一种电机轴高精度内花键的加工装置及方法与流程

1.本发明涉及一种轴加工设备，更确切地说，是一种电机轴高精度内花键的加工装置。


背景技术：

2.电机轴是汽车传动系统中电机的重要组成部件，带动电机内的转子进行运动，电机驱动执行机构的机械连接方式通常采用内化花键结构，内花键起着传递扭矩以及承受载荷的作用，因此其加工质量要求非常严格。传统的内花键加工方式难以满足客户要求的齿面硬度和加工精度要求，生产效率低。因此，迫切需求开发具有高加工精度、自动化的电机轴内花键的加工装置。
3.现有的内花键电机轴采用电机轴轴体和内花键一体式结构，所以电机轴的内花键设计为盲孔结构，而盲孔结构的内花键不但加工成本高、精度低，而且齿面硬度、承受载荷低和耐磨性差，造成客户低负载测试时，早期失效且全齿损坏，需要加以改进。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电机轴高精度内花键的加工装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下所述的技术方案：一种电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的电机轴高精度内花键的加工装置包含一机床组件，所述的机床组件上设有一可横向移动的刀具组件和一可纵向移动的定位组件，所述的机床组件包含一工作台面，所述的工作台面上设有一对平行设置的直线导轨，所述的直线导轨上均设有一对滑块，所述的直线导轨的两端均设有一导轨两端限位块，所述的直线导轨的一侧设有一伺服电机系统，所述的工作台面的底部设有一台面伺服电机，所述的台面伺服电机的枢轴上设有一圆柱状的顶升柱头，所述的刀具组件包含一水平设置的支撑板，所述的支撑板包含一水平设置的支撑主板，所述的支撑主板的底部设有一条状的支撑凸条，所述的支撑主板的上表面的中部设有一安装槽口，所述的安装槽口内设有若干容纳腔体，所述的支撑主板的侧壁上设有一对主板螺孔，所述的安装槽口的底部设有一长条状的支撑条，所述的支撑板的上表面上设有一可分离的多孔位刀具固定座，所述的多孔位刀具固定座位于所述的支撑条的上方，所述的支撑板的两侧均设有一纵向设置的竖向侧板，所述的竖向侧板上均设有一竖向滑轨，所述的竖向滑轨上均设有一可纵向滑动的支撑架，其中一所述的支撑架上设有一纵向设置的管状的进料架，另一所述的支撑架上设有一纵向设置的管状的取料架，所述的定位组件包含一四根纵向设置的导向立柱和一对纵向设置的限位柱，所述的导向立柱的顶部设有一水平设置的顶板，所述的顶板的下表面上设有一可拆卸的工件定位盘，所述的工件定位盘的中心设有一胀芯夹头。
6.作为本发明较佳的实施例， 所述的工作台面的中心设有一贯穿的主通孔，所述的
主通孔的周向上设有四个贯穿的立柱固定孔和一对贯穿的限位柱固定孔，所述的工作台面的上表面上设有一对圆柱状的支撑块，所述的支撑块对称地分布在所述的主通孔的周向上，所述的导向立柱与所述的立柱固定孔相配合，所述的限位柱与所述的限位柱固定孔相配合，所述的顶升柱头贯穿所述的主通孔，且所述的顶升柱头的外径与所述的主通孔的内径相适应。
7.作为本发明较佳的实施例，所述的伺服电机系统包含一对螺杆座，所述的螺杆座之间设有一驱动丝杆，所述的驱动丝杆上设有一驱动座，所述的驱动座的侧壁上设有若干驱动座螺孔，所述的主板螺孔与所述的驱动座螺孔通过螺钉连接，所述的驱动丝杆的末端设有一丝杆伺服电机。
8.作为本发明较佳的实施例，所述的支撑凸条的两端侧壁上均设有一对侧向安装孔。
9.作为本发明较佳的实施例，所述的多孔位刀具固定座包含一长条状的固定座主体，所述的固定座主体上设有若干纵向设置的刀具放置孔和若干横向设置的刀具锁定方孔，所述的刀具锁定方孔的两侧均设有一锁定螺丝孔，所述的刀具放置孔内均设有一可拆卸的推刀，所述的刀具锁定方孔内均设有一可拆卸的锁紧块，所述的锁紧块将所述的推刀锁定在所述的刀具锁定方孔内，所述的推刀的侧壁上设有一锁定卡槽，所述的锁定卡槽的尺寸与所述的锁紧块相适应，所述的支撑主板的上表面上设有四个定位凸起，所述的固定座主体的底部设有四个定位圆槽，所述的定位圆槽与所述的定位凸起相配合。
