一种航空小模数内花键零件插齿加工工装及加工方法与流程

本发明属于机械加工领域，特别是涉及一种航空小模数内花键零件插齿加工工装及加工方法。

背景技术：

在机械、电子、高铁、医疗机械、机器人和军工等许多行业小模数的花键类零件使用的越来越多。尤其，在航空航天制造业中，为了减轻重量，提高飞机和航天器的机动性能，一般采用薄壁结构。飞机的花键类零件不仅形状复杂，而且模数小，内径小。其中典型花键零件工件材料为铝合金INT32Z×0.25m×30R×6H压力角30º，小径仅8mm左右，花键长10mm。常规方法一般是采用线切割加工和推齿法加工，但是线切割加工会影响零件表面质量和疲劳强度，航空零件一把不采用电加工；推齿法加工推刀安装时误差，推齿时受力不均匀，加工不稳定，易导致齿面粗糙度差，花键位置形状精度差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述的不足和缺陷，解决航空小模数内花键类零件批量加工难题，一套航空小模数内花键零件插齿加工工装及加工方法，既保证零件的装夹定位的精度，提升了航空小模数内花键零件加工制造的能力，又提高了效率、节约了成本。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种航空小模数内花键零件插齿加工工装，包括夹具体、堵住体、内六角圆柱头螺钉、定位盘、定位心轴、花键零件、插齿刀、接刀杆，其中：堵住体通过配合塞入夹具体中，夹具体和堵住体连成一体，防止冷却液往下走；夹具体上四周开有小孔，用于排出切屑以及在堵住体的作用下排出冷却液，使冷却液进入循环；夹具体上设有U形槽口，夹具体和堵住体连成一体后，通过夹具体上的U形槽口与机床相连，更换堵住体可实现与各种规格的插齿机装配；定位盘通过内六角圆柱头螺钉安装在夹具体上，花键零件通过定位心轴定位安装在定位盘上，插齿刀通过接刀杆连接插齿机主轴，方便更换不同规格的插齿刀。插齿刀的参数为：齿数为22、变位系数为0.4、刃部直径6mm，柄部直径3mm，采用磨齿和焊接工艺，柄部为锥型结构，锥柄的锥度与接刀杆相配合，锥柄为莫氏3#材料，不产生顶切以及保证有一定的刚度，不仅解决了插齿加工的主轴与工件干涉问题,而且降低了夹具的高度,使插齿时更加稳定可靠。

一种航空小模数内花键零件插齿加工方法，具体包含以下步骤：

a.插齿刀的安装与找正，将锥柄插齿刀通过紧刀拉钉固定在接刀杆上,接刀杆末端的莫氏3#与主轴相连，打表找正插齿刀，其中前刀面斜向圆跳动在0.015mm以内，外圆径向跳动小于0.01mm；

b.工件安装与找正，花键零件通过定位心轴定位安装到定位盘上，定位心轴与定位盘连接统一，更换堵住体可实现与各种规格的插齿机装配，根据花键类型参数化设计定位心轴尺寸，实现内花键零件定位，定位盘下部与夹具体连接统一为Φ60mm，找正零件，定位盘的外圆与定位心轴孔的同轴度好，打表找正外圆，找正后夹紧工件，拔下定位心轴；

c.工件加工，通过花键计算公式得出它的理论大径尺寸与小径尺寸，对第一件花键零件进行试切，同时结合通规和止规，来达到合格零件的目的，从而获得加工参数用于后续零件的加工，插齿加工时，考虑到插齿切削时受力状况，对刀具和工件，都是圆周上最高一点先受力，对刀具主轴和工件安装夹具都有倾斜力矩作用，而产生弹性变形，因此无论是二次或者三次进给切削至全齿深的加工方法，最后都应调整径向进给量，再无进给光一刀；

