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帶有異形齒的花鍵滾軋輪和加工花鍵的方法.pdf

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帶有 異形 花鍵 滾軋輪 加工 方法
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摘要
申請專利號:

CN201110117745.2

申請日:

2011.05.06

公開號:

CN102764764B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 專利權人的姓名或者名稱、地址的變更IPC(主分類):B21B 27/02變更事項:專利權人變更前:豫北轉向系統股份有限公司變更后:豫北轉向系統(新鄉)有限公司變更事項:地址變更前:453003 河南省新鄉市和平大道322號變更后:453003 河南省新鄉市和平大道322號|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B21B 27/02申請日:20110506|||公開
IPC分類號: B21B27/02; B21H7/00 主分類號: B21B27/02
申請人: 豫北轉向系統股份有限公司
發明人: 朱振峰; 李仁強; 郭衛東; 孫先普
地址: 453003 河南省新鄉市和平大道322號
優先權:
專利代理機構: 中國航空專利中心 11008 代理人: 梁瑞林
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110117745.2

授權公告號:

|||102764764B||||||

法律狀態公告日:

2018.01.09|||2015.01.14|||2012.12.26|||2012.11.07

法律狀態類型:

專利權人的姓名或者名稱、地址的變更|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于機械加工技術,涉及一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪和使用該滾軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法。本發明的滾軋輪包括滾軋輪基體[1],在滾軋輪的圓柱形工作面上有滾軋齒[4],其特征在于,在滾軋輪工作面上的滾軋齒[4]中,有一個異形齒[5],將異形齒[5]計算為兩個正常滾軋齒[4]時,滾軋輪上滾軋齒[4]的數量為被加工件上的花鍵齒數的不小于2的整數倍。本發明的加工步驟為:安裝滾軋輪,試滾軋,進行正常滾軋加工。本發明能夠使用滾絲機加工帶有異形齒的花鍵,縮短了加工時間,提高了加工效率,降低了加工成本。

權利要求書

1: 一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪, 包括滾軋輪基體 [1], 在滾軋輪基體 [1] 的端面中心 有一個帶有鍵槽 [3] 的安裝孔 [2], 在滾軋輪的圓柱形工作面上有滾軋齒 [4], 滾軋齒 [4] 的齒形與被加工件上的花鍵齒形相適應 ; 其特征在于, 在滾軋輪工作面上的滾軋齒 [4] 中, 有一個異形齒 [5], (1) 異形齒 [5] 是下述結構之一 : 異形齒 [5] 是兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失 后形成的連齒結構 ; 或者, 異形齒 [5] 是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹 槽結構 ; (2) 異形齒 [5] 在軸向的長度 L1 = 0.2L ~ L, L 為滾軋齒 [4] 的軸向長度, 異形齒 [5] 的至少一端位于滾軋輪的一個端面內 ; (3) 將異形齒 [5] 計算為兩個正常滾軋齒 [4] 時, 滾軋輪上滾軋齒 [4] 的數量為被加工 件上花鍵齒數的不小于 2 的整數倍, 該整數倍應為 360 的約數, 滾軋輪上異形齒 [5] 的數量 與上述倍數相同, 異形齒 [5] 沿滾軋輪的工作面均布。
2: 使用如權利要求 1 所述的滾軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法, 采用滾絲機進行滾 軋, 其特征在于, 加工的步驟如下 : 2.1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方向 同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整兩個滾軋輪周向相對 位置, 使主動軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 : 當 n 為偶數 時, α = 360° /2n ; 當 n 為奇數時, α = 0° ; n 為滾軋輪上異形齒 [5] 的數量, 調整好后 將兩個滾軋輪固定 ; 2.2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸線 與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作面 貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 3 秒~ 8 秒、 滾軋壓力 F 為 40KN ~ 160KN、 主軸轉速 s 為 20±2r/min、 進給量 p 為 0.5mm ~ 1.0mm, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待 試滾軋完成后檢測試滾軋件的花鍵, 若合格, 則上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾 軋結束 ; 若不合格則調整進給量 p, 直到試滾軋件的花鍵合格為止 ; 2.3、 進行正常滾軋加工。

