无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法与流程

本申请涉及机械加工车削加工，尤其涉及一种无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法。

背景技术：

1、等速万向节是汽车上的关键零部件，把连接于等速万向节的输入轴、输出轴(也称主动轴、从动轴)，通过恒定不变的瞬时角速度比，完成运动的传递。等速万向节就是连接两个轴线不重合的轴，使其以同一角速度实现运动传递。

2、等速万向节按工作特性分可为中心固定型和伸缩型，分别应用在半轴的轮毂端及变速箱端。其中vl-mb型等速万向节属于伸缩型等速万向节，因其具有精度高、寿命长、强度高、且装配简单等优点被广泛用在变速箱端，而轮毂端通常使用中心固定型等速万向节，但随着汽车行业不断发展，行驶环境愈加复杂，相应对传动轴的性能也提出了更高要求，于是vl-mb型等速万向节中的外星轮出现了新分支，即vl-mb端面花键型外星轮，并应用在汽车半轴的轮毂端，通过外星轮的端面花键与轮毂端对应件进行锁固式啮合连接，可适应更高扭矩，更低噪音的技术要求，并在保持较大转角量的同时也有一定的伸缩量，保障汽车行驶在复杂路况下的高适应性，抗扭性及nvh效果都十分显著。

3、由于外星轮测量基准以顶住内孔倒角及中心孔，测量柄部小外圆的跳动≤0.05为合格，为了使加工基准和测量基准统一，保证尺寸符合要求，一般此类外星轮通用加工方式为首先用专用设备加工柄部中心孔及端面，然后夹持内孔、以碗底定位，另一侧顶住中心孔(一顶一夹)的方式进行粗精车整体外形轮廓，最后夹持外圆、定位台阶面，加工内孔及大端面。此方式特点为加工基准较大程度符合了测量基准，跳动尺寸比较容易控制。但是缺点在于：(1)在产品无中心孔情况下即无法加工出中心孔作为后道基准，所以传统工艺不适用该类型产品；(2)由于目前粗车工序以碗底面作为粗基准，加工外圆及基准面。由于锻件的碗底面与花键基准的厚度公差较大(±0.75)，如果以碗底做定位基准，则加工后端面花键与端面高度同样会波动较大，无法将尺寸控制在要求范围内，每次装夹后的一致性较差，造成花键与碗底基准的尺寸不稳定甚至超差；(3)另外锻件的花键基准圆与内孔、外圆的跳动公差较大(≤1)，所以无论选择以哪个做夹持基准，则加工出的零件同样会有较大偏差，且与锻件本身精度有密切联系，从机加工的角度来说无法主动控制，花键与外圆有跳动要求，如夹持内孔来加工，由于内孔与花键存在一定偏差量(内孔与端面花键跳动最大允许1mm)，需完全依靠毛坯精度，无法保证加工后尺寸满足图纸跳动要求(≤0.3mm)。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，易于满足各加工要求。

2、作为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。

3、本申请实施例提供一种无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，所述加工方法包括：

4、工序一，将工件固定于第一工装夹具上，所述工件为精锻花键毛坯，大致呈碗状，具有相对的大端面、小端面以及位于所述大端面与所述小端面之间的侧面，所述侧面上具有端面花键，所述端面花键朝向所述小端面所在方向，所述第一工装夹具以所述端面花键作为定心及定位面，同时采用顶尖对工件的碗底内表面顶住进行固定，进行外圆粗车工序，形成粗车外圆及工艺台阶面，所述工艺台阶面朝向所述端面花键所在方向；

5、工序二，将工件固定于第二工装夹具上，所述第二工装夹具以所述粗车外圆作为夹持面，以所述工艺台阶面作为定位面进行固定，进行大端面及内孔精车工序，形成精车大端面和精车内孔；

6、工序三，将工件固定于第三工装夹具上，所述第三工装夹具以所述精车内孔作为涨持面，以所述精车大端面作为定位面进行固定，进行小端面及外圆精车工序，形成精车小端面和精车外圆。

7、在一实施方式中，所述第一工装夹具具有对接花键，所述对接花键与所述端面花键啮合，所述对接花键和所述端面花键为采用凹凸模的形式分别制成。

8、在一实施方式中，所述顶尖为具有浮动功能的平面顶尖。

9、在一实施方式中，所述工艺台阶面是采用反车工艺制成。

10、在一实施方式中，所述工序一中，进行外圆粗车工序，同时也对所述大端面进行粗车。

11、在一实施方式中，所述工序三中，进行小端面及外圆精车工序，同时进行割槽工序。

12、在一实施方式中，所述第一工装夹具的前端具有第一定位块，所述第一定位块具有对接花键，所述对接花键与所述端面花键啮合，同时工件的碗底内表面采用顶尖顶住，使工件的端面花键贴紧所述第一定位块的对接花键，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成外圆粗车工序，加工完成后，顶尖松开并退后，取下工件。

13、在一实施方式中，所述第二工装夹具为外夹式筒夹，所述外夹式筒夹的前端具有锥筒，内设有橡胶夹套，橡胶夹套又通过耦合体与盘式拉杆相连，基准垫块通过螺纹及台阶与定位盘连接，保证基准垫块在轴向无运动，基准垫块前端通过螺钉连接第二定位块，工件的小端面伸入筒夹后，机床油缸后拉，通过盘式拉杆、耦合体带动橡胶夹套后移，在锥筒的作用下橡胶夹套的内径缩小，抱住工件的外圆面，同时因橡胶夹套的轴向左移，可将工件贴紧第二定位块，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成大端面及内孔精车工序，加工完成后，机床油缸前推，松开橡胶夹套，取下工件。

