[发明专利]一种渐开线内花键找正工装及找正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工的找正工装，尤其是一种渐开线内花键找正工装，同时还涉及使用该工装的找正方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

带渐开线内花键的齿轮轴是工程机械常用的重要零件，该类零件具有分度圆与轴外圆同心的渐开线内花键。加工时，考虑到推刀、电化学等修形方法成本高、难以保证内花键与外圆同心等问题，较为理想的工艺是在对具有渐开线内花键原始廓的零件经渗碳淬火之类的热处理之后，借助线切割精修形，以消除热处理变形。

然而，实现线切割修形必须妥善解决热处理后渐开线内花键的精确定位问题——即通过找正确定渐开线内花键的对称轴和其分度圆圆心，进而依次建立线切割的坐标轴和原点。这样才能在达到渐开线内花键轴类零件成品加工精度的同时，保证渗碳层厚度均匀。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种结构简单、借助通用量具即可方便解决渐开线内花键找正的工装，从而通过便于操作的找正方法，达到渐开线内花键轴类零件成品加工精度的同时，保证渗碳层厚度均匀。

为了达到以上目的，本发明的渐开线内花键找正工装包括可以插入待线切割渐开线内花键轴类零件内花键孔的柱体，所述柱体具有包含找正基准面的内孔和三个沿柱体长度方向延伸的外凸；所述外凸的外端截面为半圆弧，其中一个外凸的对称中心线与所述找正基准面平行，另二个外凸关于所述对称中心线对称分布；所述三个外凸的角向位置分别以其半圆弧与对应的渐开线内花键两侧的渐开线齿廓相切确定。

本发明进一步的完善是，所述三个外凸的半圆弧与对应的渐开线内花键两侧在渐开线齿廓的分度圆处相切。这样，可以确保找正确定的原点与渐开线内花键的分度圆圆心重合。

本发明更进一步的完善是，所述内孔为矩形内孔，所述矩形内孔的一面作为找正基准面；所述矩形的一角开有使柱体截面呈C形的开口；所述外凸长度方向具有锥度。这些举措都有利于使工装更容易插入待线切割的渐开线内花键孔，并具有一定的径向弹性，插入后外凸更可靠地与渐开线齿廓切接。

使用本发明工装的找正方法包括以下步骤：

第一步、将待线切割渐开线内花键轴类零件以内花键孔朝上的位置安置在线切割机的工作台上；

第二步、将渐开线内花键找正工装的柱体插入内花键孔中，使三个外凸分别与对应的渐开线内花键两侧渐开线齿廓紧密切接；

第三步、将百分表固定在线切割机上，相对直线运动测量待线切割渐开线内花键轴类零件内花键孔中所述找正工装的找正基准面，并通过调整角向位置，直至所述找正工装的一个外凸对称中心线与线切割机坐标轴平行；

第四步、将百分表固定在旋转中心与线切割机加工原点重合的旋转装置上，旋转测量待线切割渐开线内花键轴类零件与内花键孔同心的轴外圆，并通过调整相对偏离位置，直至所述轴外圆的圆心与线切割机的加工原点重合。

本发明结构简单，操控方便，可以很好的保证所需的同轴度以及渐开线内花键的形状与尺寸精度，而且可以有效控制渐开线内花键的硬化层深度，提高其使用寿命。

附图说明

    下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的仰视图。

图3为图1实施例的使用状态示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为待线切割渐开线内花键轴示意图。

图6为外凸圆弧半径确定几何关系示意图。

图7为找正加工原点示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的渐开线内花键找正工装如图1和图2所示，包括可以插入待线切割渐开线内花键齿轮轴零件内花键孔的柱体2，该柱体2具有包含找正基准面2-1的矩形内孔，以及三个沿柱体长度方向延伸的外凸2-2。各外凸2-2的外端截面为具有半径R的半圆弧，其中一个外凸的对称中心线B与找正基准面2-22-1平行，另二个外凸关于该对称中心线B对称分布。三个外凸2-2的角向位置分别以其半圆弧与对应的渐开线内花键两侧的渐开线齿廓相切确定（参见图4、图6）。

圆弧半径R不可过大或者过小，过大时圆弧与花键齿廓接触点超出小径，R过小圆弧将与花键槽底接触，均会对影响找正的准确。理想的R大小应使圆弧与花键齿廓的接触点（切点）处于花键齿的分度圆附近，最好处于分度圆上(见图6)。此时，根据渐开线成形原理可知，B点为圆弧、花键齿廓、分度圆的交点，直线AB与花键基圆相切，圆弧中心点C落在直线AB上，由此可以通过以下推导得出圆弧半径R：