一种硬齿面内矩形花键加工用装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种硬齿面内矩形花键加工用装置，所述装置为自适应定心装置，所述自适应定心研磨装置自上而下包括压研头、自适应钢球、研磨棒、衬套和底座，衬套安装固定于底座内孔内，零件放置于衬套内定位孔内，研磨棒顶部一端设有中心孔，自适应钢球放置在研磨棒的中心孔内，研磨棒与零件的内矩形花键相匹配，压研头施压在自适应钢球上推动研磨棒向下移动对零件的内矩形花键进行研磨。本发明专利技术能保证内矩形花键的尺寸精度、平行度和位置度。

【技术实现步骤摘要】
一种硬齿面内矩形花键加工用装置及加工方法
本专利技术涉及航空发动机传动锥齿轮加工领域，尤其涉及一种硬齿面内矩形花键加工用装置及加工方法。
技术介绍
某航空零度弧齿锥齿轮设有内矩形花键，要求位置度≤0.015mm、平行度≤0.01mm和齿槽宽内矩形花键氰化淬火始终存在变形，如：喇叭口、槽宽变窄，变形规律难以有效控制，影响花键位置精度和槽宽余量的均匀性。因结构或尺寸限制，该锥齿轮无法采用成型磨齿机进行磨削的内矩形花键，由于硬齿面内矩形花键经手动研磨修正时存在研磨量不均，影响槽宽尺寸及键槽位置的均匀性，易造成喇叭孔，因此采用常规方法进行基准修复、手工研磨后，无法满足花键均匀性和槽宽尺寸的高精度要求。现有的内矩形花键齿形修正和检测用工装形状误差无标准，其形状公差与槽宽尺寸公差不匹配，使锥齿轮内矩形花键槽宽有效研修余量极其有限，严重影响槽宽尺寸控制，因此现有工装(含研磨心棒、量规等)无法适应高精度花键均匀性和键槽尺寸的检测和加工要求。由此，采用普通拉刀以内孔定位拉削内矩形花键齿槽，零件经经氰化淬火、手工研磨的方法，内矩形花键无法达到需要的尺寸精度、形位精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能保证内矩形花键的尺寸精度、平行度和位置度的硬齿面内矩形花键加工用装置及加工方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种硬齿面内矩形花键加工用装置，所述装置为自适应定心装置，所述自适应定心研磨装置自上而下包括压研头、自适应钢球、研磨棒、衬套和底座，衬套安装固定于底座内孔内，零件放置于衬套内定位孔内，研磨棒顶部一端设有中心孔，自适应钢球放置在研磨棒的中心孔内，研磨棒与零件的内矩形花键相匹配，压研头施压在自适应钢球上推动研磨棒向下移动对零件的内矩形花键进行研磨。作为总的专利技术构思，本专利技术还提供一种硬齿面内矩形花键的加工方法，包括以下步骤：S1、将锻造后的零件回火处理，对零件的内外表面进行粗车处理，调质处理和半精车处理，零件的外圆、内孔和端面预留预设磨量；S2、采用复合拉刀对零件内矩形花键的大径、小径和键槽一次拉削成形，采用内矩形花键综合量规控制内矩形花键键槽的平行度和位置度；S3、将内矩形花键小径定位固定，外磨零件外圆及端面，保证端面与小径垂直度达到预设垂直度后固定端面进行铣齿；S4、将零件进行氰化淬火，保证零件表面硬度HRC≥58、心部硬度HRC32～45，氰化层深度为0.6mm～0.8mm；S5、采用前述自适应定心研磨装置对零件的内矩形花键进行粗研磨，内矩形花键键槽槽宽预留预设精研磨量，用内矩形花键综合量规控制内矩形花键键槽平行度和位置度；S6、以内矩形花键的键槽为定位基准，外磨零件端面及磨齿，保证外圆及端面对内矩形花键跳动不大于0.005mm；S7、磁盘吸附已磨端面，找正已磨外圆跳动不大于0.005mm，磨内矩形花键小径，用内矩形花键综合量规控制内矩形花键的平行度和位置度；S8、采用前述自适应定心研磨装置对零件的内矩形花键进行精研磨，去除预设精研磨量，用内矩形花键综合量规控制键槽平行度和位置度。作为对上述技术方案的进一步改进：所述步骤S2中，拉削成形后的内矩形花键，大径按成品尺寸加工，小径预留0.2mm～0.04mm研磨余量、槽宽预留0.01mm研磨余量，采用内矩形花键综合量规控制内矩形花键键槽位置度。所述步骤S5或S8中，采用槽宽量规检查槽宽。所述槽宽量规为硬质合金槽宽量规。研磨棒的齿形公差为0.005mm、齿向公差为0.005mm和齿距累积公差为0.005mm。所述综合量规的齿形公差为0.003mm，齿向公差为0.003mm和齿距累积公差为0.005mm。所述步骤S6中，采用锥体心棒外磨零件端面及磨齿，所述锥体心棒的槽宽锥度所述回火处理的具体步骤包括：先在940～960℃温度下保温3h后空冷，再在650～680℃温度下保温3h后空冷。所述调质处理的具体步骤包括：先在850～870℃温度下保温100min后油冷，再在550～610℃温度下保温120min水冷。所述氰化处理的具体步骤包括：先置于真空氰化炉内于640℃～660℃温度下预热，再升温至氰化温度820℃～840℃，氮气保护氛围下冷却至室温。采用范围外的温度及时间可能降低奥氏体的稳定性，增大晶粒，造成硬度、弯曲强度及接触强度偏离技术要求。