三销壳中频淬火球环式精准定位装置

孟祥龙

（吉林北方捷凯传动轴有限公司，吉林 吉林132021）

0 引 言

三销壳是轿车等速万向节传动轴（如图1 所示）中的关键件，本文仅就三销壳内腔中频热处理介绍一种低成本、高精度的实用定位装置。

1 三销壳结构特点

1）三销壳主要机加工过程。三销壳的机加过程如图2所示，主要有车形、滚轧花键、车卡簧槽、中频热处理、磨柄部外圆，而热处理为关键特殊工序。

图1 等速方向节传动轴

图2 三销壳主要加工流程

图3 三销壳结构示意图

图4 三销壳内腔淬火预定位结构示意图

图5 三销壳内腔淬火感应器位置图

2）三销壳的结构特征。如图3 所示，三销壳内腔由3对半圆柱形的滑道组成，3 对滑道120°等分，并且圆周方向等分排列。每对滑道表面都要进行中频淬火处理（阴影部分为淬火区）以保证表面硬度、淬硬层深度、淬火区域界限要求，从而增加三销壳的强度和耐磨性。由于三销壳每对滑道的淬火部位在柱状表面，而柱状表面需要淬火的部分一是长度较长，二是顺着径向方向，因此内腔中频淬火时，工件不能旋转，否则无法达到中频淬火要求，这就要求淬火前要对3 对滑道进行精准定位（如图4 所示），以便使随形的感应器能顺利进入三销壳内腔，并且与3 对滑道表面等间距（如图5 所示），保证3 对滑道表面的淬硬层深度和淬火范围的一致性。传统的定位装置如图6 所示，是整体三柱式，不同规格滑道（L 值不同）的三销壳需要不同的定位装置，不具备互换性;同时整体式定位器的3 个凸出柱形要求在长度范围内直线度小于0.02 mm，等分为120°±1.5′，累计误差不超过4′，制造成本高;由于整体式定位器与三销壳滑道间的摩擦力大，在撤出内腔易使工件转动，定位精度低，而球环式定位装置如图6 所示，恰好解决了这些问题。

2 球环式定位装置简介

2.1 球环式定位装置结构特点

如图6，球环式定位装置3 个球环3 通过螺钉4 与本体2 连接，导向板5 通过定位销7 和螺钉8 与本体2 连接。定位装置通过螺栓1 与机床连接。定位时，通过导向板引入三销壳内腔滑道，随后球环进入滑道实现对三销壳进行精准定位。

2.2 球环式定位装置的设计原理

图6 球环式定位装置

图7 整体式定位器

根据三销壳每对半圆柱形滑道间的距离L（图7），确定导向板凸圆处的尺寸L1和球环的尺寸L2。导向板的尺寸L1比三销壳每对半圆柱形滑道间的距离L 小0.5 mm；球环的尺寸L2比三销壳每对半圆柱形滑道间的距离L小0.04 mm。这样在导向板引进三销壳滑道后，球环可以顺利进入三销壳滑道，实现精准定位；根据互换性原理，对于不同的三销壳，当三销壳每对半圆柱形滑道间的距离L 变化时，只需加工不同的球环L2来配合，使L-L2=0.04 mm；对于不同的三销壳3 对滑道中心所在圆D，只需调整球环式定位装置的垫片6 来使3 个球环的中心所在圆D1与D 配合。使用时只需加工导向板进行引入，不需要加工本体。

2.3 球环式定位装置加工时注意事项

球环式定位装置的3 个球环的等分误差应保证在±2′内；3 个球环的心点所在圆D1的圆度误差在0.07 mm 内；球环采用轴承钢GCr15，淬火回火后硬度60~64 HRC;导向板材料采用65Mn，淬火回火后硬度50~55 HRC。本体采用45 钢，调质处理。

2.4 球环式定位装置的调整使用

调整时，务必缓慢手动进行调整，确保导向板的3 个凸圆处对准三销壳的3 对滑道，在导向板进入滑道后，仍然缓慢手动调整，确保3 个球环进入3 对滑道，避免快速调整可能发生的撞击现象。由于三销壳的内腔向下，当观察导向板与三销壳滑道间的间隙困难时，可以采用平镜反射观察法进行调整。手动调整好后，方可锁紧进行自动操作。

3 结 语

该球环式定位装置实际使用效果很好，具有定位精度高、成本低的特点，可以广泛用于等速万向节传动轴中各种规格的三销壳中频淬火定位。