本發明屬于光整加工領域。具體為一種對齒套類零件進行裝夾的機械裝置，并且采用此裝置對其進行旋流式滾磨光整加工時的加工方法。

背景技術：

汽車同步器齒套是變速器總成中重要的零件之一，對于換擋性能起著至關重要的作用。實踐中發現，齒套內、外部表面質量，尤其是齒套內花鍵齒形的棱邊質量對于換擋過程的平順性影響很大。當前隨著同步器零件的精度越來越高，對于如何去除齒套內外表面毛刺、提高棱邊質量的問題日益凸顯。

目前，對于齒套內外圈表面的光整加工，小批量生產時一般采用手工去毛刺方法，去毛刺、棱邊倒鈍一次完成，但質量一致性差，效率極低；目前出現的去毛刺、拋光的專用機械裝置，如有采用成型刀具沿齒套的齒形直線往復運動去除毛刺、或采用毛刺刷或拋光輪的旋轉運動清除齒套端部毛刺、德國齒套復合加工專用機床配備自動去毛刺機構等，這些機械裝置要么只能加工齒套特定部位的毛刺從而需要多道工序完成全部內外表面處理，要么價格高昂，無法適應去除國內廣泛使用的成型銑刀工藝加工的齒套的毛刺等。

自由磨具光整加工技術及工藝已廣泛應用于汽車零件的表面加工中，特別是旋流式滾磨光整加工是一種尤其適用于中小型短軸、凸輪(曲)軸及圓(環)形等零件的表面去毛刺、降低粗糙度、提高棱邊質量的高效率工藝。實用新型專利ZL201020684929.8“一種自動光整機”提出了一種旋流式滾磨光整加工設備的基本結構。相較于其他機械式的表面處理方法，旋流式滾磨光整加工具有一系列特點：不分工序的一次性整體加工、加工效率高、加工質量好。但旋流式滾磨光整加工設備加工齒套類零件時，齒套外圈加工質量較好，但對齒套內圈的加工較差，這主要是由于現有齒套工裝裝置的設計不良，使磨料流對齒套內圈的相互作用有限導致。因此亟待找到一種適應旋流式滾磨光整加工設備的工裝裝置及工藝過程，能夠實現齒套內、外圈的一次性整體表面加工。

技術實現要素：

基于上述現有技術存在的主要缺陷，本發明提出一種采用旋流式滾磨光整加工設備加工齒套零件的工裝裝置及采用此裝置進行旋流式滾磨光整加工時的方法，克服齒套內圈加工質量不良的問題。

為實現上述目的，本發明采取了如下的技術方案：

一種同步器齒套類零件旋流式滾磨光整加工工裝裝置，包含工裝頭(2)和工作體，所述工裝頭(2)上端可快速裝拆至旋流式滾磨光整加工設備的主軸(1)上，所述工作體包括第一檔桿、第二檔桿、第三檔桿，被加工工件在加工過程沿主軸(1)軸線方向上下強制擺動，進而使得磨塊周期性通過被加工零件的內孔；其中第一檔桿(301)和第二檔桿(302)分別限制加工過程中被加工零件在磨塊作用下的向上提升，第二檔桿(302)和第三檔桿(303)又分別限制被加工零件的自然下落；驅動旋流式滾磨光整加工設備的裝好被加工工件的主軸以角速度ω₁順時針旋轉，兩個被加工工件在加工過程沿主軸軸線方向上下強制擺動，磨塊周期性通過被加工零件的內孔。

