三銷殼中頻淬火球環(huán)式精準定位裝置

孟祥龍

（吉林北方捷凱傳動軸有限公司，吉林 吉林132021）

0 引 言

三銷殼是轎車等速萬向節(jié)傳動軸（如圖1 所示）中的關(guān)鍵件，本文僅就三銷殼內(nèi)腔中頻熱處理介紹一種低成本、高精度的實用定位裝置。

1 三銷殼結(jié)構(gòu)特點

1）三銷殼主要機加工過程。三銷殼的機加過程如圖2所示，主要有車形、滾軋花鍵、車卡簧槽、中頻熱處理、磨柄部外圓，而熱處理為關(guān)鍵特殊工序。

圖1 等速方向節(jié)傳動軸

圖2 三銷殼主要加工流程

圖3 三銷殼結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 三銷殼內(nèi)腔淬火預(yù)定位結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 三銷殼內(nèi)腔淬火感應(yīng)器位置圖

2）三銷殼的結(jié)構(gòu)特征。如圖3 所示，三銷殼內(nèi)腔由3對半圓柱形的滑道組成，3 對滑道120°等分，并且圓周方向等分排列。每對滑道表面都要進行中頻淬火處理（陰影部分為淬火區(qū)）以保證表面硬度、淬硬層深度、淬火區(qū)域界限要求，從而增加三銷殼的強度和耐磨性。由于三銷殼每對滑道的淬火部位在柱狀表面，而柱狀表面需要淬火的部分一是長度較長，二是順著徑向方向，因此內(nèi)腔中頻淬火時，工件不能旋轉(zhuǎn)，否則無法達到中頻淬火要求，這就要求淬火前要對3 對滑道進行精準定位（如圖4 所示），以便使隨形的感應(yīng)器能順利進入三銷殼內(nèi)腔，并且與3 對滑道表面等間距（如圖5 所示），保證3 對滑道表面的淬硬層深度和淬火范圍的一致性。傳統(tǒng)的定位裝置如圖6 所示，是整體三柱式，不同規(guī)格滑道（L 值不同）的三銷殼需要不同的定位裝置，不具備互換性;同時整體式定位器的3 個凸出柱形要求在長度范圍內(nèi)直線度小于0.02 mm，等分為120°±1.5′，累計誤差不超過4′，制造成本高;由于整體式定位器與三銷殼滑道間的摩擦力大，在撤出內(nèi)腔易使工件轉(zhuǎn)動，定位精度低，而球環(huán)式定位裝置如圖6 所示，恰好解決了這些問題。

2 球環(huán)式定位裝置簡介

2.1 球環(huán)式定位裝置結(jié)構(gòu)特點

如圖6，球環(huán)式定位裝置3 個球環(huán)3 通過螺釘4 與本體2 連接，導(dǎo)向板5 通過定位銷7 和螺釘8 與本體2 連接。定位裝置通過螺栓1 與機床連接。定位時，通過導(dǎo)向板引入三銷殼內(nèi)腔滑道，隨后球環(huán)進入滑道實現(xiàn)對三銷殼進行精準定位。

2.2 球環(huán)式定位裝置的設(shè)計原理

圖6 球環(huán)式定位裝置

圖7 整體式定位器

根據(jù)三銷殼每對半圓柱形滑道間的距離L（圖7），確定導(dǎo)向板凸圓處的尺寸L1和球環(huán)的尺寸L2。導(dǎo)向板的尺寸L1比三銷殼每對半圓柱形滑道間的距離L 小0.5 mm；球環(huán)的尺寸L2比三銷殼每對半圓柱形滑道間的距離L小0.04 mm。這樣在導(dǎo)向板引進三銷殼滑道后，球環(huán)可以順利進入三銷殼滑道，實現(xiàn)精準定位；根據(jù)互換性原理，對于不同的三銷殼，當三銷殼每對半圓柱形滑道間的距離L 變化時，只需加工不同的球環(huán)L2來配合，使L-L2=0.04 mm；對于不同的三銷殼3 對滑道中心所在圓D，只需調(diào)整球環(huán)式定位裝置的墊片6 來使3 個球環(huán)的中心所在圓D1與D 配合。使用時只需加工導(dǎo)向板進行引入，不需要加工本體。

2.3 球環(huán)式定位裝置加工時注意事項

球環(huán)式定位裝置的3 個球環(huán)的等分誤差應(yīng)保證在±2′內(nèi)；3 個球環(huán)的心點所在圓D1的圓度誤差在0.07 mm 內(nèi)；球環(huán)采用軸承鋼GCr15，淬火回火后硬度60~64 HRC;導(dǎo)向板材料采用65Mn，淬火回火后硬度50~55 HRC。本體采用45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。

2.4 球環(huán)式定位裝置的調(diào)整使用

調(diào)整時，務(wù)必緩慢手動進行調(diào)整，確保導(dǎo)向板的3 個凸圓處對準三銷殼的3 對滑道，在導(dǎo)向板進入滑道后，仍然緩慢手動調(diào)整，確保3 個球環(huán)進入3 對滑道，避免快速調(diào)整可能發(fā)生的撞擊現(xiàn)象。由于三銷殼的內(nèi)腔向下，當觀察導(dǎo)向板與三銷殼滑道間的間隙困難時，可以采用平鏡反射觀察法進行調(diào)整。手動調(diào)整好后，方可鎖緊進行自動操作。

3 結(jié) 語

該球環(huán)式定位裝置實際使用效果很好，具有定位精度高、成本低的特點，可以廣泛用于等速萬向節(jié)傳動軸中各種規(guī)格的三銷殼中頻淬火定位。