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一种高精度细长花键轴的加工方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-08-01 21:54

本发明涉及机械零件加工方法的，特别涉及一种高精度细长花键轴的加工方法。

背景技术：

1、高速齿轮箱的输入轴是高速齿轮箱的核心零件，具有长度和直径比值大、形位精度高、尺寸精度高等特点。

2、申请号cn112338443a 一种花键轴的加工工艺，是先将长径比不大的花键轴的外圆加工为成品要求、滚花键齿为成品尺寸要求和将孔加工为成品要求，并在完成整个零件的机加工序后再对花键齿进行氮化处理，对应长径比不大的花键轴，氮化后零件的形变不大，对于加工精度要求不高的花键轴也能适用，而对于细长的花键轴在氮化后零件的尺寸、位置度、同轴度等都发生了较大的改变。使细长花键轴的尺寸、部件位置度和同轴度的误差均较大，影响细长花键轴的整体质量，进而影响高速齿轮箱的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高精度细长花键轴的加工方法，在氮化花键齿后再精磨外圆和精镗法兰连接孔，修正氮化花键齿后引起的花键轴整体尺寸、位置度、同轴度的误差，保证细长花键轴的整体质量，进而保证高速齿轮箱的质量。

2、为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种高精度细长花键轴的加工方法，包括如下步骤：

4、s1：粗车；

5、s2：依次调质和半精车；

6、s3：预钻法兰连接孔；

7、s4：依次粗磨外圆、滚花键和磨花键齿，使花键齿的齿面达到成品尺寸要求；

8、s5：氮化花键齿；

9、s6：精磨外圆和精镗法兰连接孔。

10、采用前述方案的本发明，在对花键轴调质前进行粗车，粗加工后在花键轴的长度和直径上保留有足够多的加工余量，通过加工余量增加零件的刚性，然后再半精车，使花键轴进一步成型，再在半精车后的基础上预钻法兰连接孔，再进行粗磨外圆、滚花键和磨花键齿，使花键齿达到成品尺寸要求，便于花键齿在氮化后能满足成品尺寸要求，在氮化花键齿后再精磨花键轴外圆和精镗法兰连接孔，修正氮化花键齿后引起的花键轴整体尺寸、位置度、同轴度的误差，保证细长花键轴的整体质量，进而保证高速齿轮箱的质量。

11、优选的，完成所述步骤s2中的半精车后花键轴本体各部的长度和直径均分别保留1.5mm～2mm的加工余量。

12、这样，在半精车后花键轴本体各部的长度和直径均分别保留1.5mm～2mm的加工余量，便于通过余量修正后续工序引起的尺寸误差，保证加工精度。

13、优选的，完成所述步骤s2中的半精车后需要对半成品进行整体退火处理。

14、这样，在半精车后还对对半成品进行整体退火处理，降低残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向。

15、优选的，完成所述步骤s3中的预钻工序后，法兰连接孔保留有1.5mm～2mm的加工余量，并在执行所述步骤s3时预钻花键轴本体两端的螺纹孔。

16、这样，在预钻孔工序后法兰连接孔保留有1.5mm～2mm的加工余量，方便

17、通过该余量修正对花键齿氮化后引起的形位误差，保证加工精度。

18、优选的，完成所述步骤s4中的粗磨外圆工序后，花键轴本体的各部直径均需保留有0.3mm～0.4mm的加工余量。

19、这样，在粗磨外圆工序后，花键轴本体的各部直径均需保留有0.3mm～0.4mm的加工余量，方便通过该余量修正对花键齿氮化后引起的形位误差，保证加工精度。

20、优选的，完成所述步骤s4中的粗磨外圆工序后，花键轴的轴部不能有锥度，并以所述轴部作为滚花键、钻螺纹孔和磨花键齿的基准。

21、这样，防止花键轴的轴部有锥度，方便作为滚花键、钻螺纹孔和磨花键齿的基准，保证花键齿与轴本体之间的形位公差，保证加工精度。

22、优选的，执行所述步骤s6中的精磨外圆时，连接螺栓穿过专用工装和对应的螺纹孔，通过两个专用工装将花键轴本体的两端分别与卡盘连接，并通过卡盘找正花键齿的齿面，并使花键齿的齿面上均布四点节圆径向跳动不大于0.015，法兰的外圆及轴部外圆径向跳动不大于0.15，精磨花键轴本体各部的外圆和端面。

23、这样，在精磨外圆时，先将连接螺栓穿过专用工装和对应的螺纹孔，两个专用工装将花键轴本体的两端分别与卡盘连接，采用四爪卡盘，通过调节卡盘上的调节螺栓，调整每个卡爪径向位置找正花键齿，代替通过磨床顶尖对花键轴齿定位，保证花键齿的轴心与卡盘转动时的轴心同轴，并使花键齿的齿面上均布四点节圆径向跳动不大于0.015，法兰外圆及轴部的外圆径向跳动不大于0.15，便于进一步保证花键轴本体的定位精度，使精磨出的轴肩、轴部和法兰的外圆和端面等花键轴本体各部的各尺寸均达到精度要求。

