一种内花键加工工具及加工系统的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种内花键加工工具，还涉及一种包括上述内花键加工工具的内花键加工系统。

背景技术：

工程机械行业应用越来越广泛，目前有良好的发展前景。其中有一款花键轴，其花键为内花键，即在花键轴的一端设置有内盲孔，内盲孔的侧壁设置有键齿。这种花键轴一般采用中碳钢制造，其花键部位要求感应淬火，以使花键获得表面硬度高、耐磨和良好疲劳强度等的优越性能。

现有技术中，为了保证键轴有较好的使用寿命，和较好的配合关系，一般仅需要将盲孔内侧一层进行淬火，淬火时的加热方式是通过感应器加热。而在冷却阶段时一般通过向盲孔内喷入低温水，以进行快速降温。

但是经过发明人长期研究发现，因为花键的独特结构，键齿明显突出根部，且键齿的齿端较为尖细，在进行快速降温时，键齿的顶部的冷却速率大大高于键齿根部的冷却速率，进而导致在实际中键齿的根部冷却效率不足，而键齿的根部与顶部冷却不足很容易造成键齿变形，进而容易造成花键通止不合格。

综上所述，如何有效地解决内花键的淬火层冷却时冷却不均匀的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种内花键加工工具，该内花键加工工具可以有效地解决内花键的淬火层冷却时冷却不均匀的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述内花键加工工具的内花键加工系统。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种内花键加工工具，包括用于对内花键孔键齿处进行加热的感应器和用于向内花键孔键齿处喷冷却介质的内冷却喷头，还包括用于对内花键孔外侧面处喷冷却介质的外冷却喷头。

优选地，所述外冷却喷头包括两个分别围绕在花键轴两侧的喷洒面。

优选地，所述感应器包括感应头和用于伸入内花键孔内的有效圈。

优选地，所述喷洒面呈弧面型。

优选地，所述内冷却喷头呈U型。

优选地，还包括用于悬空覆盖在内花键孔端面的屏蔽环。

本实用新型提供的一种内花键加工工具，该内花键加工工具包括感应器、内冷却喷头和外冷却喷头。其中感应器用于对内花键孔键齿处进行加热，即在淬火的加热阶段对内花键孔内部进行加热，其中内冷却喷头用于向内花键孔键齿处喷冷却介质，即在淬火的冷却阶段，对内花键孔进行冷却，其中外冷却喷头用于对内花键孔外侧面处喷冷却介质，即在淬火的冷却阶段，通过外冷却喷头向花键孔外侧面喷洒冷却介质。

根据上述的技术方案，可以知道，在应用该内花键加工工具时，即对内花键进行淬火以获得一定的淬火层，在淬火的加热阶段，采用感应器对内花键孔的键齿处进行加热，以使键齿处达到一定的温度，而在淬火的冷却阶段，通过内冷却喷头和外冷却喷头分别对内花键孔的内外侧喷冷却介质，使内花键孔内外同时进行冷却，以使整体瞬间降低至预定温度，以完成淬火。在该内花键加工工具中，在淬火的冷却阶段，不仅采用了内冷却喷头，还采用了外冷却喷头，使得键齿根部不仅可以通过内冷却喷头由外向内的进行换热冷却，还可以通过外冷却喷头由内向外的进行换热冷却，继而大大的提高键齿根部冷却速率，以有效地使键齿根部的冷却速率与齿顶部冷却速率趋于相同，继而获得较好的淬火层，所以该内花键加工工具能够有效地解决内花键的淬火层冷却时冷却不均匀的问题。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种内花键加工系统，该内花键加工系统包括上述任一种内花键加工工具，内花键加工工具用于对内花键加工系统上花键轴的内花键孔进行淬火。由于上述的内花键加工工具具有上述技术效果，具有该内花键加工工具的内花键加工系统也应具有相应的技术效果。

优选地，还包括悬空覆盖在所述花键轴的内花键孔端面的屏蔽环。

优选地，所述花键轴的外侧具有与所述内花键孔端面朝向一致的台阶面，所述屏蔽环外侧设置有与所述台阶面相抵以支撑所述屏蔽环的支撑腿。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的内花键加工工具的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的内花键加工系统的正视结构示意图。

附图中标记如下：

感应器1、内冷却喷头2、外冷却喷头3、屏蔽环4、花键轴5、支撑腿6。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种内花键加工工具，以有效地解决内花键的淬火层冷却时冷却不均匀的问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本实用新型实施例提供的内花键加工工具的俯视结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的内花键加工系统的正视结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种内花键加工工具，用于对轴类零件的内花键进行淬火加工。具体的该内花键加工工具包括感应器1、内冷却喷头2和外冷却喷头3。

其中感应器1用于对内花键孔键齿处进行加热，即在淬火的加热阶段对内花键孔内部进行加热，而且应当保证加热后的温度应当达到淬火温度。需要说明的是，其中感应器1给内花键孔的加热步骤以及方法可以参考现有技术。其中感应器1采用的是电磁加热原理，形成电磁场。具体有的，一般感应器1包括感应头和有效圈，为了保证更好的加热效果，此处优选有效圈能够插入至内花键孔内，即有效圈的横截面轮廓应当小于目标内花键孔的横截面，以保证有效圈能够插入至目标内花键孔内。

