杆分别安装于对应的分度卡盘，将动平衡十字轴罩设于定位座30，定位凸筋12与定位座30的定位槽31对应扣入，定位座30插入第一凹槽11。当动平衡十字轴设置有平衡凸筋14，且平衡凸筋14与定位凸筋12为背对设置的动平衡凸筋14结构时，动平衡十字轴调整角度，可不需要区分正反方向定位动平衡十字轴。

三个定位槽31对应扣入到三根定位凸筋12，并且定位槽31的槽壁与定位凸筋12的侧壁接触定位，避免存在接触分析，提高扭矩传递强度及定位精度。压杆下降压紧十字轴本体10，从而使定位槽31与定位凸筋12之间间隙基本为零。

切削加工工序中，分度卡盘带动定位座30和压杆高速旋转，进而带动十字轴高速旋转，轴颈20包括外圆的切削加工及端部盲孔的打孔加工。当设备完成第一个轴颈20的加工步骤后，分度卡盘的分度装置带动动平衡十字轴自动旋转90度，下一个轴颈20移动至加工位置并进行加工，多个轴颈20逐一加工，直至十字轴四个轴颈20全部加工完成。动平衡十字轴切削加工完毕，压杆上升后取出十字轴。在整个加工过程中，十字轴一直保持高速旋转，需要其装夹定位精度非常高以及压杆和定位座30对十字轴本体10的夹持稳定。本发明动平衡十字轴的定位精度高、转动平衡性能好，定位稳定性高，可以提高加工效率和加工质量。

在一实施例中，定位座30插接于第一凹槽11，至少部分压杆插接于第二凹槽13。定位座30与第一凹槽11插接定位，通过定位座30和第一凹槽11的插接部位自动对心，并通过旋转十字轴本体10进行定位槽31与定位凸筋12自动找正对齐，对齐效果好，卡接准确度高。

优选地，压杆的端面设置为平面或者凸曲面，以执行压紧功能，仅通过定位座30实现定位及扭矩传递。

出于示例和描述的目的，已经给出了本公开实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的也并非要将本公开限制到所公开的确切形式，根据上述教导还可能存在各种变形和修改，或者是可能从本公开的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本公开的原理及其实际应用，以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本公开。

Claims (8)

1.一种动平衡十字轴，动平衡十字轴包括十字轴本体及沿所述十字轴本体的外周壁均匀分布的四个轴颈，其特征在于，所述动平衡十字轴还包括自所述十字轴本体的两侧面呈圆形凹陷形成有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽自槽底的表面凸出形成有三根定位凸筋，所述定位凸筋沿所述第一凹槽的径向延伸，所述定位凸筋的凸出高度小于所述第一凹槽的深度；

所述定位凸筋包括第一凸筋、第二凸筋和第三凸筋，所述第一凸筋的中心与其中一根所述轴颈的中心线重合，所述第二凸筋和第三凸筋相对于所述第一凸筋的中心线对称分布；

所述第二凹槽设置有多根平衡凸筋，所述平衡凸筋与所述定位凸筋背对设置，所述平衡凸筋和定位凸筋的截面形状相同，所述平衡凸筋和所述定位凸筋在投影平面上的投影均衡分布，所述投影平面为垂直于所述第二凹槽中心线的平面。

2.根据权利要求1所述的动平衡十字轴，其特征在于，多根所述定位凸筋的动平衡回转中心与所述十字轴本体的回转中心重合。

3.根据权利要求1所述的动平衡十字轴，其特征在于，所述第一凸筋和第二凸筋的夹角大于或等于所述第二凸筋和第三凸筋的夹角。

4.根据权利要求1所述的动平衡十字轴，其特征在于，多根所述定位凸筋在所述第一凹槽的中心处相交，且所述定位凸筋相交至所述第一凹槽的槽壁。

5.根据权利要求1所述的动平衡十字轴，其特征在于，所述定位凸筋的截面自所述第一凹槽的槽底逐渐减小，且末端设置为圆弧面。

6.根据权利要求1所述的动平衡十字轴，其特征在于，所述平衡凸筋和定位凸筋在投影平面均分设置。

7.一种动平衡十字轴的加工方法，其特征在于，用于加工如权利要求1-6任一项所述的动平衡十字轴，所述加工方法包括：

S1，将定位座和压杆分别安装于分度卡盘，所述定位座设置有适配所述定位凸筋的三个定位槽；

S2，将所述动平衡十字轴放置于所述定位座，所述定位槽扣设于匹配的所述定位凸筋，所述定位槽的槽壁卡紧所述定位凸筋的侧壁；

S3，所述压杆压紧抵接至所述动平衡十字轴，所述压杆的压力中心和所述第二凹槽的中心重合；

S4，通过所述分度卡盘带动所述定位座和所述压杆高速旋转，进而带动所述动平衡十字轴高速旋转；

S5，通过切削刀具切削加工所述动平衡十字轴的其中一个轴颈的加工部位；

S6，在当前的轴颈加工完成后，所述分度卡盘旋转90度，以将所述动平衡十字轴的下一轴颈转动至加工位置；

S7，从复步骤S5和S6，直至所有轴颈加工完成。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述定位座插接于所述第一凹槽，至少部分所述压杆插接于所述第二凹槽。