葉海峰

遼寧曙光汽車集團股份有限公司 遼寧丹東 118001

1 序言

通常大多數(shù)有內(nèi)花鍵的零件，其花鍵都設(shè)計成全齒的形式，在使用拉削方式加工內(nèi)花鍵時，拉刀不需要進行周向定位。但有時在設(shè)計一些零件時，為了實現(xiàn)一些特定的功能，就會將內(nèi)花鍵設(shè)計成帶有缺齒的形式，并且缺齒相對零件外輪廓有位置度要求。某后輪驅(qū)動的SUV傳動軸滑動叉如圖1所示，它與變速器輸出軸直接連接?；瑒硬鎯?nèi)花鍵如圖2所示，可以看到零件花鍵部位左、右兩端各缺少了1個鍵齒，下面將詳細介紹此缺齒的功能及加工方法。

圖1 SUV傳動軸滑動叉

圖2 滑動叉內(nèi)花鍵

2 滑動叉缺齒的用途

（1）回油泄壓 汽車在行駛過程中出現(xiàn)顛簸時，驅(qū)動橋與變速器之間的距離會發(fā)生變化，此時滑動叉與變速器輸出軸互相配合的內(nèi)、外花鍵在軸向上會快速滑動。如果采用全齒花鍵配合，滑動叉密閉腔內(nèi)的潤滑油會阻礙內(nèi)、外花鍵的相互滑動，容易損壞傳動系統(tǒng)。為解決這一問題，將內(nèi)花鍵在180o方向上設(shè)計2個缺齒，當(dāng)內(nèi)、外花鍵產(chǎn)生相對位移時，高壓側(cè)的潤滑油將從缺齒部位流向低壓側(cè)，使內(nèi)、外花鍵在軸向上能夠順利滑動，從而對傳動系統(tǒng)起到保護作用?；瑒硬嫒饼X的用途從產(chǎn)品設(shè)計角度來說可起到回油泄壓的作用。

（2）工藝定位 上述滑動叉的缺齒如果只是起到回油泄壓的作用，并不需要對它在圓周方向的位置進行限定，工程師在設(shè)計產(chǎn)品時往往會對它加以充分利用，例如在機械加工時使用缺齒作為十字軸軸承孔、澆注孔、澆注槽及卡簧槽等特性的周向基準(zhǔn)。自動裝配線裝配時，使用缺齒進行零件的周向定位。制造工程師在設(shè)計精加工工序的夾具時，也采用缺齒作為周向定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一。

3 內(nèi)花鍵加工

上述滑動叉產(chǎn)品為大徑配合，大徑公差為0～0.025mm，花鍵長205 mm，缺齒中心相對叉頭圓弧中心線角度公差為±1°。我公司使用三工位立式拉床加工此零件（見圖3），此設(shè)備最多可同時加工3個零件，配備1600mm長的拉刀可一次拉削成形，生產(chǎn)效率高。

圖3 三工位立式拉床

拉削加工時，零件用夾具進行定位如圖4所示，從圖中可以看到，滑動叉的叉頭向下，兩叉頭圓弧面分別與2個V形塊接觸。為避免造成過定位，V形塊設(shè)計成浮動支撐的形式，主要用于限制零件周向旋轉(zhuǎn)?；瑒硬娴闹箍谂c定位套接觸，定位套為主定位機構(gòu)，用于限制零件軸向移動。

圖4 零件用夾具進行定位

為了保證零件缺齒位置正確，必須同時對零件和刀具做周向定位。拉床的主拉頭結(jié)構(gòu)如圖5所示，拉頭導(dǎo)向孔做成D形孔，與拉刀D形截面的刀柄配合，限制拉刀旋轉(zhuǎn)。漸開線拉刀結(jié)構(gòu)如圖6所示，B—B剖面是拉刀柄部剖視圖，在刀柄部位加工出一個小平面，使此平面與拉刀連齒中心平面平行度控制在0.03mm以內(nèi)，可以保證缺齒的周向定位精度。

圖5 主拉頭結(jié)構(gòu)

圖6 漸開線拉刀結(jié)構(gòu)

4 花鍵尺寸及角度公差的檢測

（1）花鍵尺寸檢測 花鍵大徑、小徑以及內(nèi)花鍵的齒槽寬等尺寸可以通過通止規(guī)來檢測，也可以通過電子塞規(guī)測量出具體數(shù)值。這種檢測花鍵尺寸的檢具比較常見，這里不做詳細介紹。

（2）缺齒角度的檢測 檢測滑動叉缺齒角度的專用檢具如圖7和圖8所示。檢測前應(yīng)先校準(zhǔn)檢具，首先將檢具校準(zhǔn)銷插入心軸的基準(zhǔn)孔中，此時檢測桿中心線與V形塊中心線垂直，將數(shù)顯百分表歸零，拔出校準(zhǔn)銷完成檢具校準(zhǔn)。將待檢測零件叉頭向下，缺齒對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)心軸的定位鍵，將零件套入心軸，并使叉頭圓弧面與檢具底座上的V形塊完全接觸，此時檢測桿會隨著心軸的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一個微小的位移，此位移可直接通過數(shù)顯百分表讀出（見圖9）。通過事先計算好的距離和角度換算表，即可得出花鍵缺齒相對于叉頭的角度誤差。

圖7 缺齒角度檢測專用檢具校準(zhǔn)

圖8 缺齒角度檢測專用檢具

圖9 零件定位及檢測

5 結(jié)束語

帶缺齒的漸開線花鍵目前并不常見，但在零件設(shè)計時如果能夠靈活地運用缺齒，有時會簡化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，降低制造成本。通過三工位立式拉床、漸開線拉刀及夾具，完成有角度要求的缺齒內(nèi)花鍵的加工，可一次拉削成形，生產(chǎn)效率高。為設(shè)計同類產(chǎn)品及發(fā)掘缺齒的更多用途提供了參考。