特定要求花键拉刀生产工艺的改进

摘 要：大余量内花键一次拉削成形刀具由于长径比的增大，在刀具生产中，刀体所受抗力加大，累积误差增大等，使得刀具精度降低，反复退货返修，生产成本耗损严重。一直是我厂生产、技术难点，经对生产工序及工艺研究分析，通过改进工装辅具，优化工艺技术，使刀具质量得到提高，满足了用户要求。

关键词：花键拉刀；45°卡环打砂轮工装；线切割刀；数控车沟；拉刀专用数控中心架

Abstract： Large allowance for internal spline forming a broaching tool due to the increase of length to diameter ratio， in cutting tools， the blade by resistance increase， increasing cumulative error， etc.， makes the precision cutting tool is reduced， repeatedly returns， repair， the cost of production loss. Has always been our factory production， the technical difficulties， the research and analysis of production process and technology， by improving the assistive devices， equipment optimization technology， make the tool quality was improved， satisfying the requirements of users.

Key words： Spline broach. 45 ° snap ring for grinding tools； The cutting knife； Numerical control car groove； Broach CNC center

1 引言

大余量内花键在生产中通常需两次或多次以上才能拉削成形。在科学技术飞速发展下，机械设备的精密度要求不断提高，对花键类传动联接部件精度越来越高。客户为提高产品质量竞争力，在设备条件允许下，为避免多次装夹拉削造成的精度误差，要求刀具能一次拉削成形花键。

在实际生产中，刀具一次合格率低，需多次返修才能达到要求，同时造成供货周期加长。针对此种情况，在对设备工装、工艺技术等方面的综合分析后，通过一系列改进措施，刀具质量得到显著提高。

2 生产工艺及工装改进措施

（1）我厂精磨花键拉刀传统工艺为：先精磨花键齿形，后精磨拉刀前刀面。现用户反映拉刀所加工工件的键宽（或齿厚）尺寸偏大，不符合图纸要求。经过对拉刀制造工艺分析得出：原因为磨削拉刀齿形所产生的毛刺向侧刃两边张开加大了刃宽。为解决此种情况，调整工艺工序先精磨前刀面，再精磨花键，使得毛刺向排屑槽内伸展，降低其对刃宽影响。所制拉刀经试拉后，工件检测合格。

（2）在拉刀使用中发现铁屑脱离不及时，堵塞排屑槽，造成拉力瞬间增大，刀齿崩刃、断裂。为改善拉刀质量，一方面设计中采用曲线齿背沟形增加容屑空间，另一方面在生产中为保证沟形底部R的圆滑连接，取消人工对照样板磨削车刀的加工方法，通过电子图版绘制1：1比例的沟形轮廓，由线切割机直接加工成成形车刀，降低了沟形参数误差对拉刀质量影响。

（3）在生产中为改善被拉工件键侧表面质量，使铁屑在切削而非挤压方式下脱离工件，通过抬高花键磨床后顶尖，形成反锥，在磨削过程中磨出侧刃副后角。与拉刀磨磨削键侧副偏角相比，加大切削齿锋利度，减小刀齿、切屑与键侧摩擦。但由于拉刀齿形改变，需经一步修正齿形，拉刀试拉后工件较之前齿形超差严重。研究分析后，主要原因为较成套拉刀齿数增多，齿距累积误差加大，严重影响修正后刀齿齿形。为保证齿距，利用数控车床上复合循环、调用子程序车沟，淘汰传统普车通过齿距螺杆车沟加工方法。由于拉刀长度增长，为减小加工中刀体振动造成的表面波纹，降低后序磨削对拉刀一致性的影响，设计制造拉刀专用数控中心架（图1、2），加工效果明显改善。

（4）由于拉削余量增大且一次拉削成形，拉刀长径比相应变大，拉刀在回转磨削时，刀体摆动加大，所受冲击力加大，更容易弯曲。在工序流转中，需不断对刀体复校，损伤拉刀。为保证被加工零件同轴度的要求，拉刀各部外圆跳动度、同轴度必须保持一致性。这就需相应减少工序，使拉刀在一次装夹中尽可能地完成各部外圆磨削。在生产中，用外圆磨磨削45°卡环槽替代拉刀磨单独磨削45°卡环工序，同时对外圆磨床打砂轮夹具进行革新，通过设计如下图3、4连接盘和滑块，实现了直线打砂轮和45°打砂轮性能完美结合（如图5、6）。有效提高了卡环槽牵引锥面的斜向圆跳动精度以及颈部外圆对拉刀校准齿外圆的同心度精度，保证拉刀在拉削过程中受力平衡稳定，并且改善了拉刀柄部外观光洁度，相比拉刀磨序磨削，质量和效率大大提高。

3 结语

在大余量内花键拉削成形刀具实际生产中，通过对设备工装夹具的改进，工艺技术的合理优化，刀具质量、精度、供货周期达到有效保证，且刀具经厂家使用，被拉削工件合格率显著提高，成本耗损降低，增强了客户市场竞争力。

参考文献

[1]薄化川等主编. 拉刀设计与使用. 机械工业出版社，1990.10.

[2]杨继荣等主编. 机械制造技术基础. 北京：清华大学出版社，2007.3

作者简介：

廉晓伟，男，1987，山西省晋中市，本科，从事拉削刀具的设计与制造。