專利名稱：帶有異形齒的花鍵滾軋輪和加工花鍵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)，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(shù)：
常見(jiàn)的小模數(shù)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(jié)構(gòu)之一其一，異形齒是兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)；其二，異形齒是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)。異形齒在軸向的長(zhǎng)度LI = 0. 2L L，L為花鍵齒的軸向長(zhǎng)度。目前，加工這種帶有異形齒的花鍵只能采用插齒刀進(jìn)行插削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)利用滾軋輪進(jìn)行滾軋成型。插削加工的缺點(diǎn)是加工時(shí)間長(zhǎng)，加工效率低、成本高。對(duì)于異形齒長(zhǎng)度小于花鍵齒的局部異形齒，無(wú)法進(jìn)行插削加工，只能進(jìn)行數(shù)控加工，不僅效率低，而且大幅度提高了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使用滾絲機(jī)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(shí)間，提高加工效率，降低加工成本。本發(fā)明的技術(shù)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I的端面中心有一個(gè)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(yīng)；其特征在于，在滾軋輪工作面上的滾軋齒4中,有一個(gè)異形齒5,(I)異形齒5是下述結(jié)構(gòu)之一異形齒5是兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)；或者，異形齒5是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)；(2)異形齒5在軸向的長(zhǎng)度LI =0.2L L，L為滾軋齒4的軸向長(zhǎng)度，異形齒5的至少一端位于滾軋輪的一個(gè)端面內(nèi)；(3)將異形齒5計(jì)算為兩個(gè)正常滾軋齒4時(shí),滾軋輪上滾軋齒4的數(shù)量為被加工件上花鍵齒數(shù)的不小于2的整數(shù)倍，該整數(shù)倍應(yīng)為360的約數(shù)，滾軋輪上異形齒5的數(shù)量與上述倍數(shù)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(jī)進(jìn)行滾軋，其特征在于，加工的步驟如下I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整兩個(gè)滾軋輪周向相對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，a = 360° /2n;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，a = 0° ;n為滾軋輪上異形齒5的數(shù)量,調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定；2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為3秒 8秒、滾軋壓力F為40KN 160KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20±2r/min、進(jìn)給量p為0. 5mm I. Omm,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，若合格，則上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束；若不合格則調(diào)整進(jìn)給量P，直到試滾軋件的花鍵合格為止；3、進(jìn)行正常滾軋加工。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠使用滾絲機(jī)加工帶有異形齒的花鍵，縮短了加工時(shí)間，提高了加工效率，降低了加工成本。試驗(yàn)證明，本發(fā)明的加工方法與采用插齒加工方法相比，單件加工時(shí)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(fā)明的滾軋輪也可以滾軋不帶有異形齒的花鍵，實(shí)現(xiàn)了一輪多用。


圖I是本發(fā)明滾軋輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，右圖是左圖的左視圖。 圖2是本發(fā)明方法調(diào)整兩個(gè)滾軋輪相位差的示意圖，圖中滾軋輪的n = 3，相位差a =0°。圖中的粗實(shí)線表示滾軋輪相位角的零位。兩個(gè)滾軋輪之間為被滾軋件。圖3也是本發(fā)明方法調(diào)整兩個(gè)滾軋輪相位差的示意圖，圖中滾軋輪的n = 4，相位差a = 45°。圖中的粗實(shí)線表示滾軋輪相位角的零位。兩個(gè)滾軋輪之間為被滾軋件。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)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I的端面中心有一個(gè)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(yīng)；其特征在于，在滾軋輪工作面上的滾軋齒4中,有一個(gè)異形齒5,(I)異形齒5是下述結(jié)構(gòu)之一異形齒5是兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)；或者，異形齒5是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)；(2)異形齒5在軸向的長(zhǎng)度LI =0.2L L，L為滾軋齒4的軸向長(zhǎng)度，異形齒5的至少一端位于滾軋輪的一個(gè)端面內(nèi)；(3)將異形齒5計(jì)算為兩個(gè)正常滾軋齒4時(shí)，滾軋輪上滾軋齒4的數(shù)量為被加工件上花鍵齒數(shù)的不小于2的整數(shù)倍，該整數(shù)倍應(yīng)為360的約數(shù)，滾軋輪上異形齒5的數(shù)量與上述倍數(shù)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(jī)進(jìn)行滾軋，其特征在于，加工的步驟如下I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整周向相對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，a =360° /2n;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，a =0° ;n為滾軋輪上異形齒5的數(shù)量。