說明書


帶有異形齒的花鍵滾軋輪和加工花鍵的方法

    技術領域 本發明屬于機械加工技術, 涉及一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪和使用該滾軋輪加 工帶有異形齒花鍵的方法。
     背景技術
     常見的小模數花鍵一般采用滾軋、 插削等方法成型。有一種花鍵軸的花鍵帶有異 形齒, 該異形齒是下述結構之一 : 其一, 異形齒是兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形 成的連齒結構 ; 其二, 異形齒是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結構。 異 形齒在軸向的長度 L1 = 0.2L ~ L, L 為花鍵齒的軸向長度。目前, 加工這種帶有異形齒的 花鍵只能采用插齒刀進行插削加工, 無法實現利用滾軋輪進行滾軋成型。插削加工的缺點 是: 加工時間長, 加工效率低、 成本高。 對于異形齒長度小于花鍵齒的局部異形齒, 無法進行 插削加工, 只能進行數控加工, 不僅效率低, 而且大幅度提高了成本。發明內容
     本發明的目的是 : 提供一種使用滾絲機加工帶有異形齒的花鍵滾軋輪和使用該滾 軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法, 以縮短加工時間, 提高加工效率, 降低加工成本。
     本發明的技術方案是 : 一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪, 包括滾軋輪基體 1, 在滾軋 輪基體 1 的端面中心有一個帶有鍵槽 3 的安裝孔 2, 在滾軋輪的圓柱形工作面上有滾軋齒 4, 滾軋齒 4 的齒形與被加工件上的花鍵齒形相適應 ; 其特征在于, 在滾軋輪工作面上的滾 軋齒 4 中, 有一個異形齒 5,
     (1) 異形齒 5 是下述結構之一 : 異形齒 5 是兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失 后形成的連齒結構 ; 或者, 異形齒 5 是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽 結構 ;
     (2) 異形齒 5 在軸向的長度 L1 = 0.2L ~ L, L 為滾軋齒 4 的軸向長度, 異形齒 5 的 至少一端位于滾軋輪的一個端面內 ;
     (3) 將異形齒 5 計算為兩個正常滾軋齒 4 時, 滾軋輪上滾軋齒 4 的數量為被加工件 上花鍵齒數的不小于 2 的整數倍, 該整數倍應為 360 的約數, 滾軋輪上異形齒 5 的數量與上 述倍數相同, 異形齒 5 沿滾軋輪的工作面均布。
     使用如上面所述的滾軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法, 采用滾絲機進行滾軋, 其 特征在于, 加工的步驟如下 :
     1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方 向同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整兩個滾軋輪周向相 對位置, 使主動軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 : 當 n 為偶 數時, α = 360° /2n ; 當 n 為奇數時, α = 0° ; n 為滾軋輪上異形齒 5 的數量, 調整好后 將兩個滾軋輪固定 ;
     2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作 面貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 3 秒~ 8 秒、 滾軋壓力 F 為 40KN ~ 160KN、 主軸轉速 s 為 20±2r/min、 進給量 p 為 0.5mm ~ 1.0mm, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待 試滾軋完成后檢測試滾軋件的花鍵, 若合格, 則上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾 軋結束 ; 若不合格則調整進給量 p, 直到試滾軋件的花鍵合格為止 ;
     3、 進行正常滾軋加工。
     本發明的優點是 : 能夠使用滾絲機加工帶有異形齒的花鍵, 縮短了加工時間, 提高 了加工效率, 降低了加工成本。試驗證明, 本發明的加工方法與采用插齒加工方法相比, 單 件加工時間縮短了 90%以上, 加工效率提高了 10 倍以上, 加工成本降低了 60%以上。 此外, 本發明的滾軋輪也可以滾軋不帶有異形齒的花鍵, 實現了一輪多用。 附圖說明
     圖 1 是本發明滾軋輪的結構示意圖。圖中, 右圖是左圖的左視圖。
     圖 2 是本發明方法調整兩個滾軋輪相位差的示意圖, 圖中滾軋輪的 n = 3, 相位差 α = 0°。圖中的粗實線表示滾軋輪相位角的零位。兩個滾軋輪之間為被滾軋件。
