CN103192238A

CN103192238A - 超越离合器外星轮沟槽加工方法

Info

Publication number: CN103192238A
Application number: CN2013101457838A
Authority: CN
Inventors: 盖鑫宇; 李丹; 蔡思捷; 谢宇晨; 孙骁
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: CN103192238B

Abstract

超越离合器外星轮沟槽加工方法，涉及离合器。提供一种使超越离合器外星轮沟槽具有较高制造精度的超越离合器外星轮沟槽加工方法。1）在超越离合器上加工外星轮对数螺旋线沟槽，所述沟槽为贯穿沟槽；2）对外星轮沟槽进行渗碳处理；3）对外星轮沟槽进行酸腐蚀处理；4）对外星轮进行去酸处理；5）对去酸处理后的外星轮进行防锈处理；6）防锈处理后，对外星轮沟槽进行滚压成型加工，完成超越离合器外星轮沟槽的加工。提高了超越离合器的使用寿命，降低噪音，提高超越离合器的极限转速和承载能力。

Description

超越离合器外星轮沟槽加工方法

技术领域

本发明涉及离合器，尤其是涉及一种超越离合器外星轮沟槽加工方法。

背景技术

超越离合器是实现原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件，它是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，实现自行离合功能的装置。由于超越离合器在大扭矩和高转速下其滚柱与外星轮沟槽之间会发生摩擦、挤压并产生形变，极大影响其工作性能，因此需要具有高精度和高强度的特性。

传统的超越离合器外星轮沟槽加工方法由锻造、机械加工、热处理、磨削等工序组成，江龙（江龙.超越离合器中星轮新加工工艺探讨.中国制造业信息化，2006，35（11）：74-76）报道了一种超越离合器中星轮新加工工艺，其中拉削加工这道工序中，拉刀的磨损对外星轮沟槽成型会产生较大的形状误差，再经磨削加工后会造成误差累积。这些误差累积，造成超越离合器的寿命短、承受转速低、承载能力差等现象。

综上所述，传统的超越离合器外星轮加工方法难以对异形沟槽进行超精加工。

发明内容

本发明的目的在于针对现有超越离合器外星轮沟槽加工方法的上述不足，提供一种使超越离合器外星轮沟槽具有较高制造精度的超越离合器外星轮沟槽加工方法。

本发明包括以下步骤：

1）在超越离合器上加工外星轮对数螺旋线沟槽，所述沟槽为贯穿沟槽；

2）对外星轮沟槽进行渗碳处理；

3）对外星轮沟槽进行酸腐蚀处理；

4）对外星轮进行去酸处理；

5）对去酸处理后的外星轮进行防锈处理；

6）防锈处理后，对外星轮沟槽进行滚压成型加工，完成超越离合器外星轮沟槽的加工。

在步骤2）中，所述渗碳处理的条件可为：表面硬度HRC58～64，心部硬度HRC30～42，渗碳深度1.2～1.5mm。

在步骤3）中，所述酸可采用浓度为20%～40%的硫酸；所述酸腐蚀处理方法可为：将浓度为20%～40%的硫酸倒入酸池中，将外星轮放入酸池中浸泡10～20min，去除表面硬化层，捞出后放入表面有镂空网格的滚筒中，将滚筒浸入酸池，使外星轮全部浸入酸中，启动电机，电机以80～120r/min带动滚筒匀速转动30～50min，使表面腐蚀均匀。

在步骤4）中，所述酸处理的方法可为：将硫酸腐蚀后的半成品进行热水去酸处理，再用冷水清洗。

在步骤6）中，所述对外星轮沟槽进行滚压成型加工的具体方法可为：将夹具固定于数控铣床工件台上，再将超越离合器外星轮装入夹具，调整夹具的定位螺栓使超越离合器外星轮轴线与夹具主体轴线重合，数控铣床对刀使刀具与外星轮在宽度方向上紧密贴合，调用预先编好的程序使刀具按照预定的轨迹走刀进行滚压加工；所述刀具可采用钨钢材质的杆件与特制滚针轴承组成的刀具，滚针轴承的外表面经磨削加工而成，尺寸精度达到IT3以上，表面粗糙度达Ra0.2。

本发明在锻造、机械加工及热处理等一系列工序后，直接采用本发明设计的两道工序，即硫酸腐蚀处理和数控铣床滚压成型。其中对外星轮沟槽进行硫酸腐蚀处理，形成大量均匀的细小凹坑。在采用滚压成型加工时，由于经硫酸腐蚀处理后的外星轮沟槽上有大量细小凹坑，根据赫兹理论，当成型模具和沟槽接触时其综合曲率半径约为小凹坑的曲率半径，又接触面的挤压力和综合曲率半径的平方成正比，因此，硫酸处理大大减小了成型时的挤压力，便于沟槽经专用刀具滚压成型。本发明使用的刀具由钨钢材质的杆件与特制滚针轴承组成，滚针轴承外表面经磨削加工而成，尺寸精度达到IT3以上，表面粗糙度达Ra0.2，经其滚压成型后的沟槽尺寸精度达到IT4，表面粗糙度达Ra0.4，满足超越离合器的精度要求，从而提高了超越离合器的使用寿命，降低噪音，提高超越离合器的极限转速和承载能力。