相位角差值的調(diào)整方法有多種，一種方法為將主動(dòng)輪的相位角零位調(diào)整至水平位置，然后調(diào)整從動(dòng)輪的相位角的零位。例如，參見(jiàn)圖2，此圖中n為3，a =0°，兩個(gè)滾軋輪的相位角零位(即粗實(shí)線)共線；參見(jiàn)圖3，此圖中n為4，兩個(gè)滾軋輪的相位角差值a =45°。調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定。2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為3秒 8秒、滾軋壓力F為40KN 160KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20±2r/min、進(jìn)給量p為0. 5mm I. Omm,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，若合格，則上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束；若不合格則調(diào)整進(jìn)給量P，直到試滾軋件的花鍵合格為止；3、進(jìn)行正常滾軋加工。本發(fā)明的工作原理是由于主動(dòng)滾軋輪上參與加工的異形齒的相位角與從動(dòng)滾軋輪上參與加工的異形齒的相位角差值為360° /2n，當(dāng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)角度為360° /2n時(shí)，每個(gè)滾軋輪都轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)為nz/360° *360° /2n = z/2, z為將工件異形齒計(jì)算成兩個(gè)正常齒 時(shí)的花鍵齒數(shù)。根據(jù)花鍵的嚙合理論，此時(shí)工件應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)同樣為z/2，即工件應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度是180°，與從動(dòng)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(shí)施例I工件花鍵參數(shù)齒形漸開(kāi)線，齒數(shù)35，材料S45C鋼?；ㄦI軸向長(zhǎng)度35mm，異形齒為兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)，異形齒軸向長(zhǎng)度與花鍵相同。滾軋輪參數(shù)齒形漸開(kāi)線，齒數(shù)315，異形齒是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)，異形齒的數(shù)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(jī)進(jìn)行滾軋，其特征在于，加工的步驟如下I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整兩個(gè)滾軋輪周向相
對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為a =0°，
調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定；2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為6秒、滾軋壓力F為140KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20r/min、進(jìn)給量p為0. 72mm,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，花鍵尺寸偏大，調(diào)整進(jìn)給量P為0. 75mm，再次啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋，待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，試滾軋件的花鍵合格，上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束。3、進(jìn)行正常滾軋加工。實(shí)施例2工件花鍵參數(shù)齒形三角花鍵，齒數(shù)35，材料S45C鋼。花鍵軸向長(zhǎng)度35mm，異形齒為兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)，異形齒軸向長(zhǎng)度與花鍵相同。滾軋輪參數(shù)齒形三角花鍵，齒數(shù)210，異形齒5是兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)，異形齒的數(shù)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(jī)進(jìn)行滾軋，其特征在于，加工的步驟如下I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整兩個(gè)滾軋輪周向相對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為a =30°，調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定；2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為6秒、滾軋壓力F為160KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20r/min、進(jìn)給量p為0. 75m,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，滾軋件的花鍵合格，上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束。3、進(jìn)行正常滾軋加工。