10.作为本发明较佳的实施例，所述的顶板的四角上均设有一顶板孔，所述的顶板孔内均设有一垫套，所述的导向立柱贯穿所述的垫套，所述的工件定位盘的下表面上设有一可拆卸的工件保护套。
11.一种电机轴高精度内花键的加工方法，包含如权利要求6中所述的电机轴高精度内花键的加工装置，包含步骤：s1、将工件轻轻放入进料架，启动机床按钮；s2、丝杆伺服电机工作，刀具组件沿着直线导轨向左移动到指定位置，此时，工件位于工件定位盘的正下方；s3、台面伺服电机工作，顶升柱头贯穿主通孔，并顶住进料架的支撑架的底部，工件在进料架中沿竖向滑轨向上移到指定位置，此时，工件定位盘的胀芯夹头夹紧工件，进料架沿竖向滑轨向下移到原始位置；s4、丝杆伺服电机开始工作，刀具组件沿着直线导轨向右移动到指定位置，此时，最右侧的第一把推刀到达工件的正下方；s5、机床液压系统工作，工件定位盘沿导向立柱上下往返运动至预设位置，完成一次推齿加工，以此重复，直至最左侧的最后一把推刀加工完成，一周循环动作完成，工件定位盘复位；s6、台面伺服电机工作，顶升柱头贯穿主通孔，并顶住取料架的支撑架的底部，取料架沿滑轨向上移到指定位置，胀芯夹头松开工件，工件落入到取料架上，取料架沿滑轨向下移到原始位置；s7、取出已加工完成的工件；s8、重复以上步骤s1至s7。
12.与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明提供一种电机轴高精度内花键的加工装置，该电机轴高精度内花键的加工装置能够快速高效的实现不同型号、不同参数的花键加工，提高花键加工精度，从而降低成本和劳动强度，以便更好的进行产品质量管控，提升产品品质稳定性，提高生产效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的立体结构示意图；图2为图1中的电机轴高精度内花键的加工装置的机床组件的立体结构分解示意图；图3为图1中的电机轴高精度内花键的加工装置的刀具组件的立体结构分解示意图；图4为图3中的a区域的细节放大示意图；图5为图3中的刀具组件的支撑板的立体结构分解示意图；图6为图5中的支撑板的立体结构分解示意图，此时为另一个视角；图7为图6中的支撑板沿b-b线的剖视图；图8为图3中的刀具组件的多孔位刀具固定座的立体结构分解示意图；图9为图1中的电机轴高精度内花键的加工装置的定位组件的立体结构分解示意图；图10为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s1；图11为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s2；图12为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s3；图13为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s4；图14为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s5；图15为本发明的电机轴高精度内花键的加工装置的工作示意图，此时显示了步骤s6。
实施方式
15.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
16.如图1所示，该电机轴高精度内花键的加工装置包含一机床组件1，该机床组件1上设有一可拆卸的刀具组件2和一可拆卸的定位组件3。
17.如图2所示，该机床组件1包含一工作台面11，该工作台面11上设有一对平行设置的直线导轨12，该直线导轨12上均设有一对滑块14，该直线导轨12的两端均设有一导轨两端限位块13，该直线导轨12的一侧设有一伺服电机系统15，该伺服电机系统15包含一对螺杆座151，该螺杆座151之间设有一驱动丝杆152，该驱动丝杆152上设有一驱动座153，该驱动座153的侧壁上设有四个驱动座螺孔1531，该驱动丝杆152的末端设有一丝杆伺服电机154。
