工程车辆齿轮箱内矩形花键工艺设计

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花键的加工方法

花键的加工方法

花键的加工方法
花键啊,那可是机械领域里非常重要的一个部件呢!它就像是机器的关节,让各个部分能够紧密又灵活地连接和运转。

要加工花键,方法可不少。

比如说滚切法,就好像是一位经验丰富的大师,用它那精湛的技艺,一点一点地塑造出完美的花键形状。

刀具在工件上滚动,就如同舞者在舞台上轻盈地跳跃,每一步都那么精准,那么恰到好处。

还有铣削法,这就像是用一把神奇的铲子,小心翼翼地挖掘出花键的轮廓。

铣刀旋转着,一点一点地把多余的材料去除,留下的就是那精致的花键。

插削法也很不错啊!它就如同一位细心的工匠,用耐心和专注,一点一点地雕琢出花键的细节。

刀具插入工件,每一次的动作都带着对完美的追求。

拉削法呢,就好像是用一股强大的力量,一下子就把花键的形状给拉出来了,干脆利落!
你想想看,如果没有这些巧妙的加工方法,那些复杂的机器设备怎么能正常运转呢?花键的加工不就像是一场精彩的表演吗?每个方法都有它独特的魅力和作用。

在实际加工中,得根据不同的需求和条件来选择合适的方法呀。

这可不是随便就能决定的事情,得经过深思熟虑呢!而且,加工过程中还得注意各种细节,就像呵护一个宝贝一样,不能有丝毫的马虎。

刀具的选择、切削参数的设置,哪一个环节出了问题都可能影响到花键的质量。

这不就跟我们做事情一样吗?要认真对待,要全力以赴!只有这样,才能加工出高质量的花键,才能让机器更好地为我们服务。

所以说啊,花键的加工真的太重要了,它是机械领域里不可或缺的一部分啊!。

齿轮加工方案及问题应对方法

齿轮加工方案及问题应对方法

齿轮加工方案及技术措施齿轮做为常用的机械元件,一向广泛的被运用在机械的传动装置中,小至钟表用齿轮,大至船舶涡轮机用的大型齿轮,都能通过选配齿数组合,获得任意且正确的传动比;它的功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动准确、使用寿命长、结构尺寸小等特点已成为许多机械产品不可缺少的传动部件,也是机器中所占比重最大的传动形式;现以带有内花键定位的盘状齿轮为例,该齿轮材料为20CrMo Ti,渗碳层1.8-2.2mm,齿面硬度为HRC58-62;齿轮制造工艺方案,依据不同类型的齿廓形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定;一般来说包括:毛坯准备、齿坯处理、齿坯粗加工、齿轮热处理、齿轮精加工5个阶段,在确定具体加工工艺内容时,着重考虑确定两项精度:1、是齿轮各部分对中心轴线的形状精度;2、消除经热处理渗碳淬火后的热变形对齿轮精度的影响;在确定工艺基准时,首先应该选定内花键的大径尺寸为加工工艺基准,这是因为内花键的加工,都是花键拉刀拉制而成的,而拉刀的外径尺寸精度比较高,拉出的花键大径尺寸比较稳定和可靠,完全可以作为齿坯加工的工艺基准,无论是矩形花键孔或是渐开线花键孔都是一样;实际具体加工工艺为:●毛坯锻造成形●热处理正火处理●粗车1、内孔尺寸一般设计为装配基准,在设定内孔粗车尺寸时一般是按花键拉刀的前导向尺寸确定,比图纸设计尺寸减小0.5-0.6mm,做为热处理后的精磨余量;2、选用拉床定位的端面时应尽量选用大端面,而且要求同内孔一次装夹车成,保证其垂直精度;3、齿坯的其余部分可在粗车加工时留有一定的精车余量;●拉花键拉内花键用大端面和内孔定位拉制●精车1、选用内花键的大径尺寸D定位;2、用车工专用“花键微锥芯轴一次定位加工”在工件调头加工时,可随芯轴一起整体调头加工完成后,再拆卸工件;花键心轴如下图:车工用微锥花键芯轴,实际上是一个圆柱微锥芯轴,因为在设计芯轴时,已把花键的键宽和小径尺寸减小了0.5-0.7mm渐开线花键的齿厚减小0.5使花键芯轴完全靠外径和微锥来定位锁紧齿坯的,这样主要是为了排除多点接触对精度的干涉●滚齿滚齿的定位仍使用花键大径和大端面为工艺基准齿厚为粗切加工,磨削余量可按下表选择磨削余量:●倒角齿廓倒角,一般是指齿高的两端和沿齿长的齿顶2×4 