[发明专利]一种用于高精度硬齿面内花键加工的装置

说明书

一种用于高精度硬齿面内花键加工的装置，其用于对输出轴的内花键进行加工，所述输出轴的内花键包括第一花键部和第二花键部，所述第二花键部与所述输出轴的大直径端面的最大距离L1大于等于140mm，所述第二花键部的小径D1的尺寸小于32mm。其包括驱动机构、磨臂和型面砂轮，所述磨臂为由上磨臂和下磨臂组合而成的圆柱状结构，所述型面砂轮的直径不大于所述磨臂的直径，所述型面砂轮的旋转轴与所述驱动机构的旋转轴在同一平面，所述磨臂的轴线与所述型面砂轮的旋转轴所在的平面具有一个夹角，所述型面砂轮只在所述磨臂的前端面和一个侧面露出。本发明所提供的一种用于高精度硬齿面内花键加工的装置，大大提升了加工效率。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种用于对航空发动机输出轴的高精度硬齿面内花键进行加工的装置。

背景技术

图1为一种航空发动机的输出轴的剖视结构原理示意图，参见图1所示，该输出轴100为用于中小型航空发动机的输出轴，其为台阶轴状结构，外部设置有安装台阶部，内部通孔中设置有两处内花键，包括大直径的第一花键部和小直径的第二花键部。所述第二花键部与所述输出轴100的大直径端面的最大距离L1大于等于140mm，所述第二花键部的小径D1的尺寸小于32mm。

图2为图1的第一花键部和第二花键部的齿形的部分剖面结构原理示意图。参见图1和图2所示，由于所述输出轴100的内花键(即所述第一花键部和所述第二花键部)起着传递扭矩的作用，为了减少磨损，增加发动机安全系数，所述第一花键部和所述第二花键部的齿型面需经过渗碳淬火处理，硬度HRC大于58，且齿形公差要求0.0076，齿向公差要求0.01，各项指标要求均较严格。为了达到精度要求，在现有生产过程中，需采用先插齿，再渗碳淬火，最后磨齿的工艺流程进行加工。

图3为现有的磨床的磨削加工的原理示意图；参见图1和图3所示，在所述输出轴100加工的过程中，通常均以所述安装台阶部为装夹基准，如前所述，由于所述第二花键部与所述输出轴100的大直径端面的最大距离L1较长，因此，在现有加工过程中，为了加工所述输出轴100的所述第一花键部和所述第二花键部，通常需要设置两套夹具，也就是对应所述第一花键部和所述第二花键部分别需要使用一套夹具，从而使得磨床的磨臂能够从最近的所述输出轴100的端面伸入至加工位，因此，加工效率较低。参见图3所示，现有的磨床的磨削加工的结构中，砂轮转轴与驱动机构转轴在同一平面，且和磨臂的轴线在同一个平面，也就是说，砂轮的直径需要大于磨臂的直径，在磨削加工过程中，通过所述磨臂在水平面的移动来使得砂轮对工件内壁进行磨削，且在加工过程中需要单独设置冷却油喷射装置，从磨臂的相对位置或者侧面对磨削加工位进行喷油冷却。现有的磨臂通常采用整根金属棒料制成，通常是在磨臂两侧加工出用于驱动机构与砂轮直接传动的链条或皮带工作的位置。

对于图1的所述输出轴100，由于所述第二花键部的小径D1的尺寸较小，因此，在现有设备上加工时，一方面磨臂的直径需要设置的很小(约15mm)，来确保砂轮留有足够的工作面，这样会使得磨臂的刚度难以保障，会出现振动的情况，另一方面，由于所述第二花键部的小径D1的尺寸小于32mm，因此现有的冷却油喷射装置也难以对加工位进行冷却，因此也就只能设置较小的加工参数，从而大大影响了加工效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于高精度硬齿面内花键加工的装置，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于高精度硬齿面内花键加工的装置，其用于对输出轴的内花键进行加工，所述输出轴的内花键包括第一花键部和第二花键部，所述第二花键部与所述输出轴的大直径端面的最大距离L1大于等于140mm，所述第二花键部的小径D1的尺寸小于32mm。其包括驱动机构、磨臂和型面砂轮，所述磨臂为由上磨臂和下磨臂组合而成的圆柱状结构，所述型面砂轮的直径不大于所述磨臂的直径，所述型面砂轮的旋转轴与所述驱动机构的旋转轴在同一平面，所述磨臂的轴线与所述型面砂轮的旋转轴所在的平面具有一个夹角，所述型面砂轮只在所述磨臂的前端面和一个侧面露出。