附图说明

图1为超越离合器的结构示意图。在图1中，各标记为：1、超越离合器外星轮，2、滚柱，3、内圈。

图2为本发明的硫酸腐蚀工艺示意图。在图2中，各标记为：4、镂空圆柱滚筒，5、硫酸浸泡池。

图3为本发明的数控铣床加工示意图。在图3中，各标记为：1、超越离合器外星轮，6、专用刀具，7、夹具主体。

图4为配套夹具示意图。在图4中，各标记为：7、夹具主体，8、定位螺栓。

图5为特制刀具与外星轮沟槽加工位置示意图。在图5中，各标记为：1、超越离合器外星轮，6、专用刀具，9、刀具轨迹。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1～5，本发明实施例包括以下步骤：

1）胎膜锻锻造圆柱形超越离合器外星轮1毛坯件；用普通车床加工超越离合器外星轮1毛坯外侧面，得到的外圆表面尺寸精度应达到IT6，表面粗糙度达Ra1.6；用普通车床钻孔，并镗内孔至拉削加工所需尺寸；再对超越离合器外星轮1基体进行拉削加工，得到对数螺旋线沟槽，沟槽表面预留出0.02～0.04mm的余量；

2）对超越离合器外星轮1的渗碳处理要求表面硬度HRC58～64，心部硬度HRC30～42。渗碳深度1.2～1.5mm；

3）对热处理后的半成品进行硫酸腐蚀处理。选用常温下浓度为20%-40%的硫酸置入硫酸浸泡池5中，10～20min后将半成品放入镂空圆柱滚筒4中，将镂空圆柱滚筒4浸入硫酸中1/3，使镂空圆柱滚筒4以80～120r/min匀速转动，整个过程约30～50min；

4）将硫酸腐蚀后的半成品进行热水去酸处理，再进行冷水清洗及防锈处理；

5）防锈处理后，用数控铣床对超越离合器外星轮1沟槽进行滚压成型加工（参见图3），安装专用刀具6并调节高度，使沟槽表面在宽度方向可以与专用刀具6完全接触。将超越离合器外星轮1固定于夹具主体7上，再用定位螺栓8将其夹紧。编程形成刀具轨迹9使专用刀具6沿特定轨迹运动，施加一定压力，利用滚针轴承外圈滚动，对超越离合器外星轮1沟槽进行滚压成型加工。

本发明中涉及的专用刀具由刀杆与滚针轴承组成。刀杆可为长度150mm、直径10mm的钨钢杆件，滚针轴承型号为HK1012RS。滚针轴承外表面需进行精磨加工，尺寸精度要求达到IT3，表面粗糙度达到Ra0.2。滚针轴承套于刀杆上，端面与刀杆一端平齐。

本发明中涉及的配套夹具由夹具主体与定位螺栓组成。夹具主体为铸铁件，外径120mm，厚度100mm，内部有同轴的台阶孔，上孔内径为100mm，孔深70mm，下孔内径为90mm，孔深20mm。在上孔侧面距上端面35mm处均布3个M20的定位螺栓。

本发明针对现有超越离合器外星轮沟槽加工方法的不足，提供一种使超越离合器外星轮沟槽具有较高制造精度的加工方法。本发明包括硫酸腐蚀处理和数控铣床加工成型。本发明采取对经机械加工而成的半成品外星轮沟槽进行硫酸腐蚀处理，使外星轮沟槽表面形成大量均匀的细小凹坑，减小专用刀具加工时的挤压力。本发明使用的专用刀具是由钨钢材质的杆件与特制滚针轴承组成的，滚针轴承外表面经磨削加工，尺寸精度达到IT3以上，表面粗糙度达Ra0.2，经其滚压成型后的外星轮沟槽尺寸精度达到IT4级，表面粗糙度达Ra0.4，满足外星轮沟槽的精度要求，从而提高了超越离合器的使用寿命，降低噪音，提高超越离合器的极限转速和承载能力。

Claims

1.超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于包括以下步骤：

2）对外星轮沟槽进行渗碳处理；

3）对外星轮沟槽进行酸腐蚀处理；

4）对外星轮进行去酸处理；

5）对去酸处理后的外星轮进行防锈处理；

2.如权利要求1所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于在步骤2）中，所述渗碳处理的条件为：表面硬度HRC58～64，心部硬度HRC30～42，渗碳深度1.2～1.5mm。

3.如权利要求1所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于在步骤3）中，所述酸采用浓度为20%～40%的硫酸。

4.如权利要求1所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于在步骤3）中，所述酸腐蚀处理方法为：将浓度为20%～40%的硫酸倒入酸池中，将外星轮放入酸池中浸泡10～20min，去除表面硬化层，捞出后放入表面有镂空网格的滚筒中，将滚筒浸入酸池，使外星轮全部浸入酸中，启动电机，电机以80～120r/min带动滚筒匀速转动30～50min，使表面腐蚀均匀。

5.如权利要求1所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于在步骤4）中，所述酸处理的方法为：将硫酸腐蚀后的半成品进行热水去酸处理，再用冷水清洗。

6.如权利要求1所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于在步骤6）中，所述对外星轮沟槽进行滚压成型加工的具体方法为：将夹具固定于数控铣床工件台上，再将超越离合器外星轮装入夹具，调整夹具的定位螺栓使超越离合器外星轮轴线与夹具主体轴线重合，数控铣床对刀使刀具与外星轮在宽度方向上紧密贴合，调用预先编好的程序使刀具按照预定的轨迹走刀进行滚压加工。

7.如权利要求6所述超越离合器外星轮沟槽加工方法，其特征在于所述刀具采用钨钢材质的杆件与特制滚针轴承组成的刀具，滚针轴承的外表面经磨削加工而成，尺寸精度达到IT3以上，表面粗糙度达Ra0.2。