5O倒钝;●热处理按热处理工艺渗碳淬火;●磨削1、由于齿轮在渗碳淬火的热处理过程中会产生热变形,变形量大小不一,变形位置一般在孔的收缩或涨大和盘状的翘曲变形;2、为了消除热变形,对齿轮各部加工的影响可按下列方法消除:a、仍以内花键大径为定位基准,上花键芯轴,对齿轮的外径和大端面一次装夹后,磨光,磨去的,便是变形量因为这是微量磨削,一般是不会造成尺寸变化的,这样可以在工艺上保证两个精度,即齿节圆对内花键的同轴度和齿端面对内花键的垂直度;b、在内圆磨床上,将齿轮的大外圆和大端面的跳动同时校正在0.03mm以内,把花键内孔磨成;c、在以内孔和大端面定位磨齿面为成品尺寸;以上三步的做法主要为了保证齿轮各部位对内花键的形位精度,避免由于热处理变形而造成的内花键大径和小径的偏心,而影响装配;二、滚齿误差产生原因消除方法在齿轮整个工艺规程中,滚齿是经常产生误差的环节,滚齿经常产生的问题及原因主要有:齿圈径向圆跳动超差;由于齿坯几何偏心和安装偏心;用顶尖装夹定位时,顶尖与机床中心偏心;通过提高齿坯基准面精度,提高夹具定位面精度,提高调整水平,更换或重新装调顶尖等方式解决;公法线长度变动超差;由于机床分度蜗杆副制造及安装误差造成运动偏心;机床工作台定心锥形导轨副间隙过大,造成工作台运动中心线不稳定;滚刀主轴系统轴向圆跳动过大或平面轴承咬坏;通过提高分度蜗杆副的制造精度和安装精度,提高工作台锥形导轨副的配合精度,提高滚刀主轴系统轴向精度,更换咬坏的平面轴等方法解决;齿距偏差超差;滚刀的轴向和径向圆跳动过大;分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差;齿坯安装偏心;通过提高滚刀的安装精度,修复或更换分度蜗杆副,消除齿坯安装误差等方法解决;齿顶部变肥,左右齿廓对称;滚刀铲磨时齿形角度小或刃磨产生较大的正前角,使齿形角变小;通过更换滚刀或重磨齿形角及前刃面方法解决;齿顶部变瘦,左右齿廓对称;滚刀铲磨时齿形角变大或刃磨时产生较大的负前角,使齿形角变大;通过更换滚刀或重磨齿形角及前刀面方法解决;齿形不对称;滚刀安装对中不好,刀架回转角误差大,滚刀前刀面有导程误差;通过保证滚刀安装精度,提高滚刀刃磨精度,控制前刀面导程误差,微调滚刀回转角方法解决;齿面出棱;滚刀制造或刃磨时容屑槽等分误差;通过重磨滚刀达到等分要求方法解决;齿形周期性误差;滚刀安装后,径向或端圆跳动大,机床工作台回转不均匀,分齿交换齿轮安装偏心或齿面有磕碰,刀架滑板松动,齿坯装夹不合理,产生振动;通过控制滚刀的安装精度,检查、调整分度蜗杆副传动精度,重新调整分齿交换齿轮、滑板和齿坯方法解决;齿向误差超差;垂直进给导轨与工作台轴线平行度误差或歪斜,、下顶针不同轴,下顶针轴线与工作台回转轴线同轴度差;夹具和齿坯的制造、安装、调整精度低;分齿、差动交换齿轮误差大;齿坯或夹具刚性差,夹紧后变形;通过提高夹具、齿坯的制造和调整精度,重新计算分齿及差动交换齿轮,修正误差,改进齿还或夹具设计,正确夹紧方法解决;撕裂;齿坯材质不均匀;齿坯热处理方法不当;滚刀用钝,不锋利;切削用量选择不当,冷却不良;通过控制齿坯材料质量,采用正火处理45钢、40cr钢、18CrMnTi,滚刀移位或更换新刀,正确选用切削用量,选用润滑性能良好的切削液,充分冷却方法解决;啃齿;刀架立柱导轨太松或太紧;油压不稳定;刀架斜轮啮合间隙大;通过调整立柱导轨塞铁松紧,保持油路畅通,油压稳定,刀架斜齿轮若磨损,应更换;振纹;机床内部某传动环节的间隙过大;工件与刀具的装夹刚性不够;切削用量选用过大;后托架安装后,间隙大;通过修理或调整机床,提高刀装夹刚性,缩小支承间距离,加大轴径,提高工件刚性,尽量加大支承面,正确选用切削用量,正确安装后托架方法解决;。