d.工件检测，使用量规检测花键零件。

本发明的优点是：一套航空小模数内花键零件插齿加工工装及加工方法，既保证零件的装夹定位的精度，提升了航空小模数内花键零件加工制造的能力，又提高了效率节约了成本，结构简单，工作可靠，可根据不同参数的花键零件更换对应的插齿刀具，使得能加工不同参数的花键，冷却液能够循环使用，不仅解决了插齿加工的主轴与工件干涉问题,而且降低了夹具的高度,使插齿时更加稳定可靠，更换堵住体可实现与各种规格的插齿机装配，通过模块化设计，根据零件结构不同设计不同定位和装夹方式的定位盘和定位心轴，通过快速更换定位盘和定位心轴，实现航空小模数花键类零件加工。

附图说明

图1是本发明的装夹示意图；

图2是本发明加工示意图。

附图标记：夹具体1、堵住体2、内六角圆柱头螺钉3、定位盘4、定位心轴5、花键零件6、插齿刀7、接刀杆8。

具体实施方式

以下结合附图来叙述本发明的具体实施方式，以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，以下关于本发明的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本发明的所要保护的主题，对于本发明所描述的实施例还存在的其他在权利要求保护范围内的变化，都属于本发明所需要保护的主题。

结合图1至图2所示，一种航空小模数内花键零件插齿加工工装，包括夹具体1、堵住体2、内六角圆柱头螺钉3、定位盘4、定位心轴5、花键零件6、插齿刀7、接刀杆8，其中：堵住体2通过配合塞入夹具体1中，夹具体1和堵住体2连成一体，防止冷却液往下走；夹具体1上四周开有小孔，用于排出切屑以及在堵住体2的作用下排出冷却液，使冷却液进入循环；夹具体1上设有U形槽口，夹具体1和堵住体2连成一体后，通过夹具体1上的U形槽口与机床相连，更换堵住体可实现与各种规格的插齿机装配；定位盘4通过内六角圆柱头螺钉3安装在夹具体1上，花键零件6通过定位心轴5定位安装在定位盘4上，插齿刀7通过接刀杆8连接插齿机主轴，方便更换不同规格的插齿刀7。插齿刀7的参数为：齿数为22、变位系数为0.4、刃部直径6mm，柄部直径3mm，采用磨齿和焊接工艺，柄部为锥型结构，锥柄的锥度与接刀杆相配合，锥柄为莫氏3#材料，不产生顶切以及保证有一定的刚度，不仅解决了插齿加工的主轴与工件干涉问题,而且降低了夹具的高度,使插齿时更加稳定可靠。

一种航空小模数内花键零件插齿加工方法，具体包含以下步骤：

a.插齿刀7的安装与找正，将锥柄插齿刀7通过紧刀拉钉固定在接刀杆8上,接刀杆8末端的莫氏3#与主轴相连，打表找正插齿刀，其中前刀面斜向圆跳动在0.015mm以内，外圆径向跳动小于0.01mm；

b.工件安装与找正，花键零件6通过定位心轴5定位安装到定位盘4上，定位心轴5与定位盘4连接统一，更换堵住体2可实现与各种规格的插齿机装配，根据花键类型参数化设计定位心轴5尺寸，实现内花键零件定位，定位盘4下部与夹具体1连接统一为Φ60mm，找正零件，定位盘4的外圆与定位心轴5孔的同轴度好，打表找正外圆，找正后夹紧工件，拔下定位心轴5；

c.工件加工，通过花键计算公式得出它的理论大径尺寸与小径尺寸，对第一件花键零件进行试切，同时结合通规和止规，来达到合格零件的目的，从而获得加工参数用于后续零件的加工，插齿加工时，考虑到插齿切削时受力状况，对刀具和工件，都是圆周上最高一点先受力，对刀具主轴和工件安装夹具都有倾斜力矩作用，而产生弹性变形，因此无论是二次或者三次进给切削至全齿深的加工方法，最后都应调整径向进给量，再无进给光一刀；

d.工件检测，使用量规检测花键零件。

本发明的实施例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。