所述的裝置，所述工作體還包括第一連接塊(601)、第一中間軸(801)、第一活動軸(501)，第一連接塊(601)上端與工裝頭(2)的下端通過螺紋連接，所述第一連接塊(601)的下端與第一中間軸(801)螺紋連接，第一檔桿(301)穿過中空的第一連接塊(601)，第一檔桿(301)通過第一活動軸(501)與第一連接塊(601)聯接，使得第一檔桿(301)以第一活動軸(501)為軸心可上下轉動一定角度α，所述第一連接塊(601)上安裝有第一定位珠(401)，當第一檔桿(301)調整好角度后，用所述第一定位珠(401)使第一檔桿(301)相對固定在第一連接塊(601)的當前位置；所述第一中間軸(801)的下端通過螺紋連接第二連接塊(602)，將第一工件(701)穿過第一中間軸(801)，第二檔桿(302)通過第二活動軸(502)與第二連接塊(602)聯接，使得第二檔桿(302)以第二活動軸(502)為軸心可上下轉動一定角度α，所述第二連接塊(602)上安裝有第二定位珠(402)，當第二檔桿(302)調整好角度后，用所述第二定位珠(402)使第二檔桿(302)相對固定在第二連接塊(602)的當前位置，第一工件(701)即可活動放置在第二檔桿(302)上；所述第二連接塊(602)的下端與第二中間軸(802)螺紋連接；所述第二中間軸(802)的下端通過螺紋連接第三連接塊(603)，將第二工件(702)穿過第二中間軸(802)，然后按上述同樣方法連接第三檔桿(303)，第三活動軸(503及第三定位珠(403)，第二工件(702)活動放置在第三檔桿(303)上。

所述的裝置，所述第一檔桿(301)、第二檔桿(302)、第三檔桿(303)可轉動的角度α＝45-60度。

所述的裝置，第一檔桿(301)、第二檔桿(302)和第三檔桿(303)角度均取從水平位置順時針旋轉25度，向右下方傾斜。

所述的裝置，所述第一中間軸(801)或第二中間軸(802)采用碳鋼材質，其外部附有尼龍或聚氨酯材料，包覆這些非金屬材質主要是起保護作用，避免加工中磕碰工件的內部表面；

所述的裝置，所述第一中間軸(801)或第二中間軸(802)截面形狀可采用圓形、橢圓形、三角形、正方形、六邊形、八邊形。

所述的裝置，所述第一中間軸(801)或第二中間軸(802)的截面為三角形，三角形的外接圓直徑至D為第一工件(701)或第二工件(702)的內徑，有利于加工過程中磨塊有效穿過被加工工件內孔；

所述的裝置，所述第一中間軸(801)或第二中間軸(802)的截面的外接圓直徑取

所述的裝置，所述第一檔桿(301)、第二檔桿(302)、第三檔桿(303)采用碳鋼材質，其外部附有尼龍或聚氨酯材料，其截面形狀可采用圓形、橢圓形、正方形；

所述的裝置，所述第一檔桿(301)、第二檔桿(302)、第三檔桿(303)的長度m大于第一工件(701)或第二工件(702)的外徑。

所述的裝置，所述第一檔桿(301)與第二檔桿(302)之間的距離，或第二檔桿(302)與第三檔桿(303)之間的距離l＝1.5h至2.5h，h為第一工件(701)或第二工件(702)的厚度。

根據上述任一所述裝置進行光整加工的方法，包括以下步驟：

(1)驅動旋流式滾磨光整加工設備的裝好被加工工件的主軸以角速度ω₁順時針旋轉，兩個被加工工件在加工過程沿主軸軸線方向上下強制擺動，磨塊周期性通過被加工零件的內孔，保持旋流式滾磨光整加工設備的滾筒靜止不動，加工時間為t₁；

(2)加工時間t₁到后，主軸仍保持角速度ω₁順時針旋轉，驅動滾筒以角速度ω₂逆時針旋轉，加工時間為t₂；

(3)加工時間t₂到后，驅動主軸以角速度ω₁逆時針旋轉，停止滾筒的旋轉，加工時間為t₃；

(4)加工時間為t₃到后，主軸仍保持以角速度ω₁逆時針旋轉，驅動滾筒以角速度ω₂順時針旋轉，加工時間為t₄，加工時間到后光整加工完成。

所述的方法，主軸角速度ω₁的取值范圍為2π/s～7π/s，滾筒角速度ω₂的取值范圍為1π/s～4π/s，t₁取值1～15分鐘，t₂取值1～15分鐘，t₃取值1～15分鐘，t₄取值1～15分鐘。