實(shí)施例3工件花鍵參數(shù)齒形漸開(kāi)線，齒數(shù)35，材料S45C鋼。花鍵軸向長(zhǎng)度32mm，異形齒為兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)，異形齒軸向長(zhǎng)度為8mm,異形齒軸向長(zhǎng)度為花鍵軸向長(zhǎng)度的0. 25,異形齒的一端位于花鍵的一個(gè)端面內(nèi)。滾軋輪參數(shù)齒形漸開(kāi)線，正常滾軋齒端面齒數(shù)為432,異形滾軋齒端面齒數(shù)為420，異形齒是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)，異形齒的數(shù)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(jī)進(jìn)行滾軋，其特征在于，加工的步驟如下I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整兩個(gè)滾軋輪周向相對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為a =15°，調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定；2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為5秒、滾軋壓力F為130KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20r/min、進(jìn)給量p為0. 72mm,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，試滾軋件的花鍵合格，上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束。3、進(jìn)行正常滾軋加工。
權(quán)利要求
1.一種帶有異形齒的花鍵滾軋輪，包括滾軋輪基體[I]，在滾軋輪基體[I]的端面中心有一個(gè)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(yīng)；其特征在于，在滾軋輪工作面上的滾軋齒[4]中，有一個(gè)異形齒[5], (1)異形齒[5]是下述結(jié)構(gòu)之一異形齒[5]是兩個(gè)相鄰的花鍵齒牙之間的齒槽缺失后形成的連齒結(jié)構(gòu)；或者，異形齒[5]是兩個(gè)相鄰的花鍵齒槽之間的齒牙缺失后形成的凹槽結(jié)構(gòu)； (2)異形齒[5]在軸向的長(zhǎng)度LI= O. 2L L，L為滾軋齒[4]的軸向長(zhǎng)度，異形齒[5]的至少一端位于滾軋輪的一個(gè)端面內(nèi)； (3)將異形齒[5]計(jì)算為兩個(gè)正常滾軋齒[4]時(shí)，滾軋輪上滾軋齒[4]的數(shù)量為被加工件上花鍵齒數(shù)的不小于2的整數(shù)倍，該整數(shù)倍應(yīng)為360的約數(shù)，滾軋輪上異形齒[5]的數(shù)量與上述倍數(shù)相同，異形齒[5]沿滾軋輪的工作面均布。
2.使用如權(quán)利要求I所述的滾軋輪加工帶有異形齒花鍵的方法，采用滾絲機(jī)進(jìn)行滾車L，其特征在于，加工的步驟如下 2.I、安裝滾軋輪將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾軋輪安裝在滾絲機(jī)上的兩根相互平行、同方向同步旋轉(zhuǎn)的主軸上，其中，一個(gè)主軸為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，調(diào)整兩個(gè)滾軋輪周向相對(duì)位置，使主動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角與從動(dòng)軸上的滾軋輪的相位角的差值為當(dāng)η為偶數(shù)時(shí)，α = 360° /2η;當(dāng)η為奇數(shù)時(shí)，a = 0° ;η為滾軋輪上異形齒[5]的數(shù)量,調(diào)整好后將兩個(gè)滾軋輪固定； 2.2、試滾軋將試滾軋件安裝到滾絲機(jī)的滾絲夾具的兩個(gè)頂尖之間，試滾軋件的軸線與滾軋輪的軸線平行且共面，調(diào)整滾絲機(jī)的從動(dòng)輪徑向進(jìn)給位置，使兩個(gè)滾軋輪的工作面貼住試滾軋件的被加工表面，調(diào)整加工時(shí)間參數(shù)t為3秒 8秒、滾軋壓力F為40KN 160KN、主軸轉(zhuǎn)速s為20±2r/min、進(jìn)給量P為O. 5mm I. Omm,啟動(dòng)滾絲機(jī)進(jìn)行試滾軋,待試滾軋完成后檢測(cè)試滾軋件的花鍵，若合格，則上述滾軋參數(shù)作為正式滾軋加工參數(shù)，試滾軋結(jié)束；若不合格則調(diào)整進(jìn)給量P，直到試滾軋件的花鍵合格為止； 2.3、進(jìn)行正常滾軋加工。
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)，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(fā)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(gè)異形齒[5]，將異形齒[5]計(jì)算為兩個(gè)正常滾軋齒[4]時(shí)，滾軋輪上滾軋齒[4]的數(shù)量為被加工件上的花鍵齒數(shù)的不小于2的整數(shù)倍。本發(fā)明的加工步驟為安裝滾軋輪，試滾軋，進(jìn)行正常滾軋加工。本發(fā)明能夠使用滾絲機(jī)加工帶有異形齒的花鍵，縮短了加工時(shí)間，提高了加工效率，降低了加工成本。
文檔編號(hào)B21B27/02GK102764764SQ20111011774
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者孫先普, 朱振峰, 李仁強(qiáng), 郭衛(wèi)東 申請(qǐng)人:豫北轉(zhuǎn)向系統(tǒng)股份有限公司