矩形花键拉刀矩形花键铣刀设计说明书刀具课程设计

矩形花键拉刀矩形花键铣刀设计说明书刀具课程设计

目录1 说明 (3)2 矩形花键拉刀 (4)2. 1 设计规定 (4)2. 2 设计环节 (4)2.2.1 花键孔尺寸 (4)2.2.2 拟定拉削余量 (4)2.2.3 齿升量的选择 (5)2.2.4 切削几何参数选择 (5)2.2.5 拟定校准齿直径 (6)2.2.6 倒角齿参数计算 (6)2.2.7 拟定齿距p及同时工作齿数 (7)2.2.8 容削槽的设计 (7)2.2.9 拉刀的分削槽形状 (8)2.2.10 花键齿截型设计 (8)2.2.11 粗算切削齿齿数 (9)2.2.12 计算切削齿部分长度 (10)2.2.13 拉刀尺寸设计 (10)2. 3 拉刀强度及拉床拉力校验 (13)2.3.1 拉削力 (13)2.3.2 拉刀强度校验 (13)2.3.3 拉床拉力校验 (13)2. 4 拟定拉刀的技术条件 (14)3 矩形花键铣刀 (15)3. 1 设计规定 (15)3. 2 设计环节 (15)3.2.1 花键轴尺寸 (15)3.2.2 具体参数设计 (15)3.2.3 齿形高度和宽度 (16)3.2.4 铣刀的孔径和外径 (16)3.2.5 铣刀的齿数 (17)3.2.6 铣刀的后角及铲削量 (17)3.2.7 铣刀的容削槽和分削槽 (18)3.2.8 校验 (18)3. 3 矩形花键铣刀的技术条件 (19)3.3.1 表面粗糙度(按GB1031-68) (19)3.3.2 尺寸公差 (19)3.3.3 形状位置公差 (19)3.3.4 齿形误差 (20)3.3.5 材料及热解决 (20)4 参考文献 (21)1说明大学三年的学习即将结束, 在我们即将进入大四,踏入社会之前, 通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学, 同时对于我们自身来说, 这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。

为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。

齿轮箱结构设计

齿轮箱结构设计

齿轮箱结构设计一、引言齿轮箱是机械传动中常用的一种装置,其结构设计直接关系到机械传动性能的稳定性和可靠性。

本文旨在介绍齿轮箱结构设计的基本原则和具体步骤。

二、齿轮箱结构设计的基本原则1.功能需求明确。

在进行齿轮箱结构设计时,首先需要明确其功能需求,即要传递多大的功率、扭矩等参数,以及需要满足哪些工作条件。

2.合理选材。

选材要考虑受力情况、使用环境等因素,选择合适的材料可以提高齿轮箱的寿命和可靠性。

3.合理布局。

布局要考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度,以及方便维修保养等因素。

4.合理配重。

齿轮箱内部各个部件之间应该平衡分布重量,避免出现过大偏差而导致振动或噪音等问题。

5.优化设计。

在满足功能需求和可靠性前提下,尽可能优化设计,减少成本和体积。

三、齿轮箱结构设计步骤1.确定传动比和工作条件。

根据机械传动的要求,确定齿轮箱的传动比和工作条件,如转速、扭矩、功率等参数。

2.选择齿轮类型和材料。

根据传动比和工作条件,选择合适的齿轮类型和材料,如斜齿轮、直齿轮等,以及钢、铜等材料。

3.确定布局方案。

根据选定的齿轮类型和材料,设计出合理的布局方案,并考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度。

