CN1868669A - 小径定心矩形花键轴加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小径定心矩形花键轴加工方法，该方法为：第一：在花键轴小径磨削前，将花键键宽C加工至尺寸，花键小径d留磨削余量0.10－0.5mm，并加工出花键齿的标准圆弧沉割槽r，花键大径D加工到位，花键轴要求的热处理符合要求；第二，将花键轴安装在万能工具磨床的尾座和分度头两顶尖之间，用钳式夹头固紧并带动花键轴回转；第三，利用对中样板将砂轮与花键轴花键齿槽的位置对中；第四，启动万能工具磨床进行磨削加工，花键轴每往复磨削一次，退出砂轮转动分度头分齿；当每完成花键轴一周的小径磨削，砂轮垂直进给一次；重复进行该步骤，至花键轴小径尺寸磨到要求为止。本发明适宜矩形花键轴的中小批量生产。

Description

小径定心矩形花键轴加工方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工方法，特别是涉及一种小径定心花键轴的加工方法。
背景技术：
矩形花键联接大量地应用于各种机械传动装置中。根据花键定心方式的不同，矩形花键分为大径定心和小径定心两个大的类别。对于大径定心的矩形花键，由于其对花键小径的尺寸精度要求较低，对花键大径的尺寸精度要求较高，所以花键轴的加工方法较为简单，滚切或铣制花键键宽及小径至尺寸后，仅需外磨花键大径至图纸要求即可；而对于小径定心的矩形花键，由于其对花键大径的尺寸精度要求较低，而对花键小径的尺寸精度要求较高，所以生产中常常需要使用专用的花键磨床磨削加工花键轴的小径。利用花键磨床磨削加工小径定心的矩形花键轴小径的方法，只适合于专业厂家大批量的生产，花键磨床除了磨削加工小径定心的矩形花键花键轴的小径外，不能做其他任何的用途，因而采用这种方法进行单件小批量生产时成本很高。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种小径定心矩形花键的花键轴的加工方法，该加工方法在万能工具磨床上进行，既简单方便又经济实用，适宜于中小批量的生产，对一般的非专业生产厂家非常有用。
本发明是这样实现的：它包括以下步骤：
步骤1：在花键轴(3)小径磨削前，将花键键宽C加工至尺寸，花键小径d留磨削余量0.10-0.5mm，并加工出花键齿的标准圆弧沉割槽r，花键大径D加工到位，花键轴(3)要求的热处理符合要求；
步骤2，将花键轴(3)安装在万能工具磨床的尾座和分度头两顶尖之间，用钳式夹头固紧并带动花键轴(3)回转；
步骤3，利用对中样板(2)将砂轮(1)与花键轴(3)花键齿槽的位置对中；
步骤4，启动万能工具磨床进行磨削加工，砂轮(1)旋转，花键轴(3)纵向进给，花键轴(3)每往复磨削一次，退出砂轮转动分度头分齿；当每完成花键轴一周的小径磨削，砂轮垂直进给一次；重复进行该步骤，至花键轴小径尺寸磨到要求为止。
步骤1中，用花键滚刀(或铣刀)滚切(或铣制)将花键键宽(C)加工至尺寸。
步骤2中，花键轴(3)安装时，先要校正花键轴(3)轴线与机床导轨纵向平行度和机床两顶尖的同轴度，其误差为不大于0.01mm，之后用百分表或千分表检测花键齿齿面，跳动在0.01mm以内，目的是为了标定花键分度的准确性。
步骤3中，对中样板(2)槽宽N应比砂轮宽度大0.10-0.30mm，以便砂轮(1)在槽内轻微移动对中；样板圆弧R与花键轴花键大径D的关系为D＝2R，样板圆弧R1与花键轴(3)花键小径d的关系为2R1＝d+0.2mm；样板角度β与花键齿齿数n的关系为β＝2×360°÷n，样板齿宽B按公式：B＝D×sin[360°÷n-arccos(2C2÷D2)]进行计算。
