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CN114227174A - 一种花键轴与花键轴套的制造方法 - Google Patents

一种花键轴与花键轴套的制造方法 Download PDF

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张伟
周兴良
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Abstract

本发明提供了一种花键轴与花键轴套的制造方法，属于机械技术领域。它解决了配合精度差的问题。它包括以下步骤：a、设计花键轮廓；b、在金属棒料上切割下一段作为胚料；c、在胚料的一端面根据所设计的花键轮廓绘制花键形状，在胚料的该端面上沿轴向加工出一个两端贯穿的小孔，小孔位于花键轮廓上；d、根据所设计的花键轮廓在线切割设备的控制系统上以上述小孔为初始位置编制线切割程序，然后将胚料定位在线切割设备的工装上，从胚料的小孔穿丝后运行程序对胚料进行线切割，从而得到具有外花键的花键轴与具有内花键的花键轴套。它具有加工效率高、配合精度高等优点。

Description

一种花键轴与花键轴套的制造方法
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种花键轴与花键轴套的制造方法。
背景技术
花键联接由内花键和外花键组成，一般特指具有外花键的花键轴和具有内花键的花键轴套，使用时由花键轴套套设在花键轴外形成配合，两者既能沿周向联动又能沿轴向进行相对滑动。目前，花键轴与花键轴套都是单独加工而成，对于花键轴来说，一般都是加工呈一个轴状的毛坯件，然后通过带有内花键孔的模具冲头在毛坯件的外侧挤压出外花键，或者是将毛坯件放置在滚床上利用花键滚刀加工形成外花键，亦或者是直接采用铣削方式在毛坯件外侧加工出外花键；对于花键轴套来说，一般都是先加工呈一个圆柱状的毛坯件，然后在毛坯件上加工出中心孔，最后再利用拉刀在毛坯件的中心孔拉槽以形成内花键，或者也是利用具有外花键的模具冲头插入毛坯件的中心孔内挤压出内花键。
无论是哪种方式，由于花键轴与花键轴套是单独加工而成的，在加工过程中就难免存在加工误差，而当花键轴与花键轴套相配合使用时两者的加工误差就会叠加，这样一来配合精度就难以得到保证，这对一些对于配合精度无太大要求的机构来说还勉强能够使用，但对一些对于配合精度要求较高的机构来说便存在较大的影响。针对这种情况，本领域技术人员容易想到的就是在加工时尽可能地提高加工精度，如装夹时与模具冲头的同轴度、或是铣削精度等。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种花键轴与花键轴套的制造方法，解决了配合精度差的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：
a、设计花键轮廓；
b、在金属棒料上切割下一段作为胚料；
c、在胚料的一端面根据所设计的花键轮廓绘制花键形状，在胚料的该端面上沿轴向加工出一个两端贯穿的小孔，小孔位于花键轮廓上；
d、根据所设计的花键轮廓在线切割设备的控制系统上以上述小孔为初始位置编制线切割程序，然后将胚料定位在线切割设备的工装上，从胚料的小孔穿丝后运行程序对胚料进行线切割，从而得到具有外花键的花键轴与具有内花键的花键轴套。
制造前，设计花键轮廓(包括花键尺寸、齿数及齿形等参数)；需要制造时，先在金属棒料上切割下一段作为胚料，然后根据所设计的花键轮廓在胚料的一端面上进行绘制，利用打孔设备在胚料上沿轴向加工出一个两端贯穿的小孔，即小孔的两端孔口分别位于胚料的两端面，在打孔时要确保打孔位置位于花键轮廓上；然后，根据所设计的花键轮廓在线切割设备的控制系统上以小孔为初始位置编制线切割程序，将胚料沿竖直方向定位在线切割设备的工装上并将线切割设备的金属丝从胚料的小孔穿过，接着开始运行线切割程序对胚料进行线切割，待线切割完成后使得胚料被分割为具有外花键的部分与具有内花键的部分，其中具有外花键的部分便可直接作为花键轴使用而具有内花键的部分便可直接作为花键轴套来与花键轴配套使用。
本制造方法通过线切割方法对胚料进行线切割后，使其内部被切割出来的具有外花键的部分可直接作为花键轴使用以及具有内花键的遗留部分可直接作为的花键轴套使用，实现了花键轴与花键轴套的一体加工，很好地提高了加工效率；而且，这样得到的花键轴与花键轴套不存在加工误差的叠加，具有很高的配合精度。
在上述的花键轴与花键轴套的制造方法中，所述的步骤c中，采用电火花穿孔机对胚料进行打孔。
电火花穿孔机与线切割设备都是利用金属丝对工件进行加工，因此利用电火花穿孔机在胚料上所打的小孔正好能够与线切割设备上的金属丝粗细相匹配，这样可以避免小孔与线切割设备金属丝之间尺寸相差过大而影响线切割精度，从而保证了所得到的花键轴与花键轴套之间的配合精度。
在上述的花键轴与花键轴套的制造方法中，所述的步骤b后步骤c前，先对坯料进行淬火处理。
淬火是提升胚料性能的热处理工艺，在线切割前先对胚料进行淬火可以保留所得到的花键轴与花键轴套之间的配合精度。若是在线切割后再进行淬火，那么所得到的花键轴与花键轴套就会变形而导致两者的配合精度变差。