14、在一实施方式中，所述第三工装夹具为为内撑式车夹具，内撑式车夹具的主体前端设有外锥面，同时设有等角内锥面橡胶涨套与之配合，主体尾端孔内有一内拉杆接头，内拉杆接头前端设有顶杆，顶杆前端设有防旋环，防旋环与橡胶涨套耦合链接，内拉杆接头与拉栓连接，主体的前端连接有第三定位块，将工件的内孔套在橡胶涨套的外面，机床油缸后拉，通过拉栓，带动橡胶涨套后移，在锥度的作用下，橡胶涨套外径胀大，涨紧工件的内孔，同时因橡胶涨套的左移，将工件贴紧第三定位块，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成小端面及外圆精车工序，加工完成后，机床油缸前推，内拉杆接头往右移动，推动拉栓、顶杆及防旋环，使橡胶涨套松开，取下工件，完成所有工序。

15、综上，本申请的有益效果是：本申请无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，解决了没有中心孔而无法定位加工的难题，直接以端面花键做加工及测量基准，基准统一的情况下，最大化的减少了测量及加工误差，明显提升了产品质量及生产效率，并降低过程质量风险。直接将端面花键作为粗基准确立定心和定位面，为后续精加工奠定基础，解决了端面花键相对于基准面的形位尺寸控制难题，使其满足图纸要求。而且三道车削工序中仅第一道粗车外圆工序采用毛坯的端面花键做粗基准，后两道工序均采用前道工序的机加工面作为精基准，符合机加工基准重合的原则，确保后续加工定位精度，最终保证成品精度，特别是对跳动度等形位公差的控制。最终成品上，端面花键、小端面、大端面的外圆和内孔之间的同轴度，端面花键、小端面、大端面之间的平行度及相互之间的距离，以及大端面与内孔之间的垂直度，均较好，易于满足各加工要求。

技术特征：

1.一种无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

2.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述第一工装夹具具有对接花键，所述对接花键与所述端面花键啮合，所述对接花键和所述端面花键为采用凹凸模的形式分别制成。

3.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述顶尖为具有浮动功能的平面顶尖。

4.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述工艺台阶面是采用反车工艺制成。

5.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述工序一中，进行外圆粗车工序，同时也对所述大端面进行粗车。

6.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述工序三中，进行小端面及外圆精车工序，同时进行割槽工序。

7.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述第一工装夹具的前端具有第一定位块，所述第一定位块具有对接花键，所述对接花键与所述端面花键啮合，同时工件的碗底内表面采用顶尖顶住，使工件的端面花键贴紧所述第一定位块的对接花键，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成外圆粗车工序，加工完成后，顶尖松开并退后，取下工件。

8.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述第二工装夹具为外夹式筒夹，所述外夹式筒夹的前端具有锥筒，内设有橡胶夹套，橡胶夹套又通过耦合体与盘式拉杆相连，基准垫块通过螺纹及台阶与定位盘连接，保证基准垫块在轴向无运动，基准垫块前端通过螺钉连接第二定位块，工件的小端面伸入筒夹后，机床油缸后拉，通过盘式拉杆、耦合体带动橡胶夹套后移，在锥筒的作用下橡胶夹套的内径缩小，抱住工件的外圆面，同时因橡胶夹套的轴向左移，可将工件贴紧第二定位块，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成大端面及内孔精车工序，加工完成后，机床油缸前推，松开橡胶夹套，取下工件。

9.如权利要求1所述的无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，其特征在于，所述第三工装夹具为为内撑式车夹具，内撑式车夹具的主体前端设有外锥面，同时设有等角内锥面橡胶涨套与之配合，主体尾端孔内有一内拉杆接头，内拉杆接头前端设有顶杆，顶杆前端设有防旋环，防旋环与橡胶涨套耦合链接，内拉杆接头与拉栓连接，主体的前端连接有第三定位块，将工件的内孔套在橡胶涨套的外面，机床油缸后拉，通过拉栓，带动橡胶涨套后移，在锥度的作用下，橡胶涨套外径胀大，涨紧工件的内孔，同时因橡胶涨套的左移，将工件贴紧第三定位块，实现工件的夹紧与定位，通过车削程序完成小端面及外圆精车工序，加工完成后，机床油缸前推，内拉杆接头往右移动，推动拉栓、顶杆及防旋环，使橡胶涨套松开，取下工件，完成所有工序。

技术总结
本申请公开了一种无中心孔端面花键外星轮的车削加工方法，包括：工序一，将工件固定于第一工装夹具上，所述第一工装夹具以所述端面花键作为定心及定位面，同时采用顶尖对工件的碗底内表面顶住进行固定，进行外圆粗车工序，形成粗车外圆及工艺台阶面；工序二，将工件固定于第二工装夹具上，所述第二工装夹具以所述粗车外圆作为夹持面，以所述工艺台阶面作为定位面进行固定，进行大端面及内孔精车工序，形成精车大端面和精车内孔；工序三，将工件固定于第三工装夹具上，所述第三工装夹具以所述精车内孔作为涨持面，以所述精车大端面作为定位面进行固定，进行小端面及外圆精车工序，形成精车小端面和精车外圆。本申请易于满足各加工要求。

技术研发人员：朱伟蔚
受保护的技术使用者：上海长锐汽车零部件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14