提出了一种在普通车床上加工小孔多线渐开线螺旋内花键的方法，并介绍了导程计算、花键分割、主轴减速、刀片形状计算和装刀等方法。
1 引言
随着科学技术和生产的发展，渐开线螺旋花键副越来越广泛地应用于各种传动机构中。螺旋内花键在使用过程中容易磨损，属于易损件。对于大孔多线渐开线螺旋内花键，可以在插齿机或其他设备上加工；然而，小孔多线渐开线螺旋内花键的加工比较困难。虽然有些厂家在专用拉床上拉削，但对于单件小批量加工，不经济，费工。在多年研究螺旋类零件加工理论和工艺的基础上，提出了在普通车床上加工小孔多线渐开线螺旋内花键的方法。本文介绍了该方法涉及的导程计算、花键分离、主轴减速、刀具刃口计算、刃磨和装刀。
2 特殊螺纹导程的实现
对于特殊螺纹和非标准螺纹的导程，通常可以用特殊挂轮法实现。这种加工方法原则上不制造专用挂轮，而是利用普通车床的功能。以C620-1车床为例，我们对车床铭牌上的螺距分配表进行了补充和扩充，从原来的138个螺距增加到近千个螺距。比如普通车床挂轮箱的调整空间大，允许增加新的挂轮组合和更多的螺距。在车床现有挂轮上重新组合几个传动齿轮，可以得到新的挂轮比，利用它们的关系可以得到更多新的节距值。比如C620-1车床原来的速比是42/100和32/97，改变速比驱动轮可以得到新的速比42/97和32/100，这样就可以得到一组新的螺距值。对于一些用上述方法难以实现的特殊导程，可以用单挂轮法来解决。
3 多线螺纹的分线方法
加工大导程螺旋内花键时，如果所选车床主轴齿轮的齿数能被内花键的齿数整除，则主轴分度法为最佳分度法。该方法简单、高效、线分离质量高。如果被加工的多头螺纹螺旋内花键的螺距能被车床丝杠的螺距等分，则可以通过开合车床丝杠的螺母直接分螺纹(但这种方法有一定的局限性)。如果以上两种方法都不能满足被加工螺旋内花键的导程，可以在粗车时采用丝杠开合螺母和小刀架校正相结合的方法进行粗分割线，然后在光刀精车时采用挂轮分割线的方法。对于小导程的螺旋内花键，可以借助量块和百分表来标定分支线。图1减速器减速图2车削刀片形状计算程序框图
4 车床主轴降速方法
加工大导程螺旋类零件时，需要降低车床主轴转速。减速方式可根据加工的螺旋内花键的导程和材料的力学性能，本着操作简单、经济可靠的原则选择。加工高硬度材料的螺旋内花键，在C620-1车床上加工螺距分配表中的公制(螺距26 ~ 48mm)、英制(13/32 ~ 3/4)、模数(6.5 ~ 12)、径节(15/8 ~ 3)螺纹时，为了实现主轴减速，只需转动刀架手柄即可。对于100 ~ 200 mm导程和普通材料的螺旋内花键加工，车床电机上的V型皮带轮直径可减小1/2，主轴转速可降低1/2，从而获得合理的切削速度。加工导程为200mm的螺旋内花键时，可使用减速器减速，如图1所示。如果条件允许，也可以使用双速电机来降低转速。
5 刀具刃形计算、刃磨和安装
由于小孔多线渐开线斜齿内花键的端截面齿廓为渐开线，法截面齿廓为非渐开线的特殊曲线，因此在车削时，径向装刀(平行于端面)的车刀齿廓与此不同
多线渐开线螺旋内花键的大导程和大螺旋角给正确刃磨刀具刃口带来了一定的困难。为此，我们设计了车削叶片形状的计算程序，程序框图如图2所示。利用该程序可以计算出径向装刀和法向装刀时的车刀型点坐标，并拟合出车刀型。可以通过增加或减少拟合点来控制齿廓精度。根据刃口形状的计算数据，可以做出刃口图案，并相应地刃磨精车刀的刃口形状(粗车刀的刃磨可由操作者自行处理)。如果加工现场有合适的直齿渐开线花键插齿刀，可以直接用来制作径向装刀的刃口形状模板，省去了刃口形状计算这一步。如果加工出的花键精度等级不高(9级以下)，螺旋角不大(b30)，可根据直齿渐开线花键的当量齿数Zv计算法向刀具的车刃形状，计算公式为Zv=Z/cos3b，其中Z为渐开线花键的齿数。这种方法加工的齿形是近似的，齿形误差随螺旋角b的增大而增大，由于径向装刀切削和法向装刀切削所用的刀具刀片形状不同，其各自的装刀方式也不同。在法向安装刀具时，由于车刀的两个切削刃高度不相等，需要用百分表或万能量测角仪进行测量和调试，以保证刀具的正确安装；安装径向刀具时，只需将车刀对准中心。
6 加工中应注意的问题
由于车床的丝杠螺母之间存在间隙，在车削时可能会影响工件的尺寸精度和表面质量，特别是加工大导程、大螺旋角的螺旋内花键零件时，往往会出现“切”的现象而无法车削。因此，车削时必须注意花键两面的加工顺序，以消除间隙的影响。精加工时，同一方向花键的齿形应逐个加工，然后再加工另一方向花键的齿形。为了提高车刀的耐用度和散热性，切削时可以使用适量的切削液。
7 结语
我们用这种方法加工了小孔多线渐开线螺旋内花键(m=2.5mm，Z=10，A=30，B=45，导程T=111.071mm)，加工精度完全能满足零件图纸的要求，加工效果良好。加工实践证明，这种加工方法简单、可靠、实用，可大大降低对加工设备的要求。适用于各类加工企业，尤其适用于单件小批量生产。