4.进行强度计算。

根据选定的材料、布局方案以及工作条件等因素,进行强度计算,并检查是否满足要求。

5.优化设计。

在满足强度要求前提下,尽可能优化设计,减少成本和体积。

6.进行模拟分析。

使用相关软件对齿轮箱进行模拟分析,检查其在不同工况下的性能表现,并进行必要调整。

7.制作样品并试验验证。

制作出样品后进行试验验证,并对其性能表现进行评估。

四、常见齿轮箱结构设计问题及解决方法1.噪音过大:可能是由于齿轮间隙不合理、齿轮配合不良等问题引起的。

解决方法是重新设计齿轮间隙、优化齿轮配合。

2.寿命过短:可能是由于材料选择不当、强度计算不准确等问题引起的。

解决方法是重新选择材料、进行精确的强度计算。

3.体积过大:可能是由于布局不合理、部件过多等问题引起的。

汽车传动轴加工工艺规程及花键槽加工工序夹具设计

汽车传动轴加工工艺规程及花键槽加工工序夹具设计
传动轴是组成机器零件的主要零件之一,一切做回转运动的传动零件都必须安装在 传动轴上才能进行运动及动力的传动,传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。这种 轴一般较长,且转速高,只能承受扭矩而不承受弯矩。应该使传动轴具有足够的刚度和 高临界转速。在汽车传动轴系中,为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间 的动力传递,必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成,当距 离较远时,还需要中间支承。在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简 称传动轴。传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。本文将着重介绍传动轴的设计 与制造。
汽车制造工艺学课程设计说明书
题 目:
汽车传动轴加工工艺规程 及花键槽加工工序夹具设计
系 别: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 日 期:
机电工程系 车辆工程
2013 年 12 月
摘要
通过在校期间对传动轴的学习和认识对传动轴进行一下系统的分析和设计,支承传 动件的零件称为轴。轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最 后一个极为重要的实践性教学环节,是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与 基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事 的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
图 1 底盘传动轴花键零件图
然后进行表面粗糙度及其他表面质量要求的分析。可以看出的是花键轴中花键槽 的表面粗糙度要求比较高,达到 0.8,其余的大都是 3.2,这需要先在普通车床上进行 粗车、半精车、精车,最后通过外圆磨削实现。
最后进行热处理要求和其他方面要求的分析。这个花键轴的花键槽部分需要淬硬 深度为 1.5~2.5mm,硬度要 HRC30,这要考虑需要进行表面淬火,需要注意的是选择 淬火的时机,需要将淬火安排在合适的工序中。