18.该工作台面11的中心设有一贯穿的主通孔110，该主通孔110的周向上设有四个贯穿的立柱固定孔111和一对贯穿的限位柱固定孔112，该工作台面11的上表面上设有一对圆柱状的支撑块113，该支撑块113对称地分布在该主通孔110的周向上，该工作台面11的底部设有一台面伺服电机16，该台面伺服电机16的枢轴上设有一圆柱状的顶升柱头161，该顶升柱头161贯穿该主通孔110，且该顶升柱头161的外径与该主通孔110的内径相适应。
19.如图3至图8所示，该刀具组件2包含一水平设置的支撑板21，该支撑板21包含一水平设置的支撑主板211，该支撑主板211的底部设有一条状的支撑凸条212，该支撑凸条212的两端侧壁上均设有一对侧向安装孔2121，该支撑主板211的上表面的中部设有一安装槽口213，该安装槽口213内设有若干容纳腔体215，该支撑主板211的上表面上设有四个定位凸起214，该支撑主板211的侧壁上设有一对主板螺孔2111，该主板螺孔2111与该驱动座螺孔1531通过长杆螺钉1532连接，该安装槽口213的底部设有一长条状的支撑条22，该支撑板21的上表面上设有一可分离的多孔位刀具固定座23，该多孔位刀具固定座23位于该支撑条22的上方，该多孔位刀具固定座23包含一长条状的固定座主体230，该固定座主体230上设有若干纵向设置的刀具放置孔231和若干横向设置的刀具锁定方孔232，该刀具锁定方孔232的两侧均设有一锁定螺丝孔2321。
20.该刀具放置孔231内均设有一可拆卸的推刀25，该刀具锁定方孔232内均设有一可拆卸的锁紧块24，该锁紧块24将该推刀25锁定在该刀具锁定方孔232内，该推刀25的侧壁上设有一锁定卡槽251，该锁定卡槽251的尺寸与该锁紧块24相适应，该固定座主体230的底部设有四个定位圆槽233，该定位圆槽233与该定位凸起214相配合，该支撑板21的两侧均设有一纵向设置的竖向侧板26，该竖向侧板26通过该侧向安装孔2121与该支撑板21固定连接，该竖向侧板26上均设有一竖向滑轨27，该竖向滑轨27上均设有一可纵向滑动的支撑架28。其中一支撑架28上设有一纵向设置的管状的进料架29，另一支撑架28上设有一纵向设置的管状的取料架30。
21.需要说明的是，进料架29与支撑架28可以为一体加工而成，进料架29也可以通过螺纹配合方式与支撑架28进行可拆卸地连接。同理，取料架30也是如此。
22.如图9所示，该定位组件3包含一四根纵向设置的导向立柱31和一对纵向设置的限位柱33，该导向立柱31与该立柱固定孔111相配合，该限位柱33与该限位柱固定孔112相配合，该导向立柱31的顶部设有一水平设置的顶板34，该顶板34的四角上均设有一顶板孔341，该顶板孔341内均设有一垫套32，该导向立柱31贯穿该垫套32，该顶板34的下表面上设有一可拆卸的工件定位盘35，该工件定位盘35的中心设有一胀芯夹头351，该工件定位盘35的下表面上设有一可拆卸的工件保护套36。
23.下面对该电机轴高精度内花键的加工装置的工作方式进行说明，包含步骤：
s1、如图10所示，将工件4轻轻放入指定的进料架29，启动机床按钮；s2、如图11所示，丝杆伺服电机154工作，刀具组件2沿着直线导轨12向左移动到指定位置，此时，工件4位于工件定位盘35的正下方；s3、台面伺服电机16工作，顶升柱头161贯穿主通孔110，并顶住进料架29的支撑架28的底部，工件4在进料架29中沿竖向滑轨27向上移到指定位置，如图12所示，此时，工件定位盘35的胀芯夹头351夹紧工件4，进料架29沿竖向滑轨27向下移到原始位置；s4、如图13所示，丝杆伺服电机154开始工作，刀具组件2沿着直线导轨12向右移动到指定位置，此时，最右侧的第一把推刀25到达工件4正下方；s5、机床液压系统工作，工件定位盘35沿导向立柱31上下往返运动至预设位置，完成一次推齿加工。以此重复，直至最左侧的最后一把推刀25加工完成，一周循环动作完成，工件定位盘35回到原始位置，如图14所示；s6、台面伺服电机16工作，顶升柱头161贯穿主通孔110，并顶住取料架30的支撑架28的底部，取料架30沿滑轨27向上移到指定位置，胀芯夹头351松开工件4，工件4落入到取料架30上，于是，取料架30沿滑轨27向下移到原始位置，如图15；s7、取出已加工完成的工件4；s8、重复以上步骤，最终实现电机轴高精度内花键的连续加工的工艺方式。
