CN104551264A - 一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，包括安装工件、找正、安装抱夹、再次找正和铣削等步骤。本发明采用工装支座、弯板、抱夹等辅助工装，使零件在一次装夹中完成各齿面和定位小径的加工，既降低了劳动强度，提高了工作效率，又有效减少了零件变形及消除了重复装夹误差，保证了加工精度，对于各种花键磨床无法加工的大型轴类零件均适用。

Description

一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法
技术领域
本发明属于矩形花键加工技术领域，具体地说，特别涉及一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法。
背景技术
矩形花键作为广泛运用的传动零件，具有键齿等分分布，轴受力均匀，小径定心精度高，稳定性能好，接触面积大，能传递较大的扭矩等特点。矩形花键的加工，一般采用铣削，精度高的小型矩形花键一般在专用花键磨床上磨削加工。
对于大型轴类零件上高精度的矩形花键的加工，一般采用将零件放置在两个V型铁上，轴端安装找正块，转动零件通过极座标找正分度，或轴端安装分度机构直接分度，重复进行多次分度、找正、安装完成各齿加工。特别是小径圆弧的加工，转动零件重复安装的次数多少直接决定小径的圆弧精度。
综上所述，大型轴类零件上高精度的矩形花键常规的加工方法工作效率低，劳动强度大，多次安装分度精度差，导致矩形花键各齿面的等分度和对称度无法保证，定位小径的加工精度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种在一次装夹中完成大型轴类零件矩形花键各齿面及定位小径的加工、并确保矩形花键精度的加工方法。
本发明的技术方案如下：一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
A、安装工件：先将精密分度机构（2）安装在镗床的工作台（1）上，安装位置靠近镗床主轴，接着将工装支座（3）安装在精密分度机构（2）的工作台中心位置，然后将工件（7）通过端面螺孔与工装支座（3）连接；
B、找正：将千分表（6）的座架固定在镗床主轴上不动，旋转精密分度机构（2）的手轮转动其工作台，通过调整工装支座（3）的安装位置，找正工件（7）的回转中心与精密分度机构（2）的回转中心同轴；
C、安装抱夹：将弯板（4）安装在镗床的工作台（1）上，安装位置为镗床主轴对面，接着将抱夹（5）安装到弯板（4）上，再合拢抱夹（5），使抱夹（5）上沿径向穿设的多个调整螺钉与工件（7）的轴身接触；
D、找正：将千分表（6）的座架固定在精密分度机构（2）的工作台上，旋转精密分度机构（2）的手轮转动其工作台，并通过调整抱夹（5）径向穿设的调整螺钉，使抱夹（5）中心与工件（7）中心同轴；
E、铣削：采用铣刀进行加工，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面及定位小径的加工。
采用以上技术方案，通过找正工件中心与精密分度机构中心同轴、找正抱夹中心与工件中心同轴两次找正，提高了零件的装夹精度；采用抱夹提高了零件装夹的稳定性与安全性。本发明采用一次装夹完成零件所有加工，一方面降低了操作工人的劳动强度，提高了工作效率；另一方面，能够减少零件变形及消除重复装夹误差，有效地保证了大型轴类零件上矩形花键的加工精度。
为了保证精密分度机构安装连接的稳固性，步骤A中，精密分度机构（2）通过至少3颗螺钉压紧安装于镗床的工作台（1）上。
所述工装支座（3）由上底板、支柱和下底板构成，上底板与下底板相互平行，两者之间通过支柱连接固定，所述工装支座（3）的下底板通过四颗螺钉固定于精密分度机构（2）的工作台上，所述工件（7）的端面通过四颗螺钉固定在工装支座（3）的上底板上。以上结构一方面工装支座造型简单，加工制作容易，成本低；另一方面，工装支座在精密分度机构上以及工件在工装支座上连接牢靠，拆装既方便又快捷。
为了进一步提高加工精度，作为优选，步骤B中，找正工件（7）上相距尽量远的两处轴颈跳动，且两轴颈跳动≯0.008mm。
为了简化结构、方便装配，并确保弯板及抱夹装配的便捷性、可靠性，所述弯板（4）为“L”形，由底板和立板组成，弯板（4）的底板贴合并固定在镗床的工作台（1）上，在所述弯板（4）的立板上安装抱夹（5）。
为了进一步提高加工精度，作为优选，步骤D中，工件（7）上的找正点与精密分度机构（2）的工作台相距尽量远，找正轴颈跳动≯0.008mm。
步骤E中，先进行粗铣，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的粗加工；接着依次重复步骤B和步骤D；最后进行精铣，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的精加工。上述采用先粗铣后精铣的方式，能够确保矩形花键的加工精度。若矩形花键相邻外圆直径小于小径，选用立铣刀或三面刃铣刀加工；若矩形花键相邻外圆直径大于小径，选用三面刃铣刀加工。
有益效果：本发明采用工装支座、弯板、抱夹等辅助工装，使零件在一次装夹中完成各齿面和定位小径的加工，既降低了劳动强度，提高了工作效率，又有效减少了零件变形及消除了重复装夹误差，保证了加工精度，对于各种花键磨床无法加工的大型轴类零件均适用。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，传动轴工件7长2850mm，最大直径φ320mm，重1150Kg，两端矩形花键，12齿，齿宽26，各齿面与小径轴心的对称度0.015，大径φ280mm，小径φ240mm，小径定心，齿面传扭。
实施例1，该大型传动轴工件7上高精度矩形花键的加工方法包括以下步骤：
A、安装工件：先将精密分度机构2通过至少3颗螺钉压紧安装于镗床的工作台1上，精密分度机构2的安装位置靠近镗床主轴，接着将工装支座3安装在精密分度机构2的工作台中心位置，然后将工件7与工装支座3连接。所述工装支座3由上底板、支柱和下底板构成，上底板与下底板相互平行，两者之间通过支柱连接固定，上底板、支柱及下底板三者的轴心线在一条直线上，所述工装支座3的下底板通过四颗螺钉固定于精密分度机构2的工作台上，所述工件7的四个端面螺孔分别通过四颗螺钉固定在工装支座3的上底板上。
B、找正：将千分表6的座架固定在镗床主轴上不动，旋转精密分度机构2的手轮，转动精密分度机构2的工作台，并通过调整工装支座3的安装位置，找正工件7上相距尽量远的两处轴颈跳动≯0.008mm，找正工件7的回转中心与精密分度机构2的回转中心同轴。
C、安装抱夹：将弯板4安装在镗床的工作台1上，弯板4的安装位置为镗床主轴对面。所述弯板4为“L”形，由底板和立板组成，弯板4的底板贴合并固定在镗床的工作台1上。接着将抱夹5安装到弯板4的立板上，使抱夹5的根部通过多颗螺钉与弯板4的立板相固定，再合拢抱夹5，使工件7的轴身位于抱夹5所形成的圆孔中，且抱夹5上沿径向穿设的3个调整螺钉与工件7的轴身接触。
D、找正：将千分表6的座架固定在精密分度机构2的工作台上，通过加长标杆，使工件7上的找正点与精密分度机构2的工作台相距尽量远，旋转精密分度机构2的手轮转动其工作台，并通过调整抱夹5径向穿设的3个调整螺钉，找正工件7的轴颈跳动≯0.008mm，使抱夹5中心与工件7中心同轴。
E、铣削：先进行粗铣，并转动精密分度机构2的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的粗加工；接着依次重复步骤B和步骤D；最后进行精铣，并转动精密分度机构2的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的精加工。
实施例2
参照图1，本实施例中，步骤E直接进行铣削，即：采用铣刀进行加工，并转动精密分度机构2的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面及定位小径的加工。本实施例的其余部分与实施例1相同，在此不作赘述。
本发明所述方法对于各种花键磨床无法加工的大型轴类零件均适用，在此不一一赘述。