花键齿轮公式计算

花键齿轮公式计算

花键齿轮公式计算花键和齿轮是机械工程领域中常见的传动装置,用于传递转矩和旋转运动。

通过花键和齿轮的设计和计算,可以确定其尺寸、数量和间距,以满足特定的传动需求。

以下是花键和齿轮的公式计算的详细介绍。

1.花键计算:花键是一种轴与轴孔连接的装置,常用于连接和传递扭转运动。

花键的设计包括花键长度、宽度和深度的计算。

1.1花键长度计算:花键长度取决于轴的直径和轴孔的深度。

一般来说,花键长度应大于轴孔长度,以确保花键完全插入轴孔。

花键长度计算公式为:花键长度=轴孔深度+轴直径1.2花键宽度计算:花键宽度取决于所需的传动转矩和材料的强度。

花键承载转矩的能力与花键的宽度成正比。

花键宽度计算公式为:花键宽度=2*(传动转矩/材料的弯曲强度)1.3花键深度计算:花键深度应适当选择,以确保花键固定在轴上,并能够承受传递的扭矩。

通常,在花键宽度的3-5倍范围内选择适当的花键深度。

2.齿轮计算:齿轮是一种用于传递和调整扭转运动的装置。

齿轮的设计包括模数、齿数、啮合角和模数系数等参数的计算。

2.1模数计算:模数是一个用于描述齿轮尺寸比例的参数,通常用于直齿轮设计。

模数计算公式为:模数=轴的直径/齿数2.2齿数计算:齿数是用于描述齿轮的齿数的参数。

齿数计算公式为:齿数=(π*轴的直径)/(2*模数)2.3啮合角计算:啮合角用于描述两个啮合齿轮之间的相对位置。

啮合角的计算取决于齿轮的模数和齿数。

啮合角计算公式为:啮合角 = acos((2 * 齿数1 - 齿数2) / (2 * 齿数1))2.4模数系数计算:模数系数描述齿轮齿廓的形状和尺寸。

模数系数计算公式为:模数系数=模数/齿数以上是花键和齿轮的常见计算公式。

根据传动需求和材料特性,可以使用这些公式计算和设计出符合要求的花键和齿轮。

此外,还需要考虑其他因素,例如齿面硬度、磨损和润滑等,以确保花键和齿轮的稳定和可靠运行。

矩形花键企业标准

矩形花键企业标准

矩形花键企业标准矩形花键企业标准是一种常用的工程机械传动轴连接方式,常被应用于建筑、矿山、冶金、水利等行业的大型设备上。

该标准将矩形和花键两种结构合二为一,使其在耐力、耐磨等方面相比其他传动方式更优越,因此受到广泛的应用。

下面,我将分步骤介绍矩形花键企业标准及其应用场景。

1. 矩形花键的定义:矩形花键是一种细长的棱柱形结构,其头部呈矩形,用来承载荷载,成为主动轴,局部引起应力集中。

矩形花键的颈部呈锥形,这部分主要负责与被连接件卡合,形成连接。

而花键的定义是由传动轴端部切割成许多小形状的棱柱体结构,负责嵌入被连接件。

2. 矩形花键的标准:矩形花键有其对应的标准Spiralock公司的矩形花键标准是美国公制。

其规定的轴端形状应该是矩形或四边形,被连接件应该切割成相应的花键形状。

同时,矩形花键的连接方式应使用螺纹紧固,以保证连接的牢固性。

3. 矩形花键的优点:相比其他连接方式,矩形花键的主要优点在于其可靠性和耐用性。

传统的连接方式如锥形、锁紧套等,在使用一段时间后会因为磨损而失去固定力,而矩形花键的连接方式能够在不损坏结构的情况下保证连接的稳定。

同时,矩形花键能够承受非常大的荷载和扭矩,能够满足大型设备对传动轴的高强度要求。

4. 矩形花键的应用场景:矩形花键广泛应用于各种大型设备,如建筑机械、矿山设备、冶金机械、水利设备等等。

这些设备的工况较为苛刻,对传动轴的强度和可靠性要求较高,因此矩形花键的优势得到了发挥。

此外,矩形花键还被广泛应用于涉及海洋和航空航天的领域中,因为它能够在高强度和复杂的工作环境下保持连接的稳定性。

总之,矩形花键企业标准是一种传动轴连接方式,因其可靠性和耐用性,被广泛应用于各种大型机械设备上。

通过矩形花键的连接方式,能够满足各种高强度和复杂工况的需求,因此其在未来的应用前景十分广阔,相信会有更多的企业采用矩形花键企业标准来生产更出色的产品。

键和花键设计带图文

键和花键设计带图文

缺点:不能实现轴上零件轴向固定。
7.1 键联接
2.斜键联接 (1)楔键 工作原理:靠上下面压紧产生 F 承受载 荷(联接处 的偏压也承受载荷) 工作面:上下表面; 非工作面:两侧面; 结构(加工):上面由1:100斜面,下面平行轴线; 应用:两键时120布置(合力小,偏心小)。
楔键联接
普通楔键
7.2.1 花键联接的分类和构造
1.分类(按齿廓形状):矩形、渐开线形、三角形
2.工作面:侧面
花键联接
7.2 花键联接
3.构造 矩形花键联接
特点:侧面平行而易加工,应用广泛。 定心方式:小径定心 渐开线花键联接 特点: 30 或45渐开线形,自动定心精度高,受力 均匀,应用广泛,承载能力高。 定心方式:齿形、外径定心,导致成本高 三角形花键联接 特点:内花键为 外花键为 45 渐开线 用于薄壁零件的配合,承载能力低 定心方式:侧面定心
静联接: T kzhl rm [ p ] 动联接: T kzhl rm [ p] 式中: z 齿数;
h 齿面工作高度; l 齿的接触长度; [ p ] 花键联接的许用挤压应力; [ p ]-花键联接的许用压强 。