在上述的花键轴与花键轴套的制造方法中，所述的淬火温度为35℃～40℃。
在上述的花键轴与花键轴套的制造方法中，所述的步骤d中，采用的线切割设备为快走丝。
在上述的花键轴与花键轴套的制造方法中，所述的步骤b中，对胚料进行车外型。
在线切割前先按照花键轴套实际所需要使用的情况对胚料进行车外型，这样可以保留所得到的花键轴与花键轴套之间的配合精度。若是在线切割后再对所得到的花键轴套进行车外型，那么可能会在机加工过程中造成花键轴套变形而影响花键轴与花键轴套的配合精度。
与现有技术相比，本花键轴与花键轴套的制造方法通过线切割方法对胚料进行线切割后，使其内部被切割出来的具有外花键的部分可直接作为花键轴使用以及具有内花键的遗留部分可直接作为的花键轴套使用，这样得到的花键轴与花键轴套不存在加工误差的叠加，具有很高的配合精度；而且，花键轴与花键轴套是同步加工出来的，因此在加工效率上也得到了提高。
附图说明
图1是本花键轴与花键轴套的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
一种花键轴与花键轴套的制造方法，该制造方法包括以下步骤：
a、设计花键轮廓，包括花键尺寸、齿数以及齿形等。
b、在金属棒料上切割下一段作为胚料；
在本实施例中，根据实际情况将胚料放置到机床上进行车外型；
之后，对胚料进行淬火处理，淬火温度为36℃，淬火能够大幅提升胚料的性能，而且在线切割之前先进行淬火可以保留所得到的花键轴与花键轴套之间的配合精度。若是在线切割后再进行淬火，那么所得到的花键轴与花键轴套就会变形而导致两者的配合精度变差。
c、在胚料的一端面根据所设计的花键轮廓绘制花键形状，在胚料的该端面上沿轴向加工出一个两端贯穿的小孔，即小孔的两端孔口分别位于胚料的两端面，而且在打孔时要确保打孔位置正好在花键的设计轮廓上；本实施例中具体采用电火花穿孔机对胚料进行打孔，利用电火花穿孔机在胚料上所打的小孔正好能够与线切割设备上的金属丝粗细相匹配，这样可以避免小孔与线切割设备金属丝之间尺寸相差过大而影响线切割精度，从而保证了所得到的花键轴与花键轴套之间的配合精度。
d、以步骤c中所得到的小孔为起始点根据所设计的花键轮廓在线切割设备的控制系统上编制线切割程序(也即金属丝的切割轨迹)，然后将胚料定位在线切割设备的工装上，将金属丝从胚料的小孔穿丝后以小孔所在位置为起始点运行线切割程序，这样金属丝就会对胚料进行切割，待线切割完成后就可以使胚料被分割成为具有外花键的部分与具有内花键的部分，其中具有外花键的部分便可直接作为花键轴使用而具有内花键的部分便可直接作为花键轴套来与花键轴配合使用；本实施例中具体采用的线切割设备为快走丝，且采用的金属丝为钼丝，快走丝相比于慢走丝而言成本更低。
完成线切割后，根据实际使用需求对所得到的花键轴与花键轴套进行机加工，如侧部开孔、开槽或是车台阶等。
本制造方法通过线切割方法对胚料进行线切割后，使其内部被切割出来的具有外花键的部分可直接作为花键轴使用以及具有内花键的遗留部分可直接作为的花键轴套使用，实现了花键轴与花键轴套的一体加工，很好地提高了加工效率；而且，这样得到的花键轴与花键轴套不存在加工误差的叠加，具有很高的配合精度。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，淬火温度为35℃。
实施例三
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，淬火温度为40℃。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：
a、设计花键轮廓；
b、在金属棒料上切割下一段作为胚料；
c、在胚料的一端面根据所设计的花键轮廓绘制花键形状，在胚料的该端面上沿轴向加工出一个两端贯穿的小孔，小孔位于花键轮廓上；
d、根据所设计的花键轮廓在线切割设备的控制系统上以上述小孔为初始位置编制线切割程序，然后将胚料定位在线切割设备的工装上，从胚料的小孔穿丝后运行程序对胚料进行线切割，从而得到具有外花键的花键轴与具有内花键的花键轴套。
2.根据权利要求1所述的花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，所述的步骤c中，采用电火花穿孔机对胚料进行打孔。
3.根据权利要求2所述的花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，所述的步骤b后步骤c前，先对坯料进行淬火处理。
4.根据权利要求3所述的花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，所述的淬火温度为35℃～40℃。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中，采用的线切割设备为快走丝。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的花键轴与花键轴套的制造方法，其特征在于，所述的步骤b中，对胚料进行车外型。
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