24.该电机轴高精度内花键的加工装置能够快速高效的实现不同型号、不同参数的花键加工，提高花键加工精度，从而降低成本和劳动强度，以便更好的进行产品质量管控，提升产品品质稳定性，提高生产效率。
25.该电机轴高精度内花键的加工装置的效果明显优于传统的挤压或插齿方法，电机轴装夹拆卸方便，满足加工要求，保证了高精度内花键的加工需求。
26.不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的电机轴高精度内花键的加工装置包含一机床组件（1），所述的机床组件（1）上设有一可横向移动的刀具组件（2）和一可纵向移动的定位组件（3），所述的机床组件（1）包含一工作台面（11），所述的工作台面（11）上设有一对平行设置的直线导轨（12），所述的直线导轨（12）上均设有一对滑块（14），所述的直线导轨（12）的两端均设有一导轨两端限位块（13），所述的直线导轨（12）的一侧设有一伺服电机系统（15），所述的工作台面（11）的底部设有一台面伺服电机（16），所述的台面伺服电机（16）的枢轴上设有一圆柱状的顶升柱头（161），所述的刀具组件（2）包含一水平设置的支撑板（21），所述的支撑板（21）包含一水平设置的支撑主板（211），所述的支撑主板（211）的底部设有一条状的支撑凸条（212），所述的支撑主板（211）的上表面的中部设有一安装槽口（213），所述的安装槽口（213）内设有若干容纳腔体（215），所述的支撑主板（211）的侧壁上设有一对主板螺孔（2111），所述的安装槽口（213）的底部设有一长条状的支撑条（22），所述的支撑板（21）的上表面上设有一可分离的多孔位刀具固定座（23），所述的多孔位刀具固定座（23）位于所述的支撑条（22）的上方，所述的支撑板（21）的两侧均设有一纵向设置的竖向侧板（26），所述的竖向侧板（26）上均设有一竖向滑轨（27），所述的竖向滑轨（27）上均设有一可纵向滑动的支撑架（28），其中一所述的支撑架（28）上设有一纵向设置的管状的进料架（29），另一所述的支撑架（28）上设有一纵向设置的管状的取料架（30），所述的定位组件（3）包含一四根纵向设置的导向立柱（31）和一对纵向设置的限位柱（33），所述的导向立柱（31）的顶部设有一水平设置的顶板（34），所述的顶板（34）的下表面上设有一可拆卸的工件定位盘（35），所述的工件定位盘（35）的中心设有一胀芯夹头（351）。2.根据权利要求1所述的电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于， 所述的工作台面（11）的中心设有一贯穿的主通孔（110），所述的主通孔（110）的周向上设有四个贯穿的立柱固定孔（111）和一对贯穿的限位柱固定孔（112），所述的工作台面（11）的上表面上设有一对圆柱状的支撑块（113），所述的支撑块（113）对称地分布在所述的主通孔（110）的周向上，所述的导向立柱（31）与所述的立柱固定孔（111）相配合，所述的限位柱（33）与所述的限位柱固定孔（112）相配合，所述的顶升柱头（161）贯穿所述的主通孔（110），且所述的顶升柱头（161）的外径与所述的主通孔（110）的内径相适应。3.根据权利要求2所述的电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的伺服电机系统（15）包含一对螺杆座（151），所述的螺杆座（151）之间设有一驱动丝杆（152），所述的驱动丝杆（152）上设有一驱动座（153），所述的驱动座（153）的侧壁上设有若干驱动座螺孔（1531），所述的主板螺孔（2111）与所述的驱动座螺孔（1531）通过螺钉连接，所述的驱动丝杆（152）的末端设有一丝杆伺服电机（154）。4.