CN102133663B - 一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法，包括如下步骤：计算滚刀所被干扰的轴向长度和径向宽度，滚切前将滚齿干扰区域按轴向长度和径向宽度通过车床将其车掉，花键滚刀在花键滚齿区域上进行滚齿，花键轴滚齿完成后，将一热装套套合在被车掉的滚齿干扰区域外围，通过车床对所述热装套的外缘进行精加工；由于事先车掉滚齿干扰区域内的干涉部位，滚刀就可在花键滚齿区域上很顺畅进行走刀而不会受任何的干扰，提高了滚齿的工效和滚刀的使用寿命，并且减轻了机床的工作负荷，加工齿的质量也得到了有效保证。
Description
技术领域
本发明涉及花键轴加工技术领域，尤其涉及一种滚切花键轴时保护滚刀的滚切加工方法。
背景技术
在现有阶梯型花键轴坯件的花键滚切加工中，为了达到花键的有效长度，当滚刀靠近滚齿的边缘部位时，花键滚刀就会破坏靠近阶梯形花键轴坯件大径部位，如轴承档、油封安装等部位的地方，这个部位是滚齿的干扰区域，现有的加工方法是：对花键轴坯件进行粗车→调质处理；精车→外圆磨确定需要在欲滚齿的花键轴坯件上的滚齿长度L；对已定义的花键轴坯件长度L进行滚齿→车掉被滚刀破坏的干扰区域，然后在干扰区域上安装一热装套；图1所述，其中，花键轴坯件为100，它的形状呈阶梯型，花键轴大径尺寸为D1，花键轴底径尺寸为D2，花键轴有效长度为L，滚切花键的滚刀直径尺寸为D5，阶梯型坯件靠近干扰区域(用于安装轴承档、油封的部位)的最大外径尺寸为D4，在滚齿时被滚刀破坏的长度尺寸为A，由于滚刀在滚齿时滚切深度比较大，使滚刀的整个齿都在切削，很容易损坏滚刀。
所以现有技术存在不足，需要加以改进。
发明内容
本发明的目的是，针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法，通过计算在滚齿前车掉会对滚刀产生干扰的干涉区域，提高了滚齿的工效，延长了滚刀使用寿命。
本发明的技术方案如下：一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法，对花键轴坯件进行滚切加工，所述花键轴坯件呈阶梯轴形，其特征在于：所述阶梯轴包括花键滚齿区域和滚齿干扰区域，在对所述花键滚齿区域进行滚齿前，需对所述滚齿干扰区域进行处理，具体加工过程包括如下步骤：
A、根据预加工阶梯形花键轴坯件的尺寸和花键滚刀直径计算所述滚齿干扰区域的轴向长度和径向宽度；
B、将所述滚齿干扰区域通过车床将其车掉；
C、花键滚刀在所述花键滚齿区域上进行滚齿；
D、在所述花键滚齿区域滚齿完成后，将一热装套套合在被车掉的所述滚齿干扰区域外围，通过车床对所述热装套的外缘进行加工，使所述热装套外缘和长度与被车掉的所述滚齿干扰区域相适配。
所述的方法，其中，所述滚齿干扰区域的轴向长度为尺寸B，按如下公式计算：
B＝A+2.5误差范围为0.5mm (1)
其中：A＝0.5*[D5 2-(D5-D4+D2)2]0.5 (2)
D2为花键底径，D5为花键滚刀直径，D4为阶梯形花键轴坯件滚齿干扰区域的外径，单位为mm
所述滚齿干扰区域径向宽度为尺寸C，按如下公式计算：
C＝[D4-(D1+0.2)]/2 (3)
其中：D1为花键轴大径尺寸，单位为mm
所述的方法，其中，所述热装套使用调质处理后的45钢圆筒料车制而成。
所述的方法，其中，所述热装套的内孔直径D6与所述滚齿干扰区域被车掉后的轴外径D3相同，所述热装套的外圆长度比所述滚齿干扰区域轴向长度B长2mm，所述热装套外径为滚齿干扰区域的外径D4加3mm。
本发明的有益效果为：由于采用了上述技术方案，事先车掉滚刀干涉区域部分，使滚刀在滚齿时不会接触到在滚齿时会产生干扰部分的花键轴坯件的部位，提高了滚齿的工效和滚刀的使用寿命，并且减轻了机床的工作负荷，加工齿的质量也得到了有效保证。
附图说明
图1为现有技术阶梯型花键轴坯件滚齿示意图；
图2为本发明阶梯型花键轴坯件车掉干扰区域示意图；
图3为本发明阶梯型花键轴坯件滚齿后加装热装套示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明
为了解决现有技术在滚切花键轴时滚刀会被干扰区域所干扰，使滚刀寿命降低所存在的问题，本发明的创新在于：通过计算车掉会对滚刀产生干扰的部位，使滚刀在滚齿时不会接触到在滚齿时会产生干扰部分的花键轴坯件的部位，这个部位是用于安装轴承档、油封安装等零件的部位，然后根据滚齿长度(花键滚齿区域)进行滚齿，完成滚齿后将一个和被车掉的外缘尺寸相同的热装套套合在干涉部区域的外围，通过车床对所述热装套进行精加工，使所述热装套外圆和长度与被车掉的干涉区域部位吻合，通过上述加工方法，保护了滚刀在行进过程中所遇到的干扰，使滚刀的使用寿命得到了有效的提高。
结合附图2和3，本发明花键轴坯件为一个阶梯轴型部件，分前端区域和后端区域，本发明是对阶梯型花键轴坯件100的前端区域(L)进行花键滚齿，阶梯型花键轴坯件100的后端区域为直径大于前端区域的轴，其直径为D4，后端区域与前端区域相连的部分(用于安装轴承档、油封等零件的部位)构成一个滚刀的干扰区域。
阶梯型花键轴坯件100包括了花键滚齿区域101(前端区域，即花键轴有效长度为L)和滚齿干扰区域102(这个区域是用于安装轴承档、油封等零件的部位)，滚刀200作用于花键滚齿区域101上，其中，欲加工的花键轴大径尺寸为D1，花键轴底径尺寸为D2，花键轴有效长度为L，滚切花键的滚刀直径尺寸为D5，安装轴承或油封的轴档外径部位尺寸为D4；要保证滚刀在滚齿时不会被滚齿干扰区域102干扰，根据滚刀和欲加工的花键轴尺寸，计算出影响滚刀行进过程中干涉区域部位的尺寸，干涉区域部位102轴向长度B和径向宽度C是需要车掉的部分，在滚齿时被滚刀破坏的长度尺寸为A，A值是在打阴影部的三角中(图1中所示)，用钩股弦定理求得A＝0.5*[D5 2-(D5-D4+D2)2]0.5.
