一种内花键套的加工工艺的制作方法

本发明涉及内花键套的加工工艺。

背景技术：

花键连接具有承载能力高，对轴削弱程度小等优点而被广泛应用于轴和轮之间的连接，但是由于其常工作在高负载下，花键套之间齿轮相互磨损较严重，因此通常需要对花键进行热处理来增加耐磨性。目前，国内外常采用低碳钢渗碳淬火的热处理工艺来获得足够的硬度和耐磨性，但是该工艺存在一个缺点，即在花键套外侧随着淬火的进行硬度也相应提高，使得后续对花键套外侧的机加工难度增大。

技术实现要素：

出于解决上述问题，本发明提出一种新的内花键套加工工艺，改变传统的加工工艺顺序及方法，从选料、调质、加工、淬火、切齿、精加工等方面进行调整和优化，提供一种能够提高内花键耐磨性且不影响后续加工难度的加工工艺，并且保证花键套外侧的硬度可控，适用于各种硬度的轴装配。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种内花键套的加工工艺，包括以下步骤：

(1)选料：选取中碳钢或中碳合金钢作为加工原料；

(2)调质：对原料进行调质处理；

(3)加工：将调质好的原料加工好内孔、外径；

(4)淬火：对加工好的原料进行表面淬火处理；

(5)切齿：采用线切割加工内花键齿；

(6)精加工：对内花键齿、内孔、外径进行精加工。

所述步骤(1)中使用中碳钢或中碳合金钢作为加工原料，优选地，选取42CrMo钢作为加工原料。

所述步骤(2)调质过程中的冷却方式采用油冷或水冷，所述高温回火温度为500～650℃，优选地，所述高温回火温度为580℃。

所述步骤(4)中对内孔采用表面淬火处理。

进一步，所述步骤(4)中表面淬火硬化层深度为5.0～9.0mm，硬化层硬度为46～56HRC。

相比现有的内花键套加工工艺，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明所述的内花键套加工工艺，利用42CrMo钢作为加工原料，调质后进行表面淬火加低温回火处理，有效提高内花键齿的硬度和耐磨性。

2.使用本发明所述的内花键套加工工艺，只对内孔进行表面淬火，在提高内花键耐磨性的同时不增加外圆硬度，减少后续加工的难度，方便与其他材料进行配合。

附图说明

图1为本发明内花键套结构示意图；

图2为本发明内花键套加工工艺的流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

花键套作为连接各动力传动机构的连接件，不仅要承受大扭矩，而且会随着传递动能的过程中对花键套齿产生磨损，机械常用的花键套有渐开线花键套和矩形键花键套，通过试验证明矩形键花键套相对渐开线花键套的磨损程度较低，即使是矩形键花键套在长时间的磨损后也会出现磨损厉害，甚至磨平的现象，这就会导致花键套无法传递动能。

现有的花键套热处理工艺一般为低碳钢渗碳淬火，该淬火方式会导致花键套内侧与外侧的硬度均得到提高，内侧硬度提高自然能够提高花键套的耐磨性，但是外侧硬度的提高却增加了花键套后续机加工的难度，特别是装配不同硬度的轴时，由于花键套外侧硬度与轴的硬度不同而无法装配连接。另外，渗碳淬火的加工工艺一般为先进行切齿，然后再调质、淬火等，该工艺中内花键齿在淬火的过程中会出现形变，这就导致内花键齿的尺寸会超出公差。

如图1所示为内花键的结构示意图，其中1为内花键外侧、2为内孔、3为内齿，所述内花键外侧1与传动轴连接，所述内孔2为空心结构，与所述内花键配合使用的外花键设置于所述内孔2内部，所述内齿3设置于所述内孔2上，用于与内花键外齿配合连接，所述内齿3与外花键外齿在传动过程中会相互摩擦损耗，而且若所述内齿3与外齿的配合间隙较大，则会造成所述内齿3与外齿的冲击而导致损耗更大。

本发明内花键套的加工工艺过程主要分为选料、调质、加工、表面淬火、切齿、精加工等六个步骤，如图2所示，具体步骤如下：

(1)选料：选取高强度钢作为加工原料；

(2)调质：对原料进行调质处理；

(3)加工：将调质好的原料加工好内孔、外径；

(4)淬火：对加工好的原料进行淬火处理；

(5)切齿：采用线切割加工内花键齿；

(6)精加工：对内花键齿、内孔、外径进行精加工。

所述步骤(1)中选取中碳钢或中碳合金钢，本实例中选取42CrMo钢作为加工原料，42CrMo钢为超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。

所述步骤(2)调质过程中的冷却方式采用油冷，且所述高温回火温度为500～650℃，优选地，本实施例中选取所述高温回火温度为580℃。

所述步骤(4)中对所述内孔2采用表面淬火处理，进一步，使用表面淬火后内花键硬化层深度为5.0～9.0mm，硬化层硬度为46～56HRC。

本发明中切齿步骤在淬火完成之后，能够保证所述内花键齿在切割完成后不再加热，则可以控制所述内花键齿的形变量，即可保证其尺寸不超出公差范围，有效提高内花键的精度，并且在切齿后对内齿及花键套进行精加工，进一步提高花键套的精度，则可以有效提高装配精度，减少内齿与外齿的冲击磨损。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。