据权利要求3所述的电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的支撑凸条（212）的两端侧壁上均设有一对侧向安装孔（2121）。5.据权利要求4所述的电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的多孔位刀具固定座（23）包含一长条状的固定座主体（230），所述的固定座主体（230）上设有若干纵向设置的刀具放置孔（231）和若干横向设置的刀具锁定方孔（232），所述的刀具锁定方孔（232）的两侧均设有一锁定螺丝孔（2321），所述的刀具放置孔（231）内均设有一可拆卸的推
刀（25），所述的刀具锁定方孔（232）内均设有一可拆卸的锁紧块（24），所述的锁紧块（24）将所述的推刀（25）锁定在所述的刀具锁定方孔（232）内，所述的推刀（25）的侧壁上设有一锁定卡槽（251），所述的锁定卡槽（251）的尺寸与所述的锁紧块（24）相适应，所述的支撑主板（211）的上表面上设有四个定位凸起（214），所述的固定座主体（230）的底部设有四个定位圆槽（233），所述的定位圆槽（233）与所述的定位凸起（214）相配合。6.根据权利要求5所述的电机轴高精度内花键的加工装置，其特征在于，所述的顶板（34）的四角上均设有一顶板孔（341），所述的顶板孔（341）内均设有一垫套（32），所述的导向立柱（31）贯穿所述的垫套（32），所述的工件定位盘（35）的下表面上设有一可拆卸的工件保护套（36）。7.一种电机轴高精度内花键的加工方法，包含如权利要求6中所述的电机轴高精度内花键的加工装置，包含步骤： s1、将工件（4）轻轻放入进料架（29），启动机床按钮；s2、丝杆伺服电机（154）工作，刀具组件（2）沿着直线导轨（12）向左移动到指定位置，此时，工件（4）位于工件定位盘（35）的正下方；s3、台面伺服电机（16）工作，顶升柱头（161）贯穿主通孔（110），并顶住进料架（29）的支撑架（28）的底部，工件（4）在进料架（29）中沿竖向滑轨（27）向上移到指定位置，此时，工件定位盘（35）的胀芯夹头（351）夹紧工件（4），进料架（29）沿竖向滑轨（27）向下移到原始位置；s4、丝杆伺服电机（154）开始工作，刀具组件（2）沿着直线导轨（12）向右移动到指定位置，此时，最右侧的第一把推刀（25）到达工件（4）的正下方；s5、机床液压系统工作，工件定位盘（35）沿导向立柱（31）上下往返运动至预设位置，完成一次推齿加工，以此重复，直至最左侧的最后一把推刀（25）加工完成，一周循环动作完成，工件定位盘（35）复位；s6、台面伺服电机（16）工作，顶升柱头（161）贯穿主通孔（110），并顶住取料架（30）的支撑架（28）的底部，取料架（30）沿滑轨（27）向上移到指定位置，胀芯夹头（351）松开工件（4），工件（4）落入到取料架（30）上，取料架（30）沿滑轨（27）向下移到原始位置；s7、取出已加工完成的工件（4）；s8、重复以上步骤s1至s7。

技术总结
本发明公开了一种电机轴高精度内花键的加工装置及方法，包含一机床组件，所述的机床组件上设有一可横向移动的刀具组件和一可纵向移动的定位组件。所述的刀具组件包含一水平设置的支撑板，所述的支撑板包含一水平设置的支撑主板，所述的支撑主板的底部设有一条状的支撑凸条，所述的支撑主板的上表面的中部设有一安装槽口，所述的安装槽口内设有若干容纳腔体，所述的支撑板的上表面上设有一可分离的多孔位刀具固定座。该电机轴高精度内花键的加工装置能够快速高效的实现不同型号、不同参数的花键加工，提高花键加工精度，从而降低成本和劳动强度，以便更好的进行产品质量管控，提升产品品质稳定性，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。


技术研发人员：王勇军 杨爱莲 沈世超 杨开钿
受保护的技术使用者：江苏麦博纳传动技术有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/7