本發明一種同步器齒套類零件旋流式滾磨光整加工工裝裝置及方法與現有技術相比具有的有益效果是：工件非完全固定的裝夾方式及傾斜可調角度的檔桿，可保證磨料流對齒套內圈的相互作用強烈，能夠實現齒套內外圈或其他對內外圈有光整要求的環形零件的一次性整體表面處理且加工效果優良。

附圖說明

圖1是本發明一種同步器齒套類零件旋流式滾磨光整加工工裝裝置的結構示意圖。

圖2是本發明實施例所加工的同步器齒套工件圖。

圖3是光整加工前齒套內花鍵齒端的表面形態。

圖4是采用本發明及工藝過程后齒套內花鍵齒端的表面形態。

圖5是采用MarSurf XC2型輪廓儀檢測圖4的齒套內花鍵齒端的棱邊形態圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。

如圖1所示，一種同步器齒套類零件旋流式滾磨光整加工工裝裝置，包含工裝頭2和工作體，所述工裝頭2上端可快速裝拆至旋流式滾磨光整加工設備的主軸1上，所述工作體包括第一連接塊、第一檔桿、第一中間軸、第一活動軸，第一連接塊601上端與工裝頭2的下端通過螺紋連接，所述第一連接塊601的下端與第一中間軸801螺紋連接，第一檔桿301穿過中空的第一連接塊601，第一檔桿301通過第一活動軸501與第一連接塊601聯接，使得第一檔桿301以第一活動軸501為軸心可上下轉動一定角度α，所述第一連接塊601上安裝有第一定位珠401，當第一檔桿301調整好角度后，用所述第一定位珠401使第一檔桿301相對固定在第一連接塊601的當前位置；所述第一中間軸801的下端通過螺紋連接第二連接塊602，將第一工件701穿過第一中間軸801，然后按上述同樣方法連接第二檔桿302，第二活動軸502及第二定位珠402，這樣，第一工件701即可活動放置在第二檔桿302上；

以下按照上述方式繼續疊加第二中間軸802、第三連接塊603、第二工件702、第三檔桿303、第三活動軸503、第三定位珠403，所述第二連接塊602的下端與第二中間軸802螺紋連接；所述第二中間軸802的下端通過螺紋連接第三連接塊603，將第二工件702穿過第二中間軸802，然后連接第三檔桿303，第三活動軸503及第三定位珠403，這樣，第二工件702即可活動放置在第三檔桿303上，根據加工效率要求可按照上述結構和連接方式繼續疊加。

如圖1所示，所述第一檔桿301或第二檔桿302或第三檔桿303可轉動的角度α＝45-60度。本實施例第一檔桿301、第二檔桿302和第三檔桿303角度均取從水平位置順時針旋轉25度，向右下方傾斜。

圖1所示，所述第一中間軸801或第二中間軸802采用碳鋼材質，其外部附有尼龍或聚氨酯材料，包覆這些非金屬材質主要是起保護作用，避免加工中磕碰工件的內部表面。其截面形狀可采用圓形、橢圓形、三角形、正方形、六邊形、八邊形，選擇哪一種截面形狀完全根據所加工工件不同而定。本實施例要光整加工齒套零件，中間軸截面形狀選擇三角形。

如圖1所示，所述第一中間軸801或第二中間軸802的截面的外接圓直徑至D為第一工件701或第二工件702的內徑，這樣可以有利于加工過程中磨塊有效穿過被加工工件內孔。本實施例三角形截面的外接圓直徑取

所述第一檔桿301、第二檔桿302、第三檔桿303采用碳鋼材質，其外部附有尼龍或聚氨酯材料，目的同樣是保護工件防止磕碰。其截面形狀可采用圓形、橢圓形、正方形。截面形狀的選擇主要是根據選用磨料的不同而異，本實施例選擇橢圓形的截面。