步骤4中，分度头手动分齿方法有两种，一种是按顺序分齿，即花键轴(3)沿圆周依次分齿；另一种是对称分齿，即花键轴(3)转动180度磨对边齿。两种方法各有特点，前一种方法，操作简便、生产效率高；后一种方法，由于是对称磨削，便于检测，可以很好地控制和提高零件的加工精度。
粗磨进给量为0.02-0.10mm，精磨进给量为0.005-0.02mm。
磨削过程中应及时修整砂轮(1)。花键轴(3)花键小径加工后的形状、位置及尺寸精度在很大程度上取决于砂轮(1)型面的精确程度。因此，在磨削过程中应及时检查和修整砂轮型面，在最后一道精磨时更应修整一次砂轮，以提高加工精度。
利用修整夹具对砂轮(1)进行修整，修整方法为：先把修整夹具安装在机床两顶尖之间，测量调整好金刚石刀杆(4)的伸缩距离R2，即确定所需修理砂轮圆弧的尺寸，R2＝d/2，d为花键轴(3)花键小径尺寸；而后固紧紧定螺钉(6)，将金刚石刀杆(4)靠近砂轮(1)；最后启动砂轮(1)旋转，用手缓缓转动转动轴(5)并且纵向往复移动工作台，使金刚石刀杆(4)既转动又纵向移动修整砂轮圆弧，直至砂轮圆弧修整到符合要求为止。
本发明的关键点及其基本工作原理如下：
1、磨削花键轴花键小径时，花键轴安装在万能工具磨床的尾座和分度头两顶尖之间，用钳式夹头固紧并带动花键轴回转，花键轴花键的分齿运动由分度头手动分度完成；
2、通过专门设计的砂轮对中样板使砂轮在花键轴花键槽内迅速、准确地找正并轻微移动对中；
3、通过专门设计的砂轮修整夹具快捷、精确地把砂轮圆弧修整至磨削时所需要的尺寸。
本发明的有益效果是：简单方便，经济实用，适宜于中小批量的生产。
附图说明：
图1为花键轴磨削加工前示意图；
图2为本发明砂轮对中示意图；
图3为本发明砂轮对中样板示意图；
图4为本发明砂轮修整夹具示意图；
图5为图4中A-A剖视图。
具体实施方式：
本发明的实施例：按照以下步骤进行：
第一：花键轴3小径磨削前的加工状态如附图1所示。花键轴3小径磨削前，用花键滚刀(或铣刀)滚切(或铣制)花键键宽C至尺寸，花键小径d留一定的磨削余量，磨削余量的大小根据花键轴小径d尺寸的大小、花键的长短以及花键轴热处理的状态等确定，一般情况下可选取0.10-0.5mm。滚切或铣制花键时，除了花键键宽C至尺寸，花键小径d留一定的磨削余量外，还要求加工出花键齿的标准圆弧沉割槽r，此沉割槽有利于磨削花键小径时的清根；此外，花键大径D及花键轴要求的热处理也应在花键小径磨削前完成。
第二，磨削花键小径时花键轴3的安装与校正。
磨削花键小径时，花键轴3安装在万能工具磨床的尾座和分度头两顶尖之间，用钳式夹头固紧并带动花键轴3回转，花键轴3的分齿运动由分度头手动分度完成。花键轴3安装时，先要校正花键轴轴线与机床导轨纵向平行度和机床两顶尖的同轴度，其误差根据花键的精度等级确定，花键的精度等级越高，误差越小，一般情况下均不大于0.01mm；之后用百分表或千分表检测花键齿齿面，跳动在0.01mm以内，目的是为了标定花键分度的准确性。
第三，砂轮1对中及对中样板2的制作。
花键小径磨削前，砂轮1与花键轴3花键齿槽的位置应对中。为了使砂轮1迅速、准确地找正与花键轴3花键齿槽的位置，本发明专门设计了对中样板2，如图2、图3所示。样板槽宽N根据砂轮的宽度而定，而砂轮宽度又与花键齿槽底部的宽度有关，所以设计时应根据花键轴花键的尺寸和相应的砂轮来确定槽宽N。一般槽宽N应比砂轮宽度大0.10-0.30mm，以便砂轮在槽内轻微移动对中。样板圆弧R与花键轴花键大径D尺寸相吻合，取D＝2R，样板圆弧R1与花键轴花键小径尺寸d相关，一般按公式2R1＝d+0.2mm计算。样板角度β与花键齿分度角度相关，即β＝2×360°÷n，样板齿宽B按公式B＝D×sin[360°÷n-arccos(2C2÷D2)]进行计算。公式中D为花键轴花键大径，n为花键轴花键齿数，C为花键轴花键键宽。