Claims (7)

1.一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
A、安装工件：先将精密分度机构（2）安装在镗床的工作台（1）上，安装位置靠近镗床主轴，接着将工装支座（3）安装在精密分度机构（2）的工作台中心位置，然后将工件（7）通过端面螺孔与工装支座（3）连接；
B、找正：将千分表（6）的座架固定在镗床主轴上不动，旋转精密分度机构（2）的手轮转动其工作台，通过调整工装支座（3）的安装位置，找正工件（7）的回转中心与精密分度机构（2）的回转中心同轴；
C、安装抱夹：将弯板（4）安装在镗床的工作台（1）上，安装位置为镗床主轴对面，接着将抱夹（5）安装到弯板（4）上，再合拢抱夹（5），使抱夹（5）上沿径向穿设的多个调整螺钉与工件（7）的轴身接触；
D、找正：将千分表（6）的座架固定在精密分度机构（2）的工作台上，旋转精密分度机构（2）的手轮转动其工作台，并通过调整抱夹（5）径向穿设的调整螺钉，使抱夹（5）中心与工件（7）中心同轴；
E、铣削：采用铣刀进行加工，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面及定位小径的加工。
2.根据权利要求1所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：步骤A中，精密分度机构（2）通过至少3颗螺钉压紧安装于镗床的工作台（1）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：所述工装支座（3）由上底板、支柱和下底板构成，上底板与下底板相互平行，两者之间通过支柱连接固定，所述工装支座（3）的下底板通过四颗螺钉固定于精密分度机构（2）的工作台上，所述工件（7）的端面通过四颗螺钉固定在工装支座（3）的上底板上。
4.根据权利要求1所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：步骤B中，找正工件（7）上相距尽量远的两处轴颈跳动，且两轴颈跳动≯0.008mm。
5.根据权利要求1所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：所述弯板（4）为“L”形，由底板和立板组成，弯板（4）的底板贴合并固定在镗床的工作台（1）上，在所述弯板（4）的立板上安装抱夹（5）。
6.根据权利要求1所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：步骤D中，工件（7）上的找正点与精密分度机构（2）的工作台相距尽量远，找正轴颈跳动≯0.008mm。
7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的一种大型轴类零件上高精度矩形花键的加工方法，其特征在于：步骤E中，先进行粗铣，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的粗加工；接着依次重复步骤B和步骤D；最后进行精铣，并转动精密分度机构（2）的工作台进行分度，完成矩形花键各齿面和定位小径的精加工。
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