[发明专利]凸轮轴齿轮键齿角加工方法

说明书

技术领域

  本发明涉及机械加工领域，具体涉及凸轮轴齿轮键齿角加工方法。

技术背景

凸轮轴齿轮的键槽相对于内孔和齿槽的位置度要求的一个重要特性是：键槽的中心线与齿槽中心线的夹角，简称键齿角度。键齿角度偏差影响着整个发动机的工作效率，现代设计理念追求轻量化、性能优、可靠性。一般大马力发动机的凸轮轴齿轮设计结构为：外径大、厚度小、内孔小、腹板薄，腹板有减轻孔，结构应力集中点多，加工和热处理时容易产生曲翘、变形等问题，加大了加工的难度。

凸轮轴齿轮的键槽中心线与齿槽中心线的夹角，成为一个工艺难点，键齿夹角废损率约占全部废损率的72%。国外制造厂为了解决键齿角度超差问题、提高其成品率，主要采取提高设备的加工精度、稳定性、工装的制造精度，将该键槽放在热处理后加工，并对键槽磨削加工和硬质铣削，可以很好保证键齿特性，但制造成本也提高了许多。国内制造厂受到经济成本和技术水平的制约，普遍利用现有设备水平，采取后道工序对前道工序进行修正的原则，尽量缩小热前加工的尺寸公差，提高热处理的尺寸保证性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明在普通凸轮轴齿轮键齿角加工方法的基础上做出一定的改进，减少了加工成品的费损率，较好的保证了键齿特性，节约资金，降低了生产成本。

本发明凸轮轴齿轮键齿角加工方法，包括车削-滚齿-钳工-钳工-钳工-渗碳-压淬-喷砂-磨内孔-磨齿，钳工时，采用拉刀拉键槽，其特征在于钳工夹具的定位销推动方式为螺纹式，且定位销安装在与拉刀垂直的夹具上方。

优选地，热处理渗碳时采用挂装的装炉方式，挂装的形式是穿过零件的内孔。

优选地，磨内孔时，采用节圆夹夹紧工件，并按零件齿数安装同样数量的节圆棒，消除寻找圆跳动波动高点的步骤。

本发明在普通凸轮轴齿轮键齿角加工方法的基础上做出一定的改进，减少了加工成品的费损率，较好的保证了键齿特性，节约资金，降低了生产成本。

具体实施方式

凸轮轴齿轮键齿角加工方法，包括车削-滚齿-钳工-钳工-钳工-渗碳-压淬-喷砂-磨内孔-磨齿，钳工时，采用拉刀拉键槽，钳工夹具的定位销推动方式为螺纹式，且定位销安装在与拉刀垂直的夹具上方，热处理渗碳时采用挂装的装炉方式，挂装的形式是穿过零件的内孔，磨内孔时，采用节圆夹夹紧工件，并按零件齿数安装同样数量的节圆棒，消除寻找圆跳动波动高点的步骤。

钳工工序的关键在夹具上，造成费损率大的主要原因是：拉刀与导套的间隙、齿槽定位销与定位销套的间隙，因为拉刀与导套的间隙必须大于0.003，否则刀具将无法拉削，甚至会将刀具拉断；所以解决费损率大的问题，只能从定位销与定位销套的间隙上着手，目前使用夹具的定位销靠弹簧弹力保证定位销的可靠定位，将定位销与定位销套的间隙减小后要将弹簧弹力增大，这不便于人工操作。若将定位销的推动方式更改为螺纹式，并将其位置安装在与拉刀垂直的夹具上方，这样既可保证定位销的夹紧力，又方便操作人员更换工件，可有力地保证加工精度和稳定性。

磨内孔工序是整个环节中变化量最大的工序，经对该工序的关键尺寸分析，其影响点主要集中在零件加工过程中齿圈跳动的控制上。齿圈圆跳动大的零件，内孔相对于节圆的偏心量大。内孔的中心线作为键齿角度检验的基准，若基准位置发生了偏移，则检验结果偏差也增大。齿轮齿圈圆跳动超差的主要原因：一方面是由于零件加工前的节圆相对于内孔的圆跳动已经发生大偏差，造成加工后无法修正或继续扩大；另一方面是设备的夹具调试过程中存在问题，爪块夹紧后的圆跳动超差，造成加工完的零件圆跳动超差。前者是优化该工序的主要方向；后者是机床加工精度和调试水平来决定的，通过检查零件是可控制在要求内的，故将节圆棒制成节圆夹，并按零件齿数安装同样数量的节圆棒，消除寻找圆跳动波动高点的步骤。由于零件外圆较大，为了确保节圆棒能够被夹紧，设计了相应卡爪，夹紧后可确保零件的夹紧范围，提升了零件加工过程中节圆圆跳动的修正量和稳定性。