24、优选的，执行所述步骤s6中的精镗孔时以法兰外圆为基准精镗法兰连接孔。

25、这样，在精镗孔时以法兰外圆为基准精镗法兰连接孔，便于找到零件在圆周方向的中心，进而保证精镗法兰连接孔后，法兰连接孔的形位公差，保证加工精度要求。

26、优选的，执行所述步骤s6中的精镗孔时找正轴部，且轴部外圆的上母线与侧母线跳动公差不大于0.005。

27、这样，在精镗孔时找正轴本体，便于找正花键轴，并使轴部外圆的上母线与侧母线跳动公差不大于0.005，便于防止精镗孔时轴部的跳动公差过大，影响法兰连接孔的形位公差，保证加工精度。

28、优选的，执行所述步骤s6中的精镗孔时，法兰外圆与法兰远离轴部的一端面跳动公差不大于0.005。

29、这样，在精镗孔时，要求法兰外圆与法兰远离轴部的一端面跳动公差不大于0.005，便于防止精镗孔时法兰的跳动公差过大，影响法兰连接孔的形位公差，保证加工精度。

30、本发明的有益效果是：在对花键轴调质前进行粗车，粗加工后在花键轴的长度和直径上保留有足够多的加工余量，通过加工余量增加零件的刚性，然后再半精车，使花键轴进一步成型，再在半精车后的基础上预钻法兰连接孔，再进行粗磨外圆、滚花键和磨花键齿，使花键齿达到成品尺寸要求，便于花键齿在氮化后能满足成品尺寸要求，在氮化花键齿后再精磨花键轴外圆和精镗法兰连接孔，修正氮化花键齿后引起的花键轴整体尺寸、位置度、同轴度的误差，保证细长花键轴的整体质量，进而保证高速齿轮箱的质量。

技术特征：

1.一种高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，完成所述步骤s2中的半精车工序后，花键轴本体各部的的长度和直径均分别保留有1.5mm～2mm的加工余量。

3.根据权利要求1所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，完成所述步骤s2中的半精车后需要对半成品进行整体退火处理。

4.根据权利要求1所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，完成所述步骤s3中的预钻孔工序后，法兰连接孔(15)保留有1.5mm～2mm的加工余量，并在执行所述步骤s3时预钻花键轴本体两端的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，完成所述步骤s4中的粗磨外圆工序后，花键轴本体各部的直径需保留有0.3mm～0.4mm的加工余量。

6.根据权利要求1所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，完成所述步骤s4中的粗磨外圆工序后，花键轴的轴部(14)不能有锥度，并以所述轴部(14)作为滚花键、钻螺纹孔和磨花键齿(11)的基准。

7.根据权利要求6所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，执行所述步骤s6中的精磨外圆时，连接螺栓(31)穿过专用工装(3)和对应的所述螺纹孔，通过两个专用工装(3)将花键轴本体的两端分别与卡盘(2)连接，并通过卡盘(2)找正花键齿(11)的齿面，使花键齿(11)的齿面上均布四点节圆径向跳动不大于0.015，法兰(12)的外圆及轴部(14)外圆径向跳动不大于0.15，精磨花键轴本体各部的外圆和端面。

8.根据权利要求1～7任一所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，执行所述步骤s6中的，精镗孔时以法兰(12)的外圆为基准精镗法兰连接孔(15)。

9.根据权利要求8所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，执行所述步骤s6中的精镗孔时找正轴部(14)，且轴部(14)外圆的上母线与侧母线跳动公差不大于0.005。

10.根据权利要求8所述的高精度细长花键轴的加工方法，其特征在于，执行所述步骤s6中的精镗孔时，法兰(12)的外圆与法兰(12)远离轴部(14)的一端面跳动公差不大于0.005。

技术总结
本发明公开了一种高精度细长花键轴的加工方法，包括如下步骤：S1：粗车；S2：依次调质和半精车；S3：预钻法兰连接孔；S4：依次粗磨外圆、滚花键和磨花键齿，使花键齿的齿面达到成品尺寸要求；S5：氮化花键齿；S6：精磨外圆和精镗法兰连接孔。本发明的技术效果是，在对花键轴调质前进行粗车，粗加工后在花键轴的长度和直径上保留有足够多的加工余量，通过加工余量增加零件的刚性，然后再半精车，使花键轴进一步成型，在花键齿的齿面达到成品尺寸要求后再进行氮化，在氮化花键齿后再精磨外圆和精镗法兰连接孔，修正氮化花键齿后引起的花键轴整体尺寸、位置度、同轴度的误差，保证细长花键轴的整体质量，进而保证高速齿轮箱的质量。

技术研发人员：黄照苏,龙安木,李明钦,陈廷洪,苑晓丹,叶钦文,罗晓梅
受保护的技术使用者：重庆齿轮箱有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21