其中内冷却喷头2用于向内花键孔键齿处喷冷却介质，即在淬火的冷却阶段，对内花键孔进行冷却，以使内花键孔快速降温至预定温度，继而完成淬火。其中冷却介质一般为淬火液，当然还可以采用其它冷却介质，如清水。需要说明的是，因为整个内花键孔的内侧面均处在高温处，为了冷却均匀，其中内冷却喷头2应优选向四周喷洒冷却介质，其中内冷却喷头2可以设置成管型，并在四周均匀设置多个出水口，为了更好保证介质压力，其中内冷却喷头2还可以设置呈U型，即采用U型管。

其中外冷却喷头3用于对内花键孔外侧面处喷冷却介质，即在淬火的冷却阶段，通过外冷却喷头3向花键孔外侧面喷洒冷却介质，使花键轴5具有内花键孔的一端在键齿的根部不仅形成由外向内散热，还可以从内向外散热，需要说明的是其中内指的是靠近内花键孔的轴线的一侧，而外指的是远离内花键孔的轴线的一侧。需要说明的是，其中内冷却喷头2与外冷却喷头3所采用的冷却介质可以完全一致，此处优选均采用淬火液作为冷却介质。

在本实施例中，在应用该内花键加工工具时，即对内花键进行淬火以获得一定的淬火层，在淬火的加热阶段，采用感应器1对内花键孔的键齿处进行加热，以使键齿处达到一定的温度，而在淬火的冷却阶段，通过内冷却喷头2和外冷却喷头3分别对内花键孔的内外侧喷冷却介质，使内花键孔内外同时进行冷却，以使整体瞬间降低至预定温度，以完成淬火。在该内花键加工工具中，在淬火的冷却阶段，不仅采用了内冷却喷头2，还采用了外冷却喷头3，使得键齿根部不仅可以通过内冷却喷头2由外向内的进行换热冷却，还可以通过外冷却喷头3由内向外的进行换热冷却，继而大大的提高键齿根部冷却速率，以有效地使键齿根部的冷却速率与齿顶部冷却速率趋于相同，继而获得较好的淬火层，所以该内花键加工工具能够有效地解决内花键的淬火层冷却时冷却不均匀的问题。

进一步的，可以使外冷却喷头3包括两个分别围绕在花键轴5两侧的喷洒面，首先两个喷洒面应当分别围绕在花键轴5的两侧，以对内花键孔的外侧面喷冷却介质，继而使内花键孔的外侧面各处冷却均匀。此处需要说明的是，其中喷洒面围绕内花键孔的外侧面，指的是，沿着内花键孔的外侧面周向延伸方向延伸，具体的，如当内花键孔外侧面呈圆柱形，可以使喷洒面呈弧形。此处使喷头具有两个喷洒面，可以方便喷洒面围绕在花键轴5的外侧，避免必须要套装，才可以使喷洒面对准内花键孔外侧面。

感应器1主要是采取一种电磁加热的方式进行加热，即通过生成电磁场，使花键轴5上位于电磁场上的部分，形成电磁加热，具体的电磁加热原理可以参考现有技术。电磁场一般呈弧线型，而当感应器1从内花键孔内部开始加热时，电磁场会穿过内花键孔的端面，即花键轴5具有内花键一端的端面。而且端面处的磁场强度最大，在较强的磁场作用下，端面则会出现烧透现象，基于此，可以设置有悬空覆盖在内花键孔端面的屏蔽环4，具体该屏蔽环4一般采用金属环，通过金属环的电磁屏蔽作用，有效的阻挡电磁场从端面穿过，此处需要说明的是，其中屏蔽环4的内孔孔径应当合适，以避免干涉对内花键孔内侧壁进行加热，具体的，一般屏蔽环4的内孔孔径一般大于内花键孔的孔径。其中悬空覆盖指的是，在花键轴5的延伸方向上，屏蔽环4覆盖在内花键孔的端面上，但与内花键孔的端面具有一定的间隙，即悬空设置，以避免由于屏蔽环4与花键轴5端面直接接触而产生端面烧伤。其中屏蔽环4可以安装在感应器1上。

基于上述实施例中提供的内花键加工工具，本实用新型还提供了一种内花键加工系统，该内花键加工系统包括上述实施例中任意一种内花键加工工具，内花键加工工具用于对内花键加工系统中的花键轴5一端盲孔内的内花键进行淬火。由于该内花键加工系统采用了上述实施例中的内花键加工工具，所以该内花键加工系统的有益效果请参考上述实施例。

如上所述，在上述实施例中，当内花键加工工具中设置了屏蔽环4，此时屏蔽环4应当悬空覆盖在花键轴5的花键孔端面上，以起到电磁屏蔽的作用，其中屏蔽环4的安装方式具有多种，可以直接安装在感应器1上，但是这种固定方式，在操作中，一旦不注意很容易造成屏蔽环4并未悬空设置在内花键孔端面上。基于此，此处优选，在花键轴5的外侧设置有与内花键孔端面朝向一致的台阶面，然后在屏蔽环4外侧设置有与台阶面相抵以支撑屏蔽环4的支撑腿6，通过支撑腿6阻挡屏蔽环4与内花键孔端面相抵，继而始终保证屏蔽环4悬空覆盖在内花键孔端面上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。