为了避免滚刀切削太深损坏滚刀，在滚齿前将干涉区域部位车掉(如图2所示)，将后端区域(如轴承档或油封安装处的位置)外圆尺寸由直径D4车至直径D3的位置，长度尺寸为B，使车掉后的直径D3大于花键轴大径尺寸D1尺寸0.2mm，直径D3的公差取u6，轴向长度B大于被滚刀破坏的长度A尺寸2～3mm，作这样处理后，滚齿时就避免了干涉，提高了滚齿的工效。
根据上面的描述，滚齿干扰区域的轴向长度B和径向宽度C按如下公式计算(单位：mm)：
B＝A+2.5误差范围为0.5mm (1)
其中：被滚刀破坏的长度A＝0.5*[D5 2-(D5-D4+D2)2]0.5 (2)
径向宽度C(也就是厚度尺寸)为：C＝[D4-(D1+0.2)]/2 (3)
在滚刀滚切前，根据上述计算将滚齿干扰区域按轴向长度和径向宽度通过车床将其车掉，然后滚刀就可以在花键滚齿区域L上很顺畅进行走刀而不会受任何的干扰。
同时在滚齿时，根据图3所示，准备一个热装套，它是用调质处理后的45钢圆筒料车制而成，热装套内孔尺寸直径D6，也就是将内孔设计为与车掉后的轴直径D3相同，公差为H7；热装套外圆尺寸为(D4+3mm)，长度尺寸为(B+2mm)，等花键轴滚好后，将花键轴竖起，带花键的一头朝上；准备夹钳和小锤，对热装套用火焰加热，见热装套已发红，用夹钳夹住热装套后套到花键上，松开夹钳，用小锤轻打热装套，使它下落到位；等热装套自然冷却后，将花键轴放置到车床上进行精加工，使热装套的外圆和长度到位，即加工成与车掉干涉区域部位102之前的形状相适配即可。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种滚切花键轴时保护滚刀的滚齿加工方法，对花键轴坯件进行滚切加工，所述花键轴坯件呈阶梯轴形，其特征在于：所述阶梯轴包括花键滚齿区域和滚齿干扰区域，在对所述花键滚齿区域进行滚齿前，需对所述滚齿干扰区域进行处理，具体加工过程包括如下步骤：
A、根据预加工阶梯形花键轴坯件的尺寸和花键滚刀直径计算所述滚齿干扰区域的轴向长度B和径向宽度C，所述轴向长度B按如下公式计算：
B＝A+2.5 (1)
公式(1)中，所述A为在滚齿时被所述滚刀破坏的长度尺寸，所述B的误差范围为0.5mm
其中：A＝0.5*[D5 2-(D5-D4+D2)2]0.5 (2)
D2为花键底径，D5为花键滚刀直径，D4为阶梯形花键轴坯件滚齿干扰区域的外径，单位为mm
所述径向宽度C按如下公式计算：
C＝[D4-(D1+0.2)]/2 (3)
其中：D1为所述花键轴大径尺寸，单位为mm；
B、将所述滚齿干扰区域通过车床将其车掉；
C、花键滚刀在所述花键滚齿区域上进行滚齿；
D、在所述花键滚齿区域滚齿完成后，将一热装套套合在被车掉的所述滚齿干扰区域外围，通过车床对所述热装套的外缘进行加工，使所述热装套外缘和长度与被车掉的所述滚齿干扰区域相适配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热装套使用调质处理后的45钢圆筒料车制而成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述热装套的内孔直径D6与所述滚齿干扰区域被车掉后的轴外径D3相同，所述热装套的外圆 长度比所述滚齿干扰区域轴向长度B长2mm，所述热装套外径为滚齿干扰区域的外径D4加3mm。
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