浅谈内花键冲头的设计

曾远新

（广东柳菱宏通实业有限公司，广东梅州 514089）

浅谈内花键冲头的设计

曾远新

（广东柳菱宏通实业有限公司，广东梅州 514089）

为了加工带沉孔的小尺寸内花键，设计制造了专用冲头，利用现有冲床设备，加工出合格的产品，实例表明方法是可行的、效果是良好的。

冲头；设计；应用

一般产品的内花键加工，根据尺寸大小、模数、压力角等可选用拉削或插削的方法，但有些模数小、直径小及台阶孔或盲孔的内花键则无法用拉刀来拉削。

以笔者公司生产的赛车零件-连接法兰（见图1）为例。

图1 赛车零件-连接法兰

1 内花键齿分析

内花键齿参数：齿数29齿，模数0.635，压力角45°，分度圆齿槽宽1.4，花键小径ϕ18.1+00

.1，花键大径ϕ19.5，量棒直径15.93+00.08，对于这种小模数的内花键加工如采用插齿的方法加工，刀具制造上有一定的难度并且刀具的制造周期长。用电火花加工内花键虽是可行的，只须设计电极棒。但用电火花加工内花键，费工又费时而且生产效率低。如果采用冲头来替代电火花加工花键就会容易的多。因此笔者设计了冲头来替代电火花加工内花键的方案。冲头在外力的作用下可一次性完成内花键的加工，操作方便、成本低。

与内花键孔相配的零件是固定齿套其参数；齿数29齿，模数0.635，压力角45°，分度圆齿弧厚1，齿外圆直径ϕ19.10-0.1，固定齿套安装在连接法兰的内花键孔上不受外力的作用。

2 冲头组件设计

冲头组件（见图2）是由冲头和限位套组成；冲头用来冲产品的内花键孔，限位套是用来控制产品加工中内花键孔的深度。

图2 冲头组件

（1）冲头

冲头（见图3）材料选用Gr15，热处理：淬硬60～65HRC。

图3 花键齿轮冲头

冲头参数：齿数29齿，模数0.635，压力角45°，设计分度圆齿弧厚1.45、齿外圆直径ϕ19.80-0.02，量棒直径1.591，跨棒距为21.62+00.13。

冲头的齿外圆设计为ϕ19.80-0.02比产品的内花键齿外圆ϕ19.5（花键大径尺寸）大0.3 mm；分度圆齿弧厚为1.45，其目是防止热处理后发生缩孔和变形。

（2）限位套

限位套（见图4）的材料选用20GrMnTi， 热 处理：淬硬60～65HRC，限位套装入冲头中，右端的60°锥面与产品的内锥面相贴，外圆ϕ47与产品的内凹位孔相配合，防止冲头与产品之间发生位移，施力后冲头向下移动，冲出内花键齿后将冲头取出，工作过程如下：

图4 限位套

将冲头直接装夹到冲床上，产品安装到夹具体上，调整产品花键孔与冲头的同轴度0.015 mm（夹具保证）后加工，冲头与连接法兰（见图5）工作示意图。

图5 冲头与连接法兰工作示意图

在力P的作用下冲出内花键齿，经检验冲出的内花键齿符合图纸的设计要求并进行了批量生产，比原来预计用电火花加工内花键效果更好。

3 结论

由以上例子说明，利用专用冲头来加工特殊的、尺寸小的内花键，方法是可行的，效果也是良好的，其且操作简单、生产效率高，且冲头可以自己制造、节约成本特别适应在新产品试制及小批量生产中。

［1］熊万武.齿轮设计手册：下册［M］.北京：机械工业出版社，1990.

［2］闻邦椿.机械设计手册：第5版 第2卷［M］.北京：机械工业出版社，2010.

Design of Internal Spline Punch

ZENG Yuan-xin
（Guangdong Liuling Hongtong Industrial Co.，Ltd，Meizhou514089，China）

To produce small size internal splines with counterbores， the author designed a specialized punch for existing punching machines.It’s proved to be workable and with good effect in sample application.

punch；design；application

TH122

B

1009－9492(2014)03－0076－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.03.023

曾远新，男，1959年生，广东梅江人，中专，工程师。研究领域：机械设计制造。已发表论文3篇。

(编辑：向 飞)

2013－09－13