     圖 3 也是本發明方法調整兩個滾軋輪相位差的示意圖, 圖中滾軋輪的 n = 4, 相位 差 α = 45°。圖中的粗實線表示滾軋輪相位角的零位。兩個滾軋輪之間為被滾軋件。 具體實施方式
     下面對本發明做進一步詳細說明。參見圖 1, 一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪, 包括 滾軋輪基體 1, 在滾軋輪基體 1 的端面中心有一個帶有鍵槽 3 的安裝孔 2, 在滾軋輪的圓柱 形工作面上有滾軋齒 4, 滾軋齒 4 的齒形與被加工件上的花鍵齒形相適應 ; 其特征在于, 在 滾軋輪工作面上的滾軋齒 4 中, 有一個異形齒 5, (1) 異形齒 5 是下述結構之一 : 異形齒 5 是兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失 后形成的連齒結構 ; 或者, 異形齒 5 是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽 結構 ;
     (2) 異形齒 5 在軸向的長度 L1 = 0.2L ~ L, L 為滾軋齒 4 的軸向長度, 異形齒 5 的 至少一端位于滾軋輪的一個端面內 ;
     (3) 將異形齒 5 計算為兩個正常滾軋齒 4 時, 滾軋輪上滾軋齒 4 的數量為被加工件 上花鍵齒數的不小于 2 的整數倍, 該整數倍應為 360 的約數, 滾軋輪上異形齒 5 的數量與上 述倍數相同, 異形齒 5 沿滾軋輪的工作面均布。
     使用如上面所述的滾軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法, 采用滾絲機進行滾軋, 其 特征在于, 加工的步驟如下 :
     1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方 向同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整周向相對位置, 使主 動軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 : 當 n 為偶數時, α= 360° /2n ; 當 n 為奇數時, α = 0° ; n 為滾軋輪上異形齒 5 的數量。相位角差值的調整方 法有多種, 一種方法為 : 將主動輪的相位角零位調整至水平位置, 然后調整從動輪的相位角 的零位。例如, 參見圖 2, 此圖中 n 為 3, α = 0°, 兩個滾軋輪的相位角零位 ( 即粗實線 )
     共線 ; 參見圖 3, 此圖中 n 為 4, 兩個滾軋輪的相位角差值 α = 45°。調整好后將兩個滾軋 輪固定。
     2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸 線與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作 面貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 3 秒~ 8 秒、 滾軋壓力 F 為 40KN ~ 160KN、 主軸轉速 s 為 20±2r/min、 進給量 p 為 0.5mm ~ 1.0mm, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待 試滾軋完成后檢測試滾軋件的花鍵, 若合格, 則上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾 軋結束 ; 若不合格則調整進給量 p, 直到試滾軋件的花鍵合格為止 ;
     3、 進行正常滾軋加工。
     本發明的工作原理是 : 由于主動滾軋輪上參與加工的異形齒的相位角與從動滾軋 輪上參與加工的異形齒的相位角差值為 360° /2n, 當從動輪轉過角度為 360° /2n 時, 每個 滾軋輪都轉過的齒數為 nz/360° *360° /2n = z/2, z 為將工件異形齒計算成兩個正常齒 時的花鍵齒數。根據花鍵的嚙合理論, 此時工件應當轉過的齒數同樣為 z/2, 即工件應當轉 過的角度是 180°, 與從動輪上的異形齒正好吻合, 從而保證了異形齒的齒形不被滾軋輪工 作面上的正常齒破壞。 實施例 1
     工件花鍵參數 : 齒形漸開線, 齒數 35, 材料 S45C 鋼。花鍵軸向長度 35mm, 異形齒為 兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結構, 異形齒軸向長度與花鍵相同。
     滾軋輪參數 : 齒形漸開線, 齒數 315, 異形齒是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺 失后形成的凹槽結構, 異形齒的數量為 9。
     使用如上面所述的滾軋輪加工帶有凸起異形齒花鍵的方法, 采用日本 R16A-II 滾 絲機進行滾軋, 其特征在于, 加工的步驟如下 :
     1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方 向同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整兩個滾軋輪周向相