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过采用复合拉刀对内矩形花键小径、大径和齿槽一次拉削成形，控制内矩形花键小径及齿槽同心，采用内矩形花键综合量规控制内矩形花键位置度，采用自适应定心压研装置对内矩形花键齿面进行粗、精研磨，在花键齿面上研去一层薄的硬化金属层，使零件内矩形花键达到较高的尺寸精度、形状精度、位置精度和粗糙度，实现了热处理后矩形内花键齿槽位置度≤0.015mm、平行度≤0.01mm和齿槽宽的要求，解决了氰化淬火后内矩形花键形状和位置误差大的问题。本专利技术适合于小批量且因结构或尺寸限制无法采用磨削的内矩形花键加工。本专利技术工艺技术合理，提出了内矩形花键量具控制要求，即：内矩形花键综合量规的齿形公差和齿距累计公差的控制要求(齿形公差0.003mm、齿向公差0.003mm和齿距累积公差0.005mm)，有效控制了内矩形花键形状和位置误差，为类似零件的内花键精度修复提供了技术参考。附图说明图1是本专利技术自适应定心研磨装置的结构示意图。图2是本专利技术待加工零件的结构示意图。图中各标号表示：1、压研头；2、自适应钢球；3、研磨棒；4、零件；5、衬套；6、底座。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。除非特殊说明，本专利技术采用的仪器或材料为市售。实施例1：图1示出了本专利技术硬齿面内矩形花键加工用自适应定心研磨装置，包括压研头1、自适应钢球2、研磨棒3、零件4、衬套5和底座6，衬套5安装至底座6内孔内后固定，将零件4放置衬套5定位孔内，研磨棒3顶端设有中心孔，中心孔呈60°圆锥状，自适应钢球2放置在研磨棒3的中心孔上并伸出至中心孔外，自适应钢球2在自身重力的影响嵌入中心孔最低处，与中心孔呈环状接触，确保压研头1轴向力竖直向下研压，研磨棒3与零件4内花键相匹配，压研头1均匀施压在自适应钢球2上，压研头1、自适应钢球2、研磨棒3整体向下移动，研磨棒3与零件4的内矩形花键齿面进行研磨，直至研磨棒3脱离零件4的内矩形花键，即完成一次研磨操作。在现有技术中，采用手工进行研磨，研磨时，传统研磨棒的受力方向存在倾斜(与竖直方向存在夹角)，受力无法完全竖直向下，存在径向分力，会造成在径向方向的对硬齿面内矩形花键的不均匀研磨，影响轴向和径向槽宽尺寸；本专利技术的自适应定心研磨装置，在自适应钢球2的引导下，即便不均匀的力压在自适应钢球2顶部某一点，自适应钢球2与研磨棒3中心孔环状接触，形成均匀的竖直向下的推力，实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬齿面内矩形花键加工用装置，其特征在于：所述装置为自适应定心装置，所述自适应定心研磨装置自上而下包括压研头(1)、自适应钢球(2)、研磨棒(3)、衬套(5)和底座(6)，衬套(5)安装固定于底座(6)内孔内，零件(4)放置于衬套(5)内定位孔内，研磨棒(3)顶部一端设有中心孔，自适应钢球(2)放置在研磨棒(3)的中心孔内，研磨棒(3)与零件(4)的内矩形花键相匹配，压研头(1)施压在自适应钢球(2)上推动研磨棒(3)向下移动对零件(4)的内矩形花键进行研磨。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬齿面内矩形花键加工用装置，其特征在于：所述装置为自适应定心装置，所述自适应定心研磨装置自上而下包括压研头(1)、自适应钢球(2)、研磨棒(3)、衬套(5)和底座(6)，衬套(5)安装固定于底座(6)内孔内，零件(4)放置于衬套(5)内定位孔内，研磨棒(3)顶部一端设有中心孔，自适应钢球(2)放置在研磨棒(3)的中心孔内，研磨棒(3)与零件(4)的内矩形花键相匹配，压研头(1)施压在自适应钢球(2)上推动研磨棒(3)向下移动对零件(4)的内矩形花键进行研磨。


2.一种硬齿面内矩形花键的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将锻造后的零件(4)回火处理，对零件(4)的内外表面进行粗车处理，调质处理和半精车处理，零件(4)的外圆、内孔和端面预留预设磨量；
S2、采用复合拉刀对零件(4)内矩形花键的大径、小径和键槽一次拉削成形，采用内矩形花键综合量规控制内矩形花键键槽的平行度和位置度；
S3、将内矩形花键小径定位固定，外磨零件(4)外圆及端面，保证端面与小径垂直度达到预设垂直度后固定端面进行铣齿；
S4、将零件(4)进行氰化淬火，保证零件(4)表面硬度HRC≥58、心部硬度HRC32～45，氰化层深度为0.6mm～0.8mm；
S5、采用根据权利要求1所述自适应定心研磨装置对零件(4)的内矩形花键进行粗研磨，内矩形花键键槽槽宽预留预设精研磨量，用内矩形花键综合量规控制内矩形花键键槽的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湘辉，周泽宏，钟立坚，余沛琛，文明，
申请(专利权)人：中国航发中传机械有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43