第四，磨削加工。
1、磨削步骤。磨削时，砂轮1旋转，花键轴3纵向进给，花键轴3每往复磨削一次，退出砂轮1转动分度头分齿。当每完成花键轴一周的小径磨削后，砂轮1垂直进给一次。重复上述步骤，至花键轴3小径尺寸磨到要求为止。
2、分齿方法。分度头手动分齿，方法有两种，一种是按顺序分齿，即花键轴3沿圆周依次分齿；另一种是对称分齿，即花键轴3转动180度磨对边齿。两种方法各有特点，前一种方法，操作简便、生产效率高；后一种方法，由于是对称磨削，便于检测，可以很好地控制和提高零件的加工精度。
3、及时修整砂轮1。花键轴3花键小径加工后的形状、位置及尺寸精度在很大程度上取决于砂轮型面的精确程度。因此，在磨削过程中应及时检查和修整砂轮型面，在最后一道精磨时更应修整一次砂轮，以提高加工精度。
4、磨削用量选择。根据实践经验，粗磨进给量为0.02-0.10mm，精磨进给量为0.005-0.02mm。

Claims (6)

1.一种小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1：在花键轴(3)小径磨削前，将花键键宽C加工至尺寸，花键小径d留磨削余量0.10-0.5mm，并加工出花键齿的标准圆弧沉割槽r，花键大径D加工到位，花键轴(3)要求的热处理符合要求；
步骤2，将花键轴(3)安装在万能工具磨床的尾座和分度头两顶尖之间，用钳式夹头固紧并带动花键轴(3)回转；
步骤3，利用对中样板(2)将砂轮(1)与花键轴(3)花键齿槽位置对中；
步骤4，启动万能工具磨床进行磨削加工，砂轮(1)旋转，花键轴(3)纵向进给，花键轴(3)每往复磨削一次，退出砂轮(1)转动分度头分齿；当每完成花键轴(3)一周的小径磨削，砂轮(1)垂直进给一次；重复进行该步骤，至花键轴(3)小径尺寸磨到要求为止。
2.根据权利要求1所述的小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：步骤1中，用花键滚刀或铣刀将花键键宽C加工至尺寸。
3.根据权利要求1所述的小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：步骤2中，花键轴(3)安装时，先要校正花键轴(3)轴线与机床导轨纵向平行度和机床两顶尖的同轴度，其误差为不大于0.01mm，之后用百分表或千分表检测花键齿齿面，跳动在0.01mm以内。
4.根据权利要求1所述的小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：步骤3中，对中样板(2)槽宽N应比砂轮宽度大0.10-0.30mm；样板圆弧R与花键轴花键大径D的关系为D＝2R，样板圆弧R1与花键轴花键小径d的关系为2R1＝d+0.2mm；样板角度β与花键齿齿数n的关系为β＝2×3600÷n，样板齿宽B＝Dsin[3600÷n-arccos(2C2÷D2)]。
5.根据权利要求1所述的小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：步骤4中，分度头手动分齿方法有两种，一种是按顺序分齿，即花键轴(3)沿圆周依次分齿；另一种是对称分齿，即花键轴(3)转动180度磨对边齿。
6.根据权利要求1所述的小径定心矩形花键轴加工方法，其特征在于：步骤4中，粗磨进给量为0.02-0.10mm，精磨进给量为0.005-0.02mm。
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