     對位置, 使軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 α = 0°,調整好后將兩個滾軋輪固定 ;
     2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸 線與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作 面貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 6 秒、 滾軋壓力 F 為 140KN、 主軸轉 速 s 為 20r/min、 進給量 p 為 0.72mm, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待試滾軋完成后檢測試滾軋 件的花鍵, 花鍵尺寸偏大, 調整進給量 p 為 0.75mm, 再次啟動滾絲機進行試滾軋, 待試滾軋 完成后檢測試滾軋件的花鍵, 試滾軋件的花鍵合格, 上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾軋結束。
     3、 進行正常滾軋加工。
     實施例 2
     工件花鍵參數 : 齒形三角花鍵, 齒數 35, 材料 S45C 鋼。花鍵軸向長度 35mm, 異形齒 為兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結構, 異形齒軸向長度與花鍵相同。
     滾軋輪參數 : 齒形三角花鍵, 齒數 210, 異形齒 5 是兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒 槽缺失后形成的連齒結構, 異形齒的數量為 6。使用如上面所述的滾軋輪加工帶有凹槽異形齒花鍵的方法, 采用日本 R16A-II 滾 絲機進行滾軋, 其特征在于, 加工的步驟如下 :
     1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方 向同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整兩個滾軋輪周向相 對位置, 使主動軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 α = 30°, 調整好后將兩個滾軋輪固定 ;
     2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸 線與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作 面貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 6 秒、 滾軋壓力 F 為 160KN、 主軸轉速 s 為 20r/min、 進給量 p 為 0.75m, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待試滾軋完成后檢測試滾軋件的 花鍵, 滾軋件的花鍵合格, 上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾軋結束。
     3、 進行正常滾軋加工。
     實施例 3
     工件花鍵參數 : 齒形漸開線, 齒數 35, 材料 S45C 鋼。花鍵軸向長度 32mm, 異形齒為 兩個相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結構, 異形齒軸向長度為 8mm, 異形齒軸 向長度為花鍵軸向長度的 0.25, 異形齒的一端位于花鍵的一個端面內。
     滾軋輪參數 : 齒形漸開線, 正常滾軋齒端面齒數為 432, 異形滾軋齒端面齒數為 420, 異形齒是兩個相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結構, 異形齒的數量為 12。
     使用如上面所述的滾軋輪加工帶有凸起異形齒花鍵的方法, 采用日本 R16A-II 滾 絲機進行滾軋, 其特征在于, 加工的步驟如下 :
     1、 安裝滾軋輪 : 將兩個結構相同的滾軋輪安裝在滾絲機上的兩根相互平行、 同方 向同步旋轉的主軸上, 其中, 一個主軸為主動軸, 另一個為從動軸, 調整兩個滾軋輪周向相 對位置, 使主動軸上的滾軋輪的相位角與從動軸上的滾軋輪的相位角的差值為 α = 15°, 調整好后將兩個滾軋輪固定 ;
     2、 試滾軋 : 將試滾軋件安裝到滾絲機的滾絲夾具的兩個頂尖之間, 試滾軋件的軸 線與滾軋輪的軸線平行且共面, 調整滾絲機的從動輪徑向進給位置, 使兩個滾軋輪的工作 面貼住試滾軋件的被加工表面, 調整加工時間參數 t 為 5 秒、 滾軋壓力 F 為 130KN、 主軸轉 速 s 為 20r/min、 進給量 p 為 0.72mm, 啟動滾絲機進行試滾軋, 待試滾軋完成后檢測試滾軋 件的花鍵, 試滾軋件的花鍵合格, 上述滾軋參數作為正式滾軋加工參數, 試滾軋結束。
     3、 進行正常滾軋加工。

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