一种花键齿轮长轴的加工工艺的制作方法

本发明涉及机械制造技术领域，特别是涉及一种花键齿轮长轴的加工。

背景技术：

在实际工程中，需要在一根长轴上加工出较高精度等级的花键和齿轮。由于超出传统加工设备的加工能力，若订制专门的大型机床需要很大的成本。本发明提出了一种十分经济实用的花键齿轮长轴的加工方法，很好的解决了该问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种花键齿轮长轴的加工工艺，解决了无法在长轴上加工高精度花键、齿轮的技术问题；

本发明所采用的技术方案是：为解决上述技术问题本发明采用如下技术方案：将长轴分段，分为花键段、中间段和齿轮段。首先分别加工齿轮段、花键段和中间段，每个轴段都设计焊接止口，将所有轴段按照顺序，通过止口进行装配，并检测三段的同轴度。将组合好的长轴固定在特制的焊接工装上，采用氩弧焊将各轴段焊接成一体，再对焊接部位进行保温退火，以消除焊接应力；

与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明具有很好的实用性、可操作性、经济性。

说明书附图

图1是长轴各段通过焊接工装安装在车床上；

图2是需要加工长轴分段；

图3是截断后的各轴段；

图4是齿轮轴段与普通轴段的止口；

图5是花键轴段与普通轴段的止口；

图6是长轴各段通过焊接工装安装在车床上；

图7是齿轮焊接工装；

图8是花键焊接工装。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。以下通过该方法在工程实践中的具体应用来阐述本发明齿轮花键轴加工工艺。

图2，轴左端直齿圆柱齿轮为六级精度，轴右端渐开线内花键也为六级精度。

本发明采用的加工方法如下，首先将长轴分成三段，分别加工。各轴段如图3所示。

由于需要加工齿轮和内花键的轴段被长度减小了，于是就可以在加工设备上加工出设计要求的齿轮。加工好齿轮和内花键后，再通过焊接的方式将各轴段变成一体。为此在各轴段上设计了焊接止口如图4、5所示，以保证设计中提出的形位公差要求。

焊接前，需将齿轮段及内花键段固定安装在特制的焊接工装上，以找准设计基准如图五所示。图6中零件1为普通车床，零件2、3、4直齿外圆柱齿轮夹具通过卡盘固定在车床1上，同理渐开线内花键夹具也是通过车床1上的卡盘安装固定。这样通过齿轮和花键夹具就能找准长轴上的齿轮与花键的节圆，这项技术是本发明的关键所在。通过在车床上安装不同夹具（外齿轮、内齿轮、外花键、内花键夹具）的方法，可以在长轴上加工出不同配合的齿轮与花键。图5中零件3为待加工长轴，零件4为渐开线内花键夹具。

用来找正夹紧渐开线外圆柱直齿轮与渐开线圆柱直齿内花键的特制夹具结构如图6、7所示。

图7为用来夹紧渐开线外圆柱直齿轮的特制夹具，其中1为车床卡盘。2为斜面套筒，其外圆上需要加工外螺纹和退刀槽。3为内螺纹套筒，其内圆上需加工出内螺纹和退刀槽。4为斜面内齿圈，其上加工了与所夹外齿轮相匹配的内齿轮，且从右端面每隔90度沿着齿跟圆加工出了切口，使该结构能在圆周方向产生弹性变形，故能在圆周方向产生夹紧力以找正固定工件。随着4内螺纹套筒在2斜面套筒上向左拧紧，将推着3斜面内齿圈沿着斜面向左轴向移动，并且3斜面内齿圈将在圆周方向产生弹性变形，以找正夹紧外齿轮的节圆。

图8为用来找正夹紧渐开线圆柱直齿内花键的特制夹具，其中8为推杆，其上加工了外螺纹。9为环形套筒，用以将8推杆的推力传至10外花键斜面套筒。10外花键斜面套筒上加工了与所夹内花键相匹配的外花键，且从左端面每隔90度沿着齿跟圆加工出了切口，使该结构能在圆周方向产生弹性变形，故能在圆周方向产生夹紧力以找正固定工件。11为空心轴，其内圆加工了内螺纹。12为车床卡盘。

随着8推杆在11空心轴上拧紧，将推着9环形套筒和10外花键斜面套筒沿着轴向移动，并且10外花键斜面套筒将在圆周方向产生弹性变形，以找正夹紧内花键的节圆。

再将中间段通过止口将整根长轴连成一体。旋转把手推动车床尾台移动顶住长轴，通过刚性固定的方式，减小长轴的焊接变形。

接着采用氩弧焊将各段焊接起来，最后采用特制的局部退火装置消除焊接处应力。

通过综合运用上述方法就能保证焊接后长轴的形位公差满足设计要求了。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种花键齿轮长轴的加工工艺本发明解决了长度大于2米的轴，一端为齿轮，一端为花键的加工工艺问题，将长轴分为3段，每段单独加工，连接处设计焊接止口，通过止口进行装配，夹持在刚度较高的特制焊接工装上进行焊接，并在焊接部位配置可控保温退火装置，消除焊接应力后，再从焊接工装上取下，保证了长轴两端的齿轮和花键的同轴度等精度。本发明方法能有效保证焊接后长轴的同轴度要求，可操作性强，具有很强的实用性与经济性。

技术研发人员：杨湘军;张炜龙;杨世平
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2017.03.15
技术公布日：2017.07.04