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浅谈锥度花键芯轴试验的设计制造

文章出处:智力通网责任编辑:智力通作者:智力通人气:-发表时间:2013-09-10 11:34:00

  对于具有渐开线花键孔的齿轮、内外花键套、连接盘等零件,一般均以花键孔作为设计基准,实际上也是以齿面形成的分度圆为设计基准的,如何做到工艺定位基准和设计基准统一,在工装制造方面还有一定的难度。所以,目前许多单位在处理这类工艺定位基准方面,还都是以定大径来代替定分度圆的方式,即采用大径具有锥度的渐开线花键定位芯轴来定内花键大径。
1 基准转换的可行性
可否进行基准转换即是否可以大径代替分度圆作定位基准,关键取决于两者的同轴度能否达到要求,对于拉削加工的花键来说,主要是花键拉刀的大径和分度圆的同轴度如何,因为拉刀决定了加工零件花键孔的精度,根据《拉力技术条件》以及实测结果,其同轴度值约在0.02mm之内,较零件中其他部分对基准的公差要求要小,据此认为基准转换是可行的。
2 锥度花键芯轴的设计
广东芯轴试验设计一方面要考虑刚度,使其在加工时,在切削刀作用下不易产生弯曲。在大径已确定的条件下,要尽可能缩短长度:另一方面要考虑花键孔大径的尺寸变化和芯轴锥度大小,要在花键孔尺寸变化范围内仍能楔紧,并且还要考虑设备加工范围。综合以上因素,一般芯轴定位部分长度取200~400mm。另外,根据定位芯轴大径的尺寸大小,在大径≤Ø50mm时,芯轴设计为整体式:当大径>Ø50mm时,芯轴设计为分体式焊接结构较为理想,其基本结构如附图所示。
为了在使用时花键芯轴只有大径接触定位,花键芯轴齿厚减薄,减薄量一般控制在比标准值齿厚小0.9~1mm范围内,同时在不影响外锥面质量的情况下,要求比标准数值滚切深1.5~2mm。
花键芯轴大径的尺寸及公差的确定对整个芯轴来说至关重要,是成败的关键,拉削加工的花键孔,其大径的大小往往是由拉刀大径决定的,故要求制作拉刀时要严格控制其大径尺寸,以利于减少花键芯轴的数量,提高其重复利用率。
根据使用情况,材料为40Cr的芯轴热处理采用整体调质至24~28HRC,大径表面淬火至42~46HRC、淬深1~2mm的方法,以保证其刚度和耐磨性。焊接式芯轴焊后需消除焊接应力,以防变形。

  3 制造及使用中应注意的问题
为保证芯轴试验的制造精度,并便于修磨,在制造中芯轴两端中心孔应设计为2型。
花键芯轴齿厚应有减薄量,以保证使用时花键芯轴只有大径接触定位。
为提高花键芯轴的耐磨性,对芯轴定位表面进行热处理。对已出现磨损,无法继续使用的芯轴,可采取刷镀硬铬的办法加以修复,镀层厚度须超过磨损量,以便能重新加工出定位表面。
工具、工件的清洁度直接影响加工精度,中心孔、芯轴定位表面有铁屑、杂物等,就容易出现跳动超差等异常。

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