(7.3)
Dd Dd 2C , rm , 2 4 d d 此处C为齿顶的倒圆半径。对于渐开线花键,h m , rm , z 2 此处m为模数,d为分度圆直径。 [ p ]和[ p]见表7.2。对于矩形花键,h
7.1 键联接
斜键联接的特点: 优点:简单、方便; 缺点:定心精度低,在冲击、振动、变载下易松动。 7.1.2 平键和半圆键联接的计算 1.键联接的选择
由工作条件 选类型 据轴d 选b h 据轮毂B 选键长l B (5 ~ 10mm) 取标准
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工程车辆齿轮箱内矩形花键工艺设计
矩形花键的定位配合方式主要有大径定心﹑小径定心两种方式,采用大径定心配合方式,内花键大径通常在淬火处理前加工完成,在淬火后无法对内花键大径进行修正,由于热处理变形,造成内花键孔精度难以保证,容易导致在装配过程中内﹑外花键出现较大的配合间隙。

而小径定心方式,具有加工工艺性好﹑稳定性高﹑加工精度易于保证的特点,并能采用热处理后进行磨削的工艺方案,使得花键获得较高的加工精度,不但可以克服大径定心热处理造成的矩形内花键大径严重变形影响而无法修整的缺陷,且可以使设计精度等级进一步,有利于提高以花键内径作为基准孔的渐开线圆柱齿轮配合的精度,确保齿轮箱的稳定运行。

为提高花键与齿轮的配合精度,我单位决定对齿轮箱中花键轴和花键齿轮采用小径定心配合,配合精度为H8/f7。

为达到小径定心配合的设计精度和要求,我们在花键轴和花键齿轮的制造中吸取同行小径定心加工工艺的经验和技术,设计了合理的工艺流程﹑工艺方案﹑切削参数﹑夹具及刀具,尝试应用新的热处理工艺,确保花键轴和花键齿轮的加工精度,本文详细介绍采用小径定心方式花键轴及花键齿轮的加工工艺流程﹑设备﹑工艺参数和注意事项。

1 花键加工工艺流程的确定
1.1外花键加工工艺流程的确定
如图1所示,外花键材料为40Cr,心部硬度要求要求为HRC28-32,花键齿表面硬度要求为HRC48-55,结合零件的尺寸精度和形状位置精度要求,确定该零件的加工工艺流程为:粗车—调质—精车—修磨中心孔—铣花键—花键齿部高频感应淬火+低温回火—磨削花键小径—磨轴承档。

1.2内花键加工工艺流程的确定
如图2所示,内花键材料为20CrMnTi,心部要求为HB170-210。

内外齿面硬度要求为HRC60-63.由于零件上内花键和外齿均需要淬火,而受零件结构的限制,制作感应器比较困难,因此,零件采用渗碳后直接淬火的方式。

结合零件的尺寸精度和形状位置精度要求,确定花键齿轮的加工工艺流程为:正火—粗车—精车—拉花键孔—滚齿轮—渗碳淬火+低温回火—磨削花键孔小径。

2 花键小径磨削加工余量的确定
2.1外花键小径磨削加工余量的确定
按照外花键小径磨削加工工艺方案,花键齿部高频感应淬火后对外花键小径进行磨削,以确保花键小径的尺寸﹑形状和位置精度。