所述第一檔桿301、第二檔桿302、第三檔桿303的長度m大于第一工件701或第二工件702的外徑。

所述第一檔桿301與第二檔桿302之間的距離，或第二檔桿302與第三檔桿303之間的距離l＝1.5h至2.5h，h為第一工件701或第二工件702的厚度。

本發明還提供一種工藝過程：采用本發明的裝置，一套裝置安裝兩個圖2所示的加工工件—即同步器齒套，要求去除內外部棱邊毛刺，齒套的內花鍵齒端棱邊倒鈍，加工量為0.02—0.1mm。2個同步器齒套順序安裝，即：第一連接塊601上端與工裝頭2的下端通過螺紋連接，第一連接塊601的下端與第一中間軸801螺紋連接，第一檔桿301穿過中空的第一連接塊601，通過第一活動軸501與第一連接塊601聯接，使得第一檔桿301以第一活動軸501為軸心可上下轉動一定角度α，第一連接塊601上安裝有第一定位珠401，當第一檔桿301調整好角度后，用第一定位珠401暫時固定住第一檔桿301的當前位置，第一中間軸801的下端螺紋連接另一個第二連接塊602，將第一工件701穿過第一中間軸801，然后按上述同樣方法連接第二檔桿302，第二活動軸502及第二定位珠402，這樣第一工件701即可活動放置在第二檔桿302上，以下按照上述方式繼續疊加第二中間軸802，第三連接塊603，放置第二工件702，安裝第三檔桿303、第三活動軸503、第三定位珠403，這樣，第二工件702也活動放置在第三檔桿303上。旋流式滾磨光整設備配備直徑為1米的滾筒。采用本發明的工藝過程如下：

(1)分別將第一檔桿301、第二檔桿302與第三檔桿303分別從水平位置順時針旋轉30度，這個角度可以使被加工工件在加工過程沿主軸軸線方向上下強制擺動，進而使得磨塊周期性通過被加工零件的內孔，提高孔表面的結構的光整加工效率。其中第一檔桿301和第二檔桿302分別限制加工過程種兩個被加工零件在磨塊作用下的向上提升，第二檔桿302和第三檔桿303又分別限制2個被加工零件的自然下落。驅動旋流式滾磨光整加工設備的裝好被加工工件的主軸以角速度ω₁順時針旋轉，兩個被加工工件在加工過程沿主軸軸線方向上下強制擺動，磨塊周期性通過被加工零件的內孔，保持旋流式滾磨光整加工設備的滾筒靜止不動，加工時間為t₁；

(2)加工時間t₁到后，主軸仍保持角速度ω₁順時針旋轉，驅動滾筒以角速度ω₂逆時針旋轉，加工時間為t₂；

(3)加工時間t₂到后，驅動主軸以角速度ω₁逆時針旋轉，停止滾筒的旋轉，加工時間為t₃；

(4)加工時間為t₃到后，主軸仍保持以角速度ω₁逆時針旋轉，驅動滾筒以角速度ω₂順時針旋轉，加工時間為t₄，加工時間到后光整加工完成。

以直徑為1米的滾筒為例，主軸角速度ω₁的取值范圍為2π/s～7π/s，滾筒角速度ω₂的取值范圍為1π/s～4π/s，t₁取值1～15分鐘，t₂取值1～15分鐘，t₃取值1～15分鐘，t₄取值1～15分鐘。

齒套加工效果說明：從圖3可以看出，加工前的齒套內花鍵齒端的表面棱邊鋒利且存在毛刺；對比圖4的采用本發明裝置及工藝過程后的結果，可以看出，光整加工后的棱邊圓滑倒鈍，毛刺去除，從圖5的輪廓儀檢測數據可以證實，采用本發明裝置及過程后，棱邊去除量均在所要求的范圍之內。

本實施例僅為本發明的示例性實施例，不用于限制本發明，本發明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護范圍內對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護范圍內。