由于花键齿部采用高频感应淬火的热处理方式变形较小,因此,在确定磨削余量时尺寸变形忽略不计,仅考虑留磨削余量即可。

采用花键轴铣床加工图1花键时,花键大径﹑键侧直接加工到设计尺寸,花键小径留有0.2-0.3mm磨削余量。

2.2内花键小径加工余量的确定
拉孔时,为使同心式小径定心矩形花键拉刀交错排列处的刀齿数目尽可能少,拉空前,内孔应留有合适的拉削余量,该余量可以按照下表1选取。

表1
花键小径(mm)拉削余量(mm)
300.15-0.2
30-500.20-0.25
50-800.25-0.30
80以上0.30-0.40
磨削内花键小径前,内花键孔齿轮采用渗碳淬火时,由于热处理变形的因素,内花键孔会产生收缩变形,变形量的大小主要与孔的大小﹑零件壁厚﹑零件结构等有关,通过多次试验,该零件淬火后孔的收缩量为0.03-0.08mm,因此,在拉削内孔留磨削余量时,应将这一边形量充分考虑到内花键小径拉削后所留的磨削余量中,故本件内孔留磨量为0.35mm。

3 花键加工设备选用
3.1外花键加工设备的选用
在充分考虑了经济成本,加工能力的多方面因素,外花键加工采用Y631K花键轴铣床进行铣齿。

采用M8612A花键轴磨床作为外花键热处理淬火后的小径磨削设备。

铣外花键时,采用两顶尖安装安装工件前,应在顶尖之间安装心轴进行同轴度检验,工件安装好后,必须使用对刀块进行试切,以确保花键滚刀中心通过两顶尖中心线。

磨削外花键小径时,先使用设备上的对齿器对零件进行安装角度定位,然后使用两顶尖配合鸡心夹头夹紧工件,调试好自动分度机构和工作台行程挡块,即可对工件进行分度和小径磨削。

3.2内花键加工设备选用
内花键的加工设备选用L6120卧式拉床,拉孔前,首先调整好机床油压,并把拉床的托刀架调整到与工件同轴的位置,防止拉偏。

加工中时刻保持表针小幅度变化,表针直线上升立即停车。

未达到设计要求,粗拉削速度为3-7m/min,精拉速度不大于2.5m/min。

内花键小径的磨削采用普通磨床M2120进行加工。

4 刀具选择
外花键滚刀选用齿形为Ⅲ型﹑A级精度的滚刀。

内花键選用W6Mo5Cr4V5SiNbAl含铝超硬高速钢。

花键小径磨削选用砂轮硬度M 级,粒度为60#白刚玉材质。

内花键小径磨削选用砂轮精度K级,粒度46#微晶刚玉材质。

因磨削外花键小径时,砂轮需要修正,修正原理如图3,不作详解。

5 处理工艺
热处理后,可以通过磨削小径的工序从根本解决热处理对花键配合精度的影响,但花键键侧的形状﹑位置精度还需要合理的热处理工艺得到满足,为了提高工件整体性能,尽可能的减少零件热处理造成的齿形变形,我们再热处理工艺过程中借鉴了其他单位一些方法。

5.1外花键热处理工艺
外花键采用高频感应淬火,我们使用美国豪富顿的AQL251聚合
物水溶液淬火液,浓度为10%-15%,将水溶性淬火液放在感应器下方,使用摇臂钻机构改进装夹工件,这样既可以使工件加热均匀,又可以使工件从淬火温度直接冷却,提高了效率,又避免了淬火到冷却阶段性温度变化,淬火后,立即进行180-200℃低温回火。

5.2内花键热处理工艺
由于20CrMnTi淬透性较差,所以传统方法需要时间较长,淬火质量和加工效率都达不到理想要求。

所以我们借鉴同行,对零件进行分级淬火的工艺,并使用恒温淬火油槽和专用等温分级淬火油。

该恒温淬火槽采用电加热﹑循环水冷却的恒温保持方式,可以在30分钟内使介质温度复原,设备控温范围0-160℃,使用时实际控制油温维120左右。

专用等温分级淬火油的使用即保证硬度的统一性;,有防止了因温度变化引起的变形无规律性,是零件变形得到有效控制。

淬火完成后,立即进行低温回火,全部热处理结束后,进行喷砂和防锈处理。

通过以上工序设计零件既提高了合格率,又保证了配合公差要求,进而提高了齿轮—轴传动的配合精度,避免了由于内﹑外花键配合之间存在较大的尺寸间隙,而造成变速箱传动过程的瞬间冲击和噪声,同时也提高了变速箱的寿命。

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