成形銑削的花鍵裝置和用于制造該裝置的成形銑削過程的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及成形銑削的花鍵裝置和用于制造該裝置的成形銑削過程。通過組合成形和銑削動作，或者成形銑削，切削刀具能夠移動通過花鍵的整個可用部分，并且在收回、反向和重復(fù)循環(huán)之前在諸如軸肩的相鄰特征部的表面中加工退刀部。成形銑削裝置和制造方法消除了對環(huán)形花鍵退刀部的需要，并且花鍵接合件的全長能夠被用于強(qiáng)度。通過所述成形銑削過程制造的花鍵連接裝置的有效寬度節(jié)省了空間并且提高了所述花鍵連接件的負(fù)荷承載能力。
【專利說明】成形銑削的花鍵裝置和用于制造該裝置的成形銑削過程

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于花鍵領(lǐng)域，該花鍵具有鄰近該花鍵的相鄰特征部，例如軸肩和沉孔面。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械花鍵通常用于聯(lián)接軸和軸環(huán)，以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。假如不存在諸如軸上 的軸肩和軸環(huán)上的沉孔之類的相鄰特征部，則花鍵的全長被接合并且能被用于強(qiáng)度，并且 能夠使用傳統(tǒng)的制造方法來生產(chǎn)每個部件。然而，假如一個或兩個構(gòu)件具有相鄰特征部，則 需要花鍵退刀部以供刀具后角用。環(huán)形退刀部（多個環(huán)形退刀部）的長度（或?qū)挾龋p 小了花鍵結(jié)合的全長，這按比例地降低了連接的強(qiáng)度?？拷噜徧卣鞑繖C(jī)械加工花鍵的常 見現(xiàn)有技術(shù)的方法包括成形和銑削。成形包括將與花鍵軸線平行的固定切削刀具移動通 過花鍵的可用部分，移入環(huán)形退刀區(qū)域，并且在收回、反向和重復(fù)循環(huán)之前未到達(dá)相鄰特征 部。銑削包括將與花鍵軸線正交的旋轉(zhuǎn)切削刀具移動通過花鍵的可用部分，移入環(huán)形退刀 區(qū)域，并且在收回、反向和重復(fù)循環(huán)之前未達(dá)到相鄰特征部。
[0003] 圖1是沿現(xiàn)有技術(shù)的外花鍵的圖IA的線1-1剖取的剖視圖100,與傳統(tǒng)的刀具成 形器106和其工作路徑108 -起示出了工件101A，該工件具有基部101、肩部102、圓柱形外 花鍵部199以及環(huán)形退刀部103。圓柱形外花鍵包括多個齒104。附圖標(biāo)記105表示花鍵 的頂端部。
[0004] 仍參看圖1，刀具成形器106包括多個刀具成形器刀片107,該刀具成形器刀片切 削工件101A，或者更具體地，切削圓柱形花鍵部199。刀具運(yùn)動108包括：刀具成形器106 的向下行程109 ;然后側(cè)向或橫向行程110,以從花鍵（工件）移除刀具成形器106 ;然后刀 具成形器的縱向或向上行程111 ;并且最后重新定位行程112,以為另一個切削以對準(zhǔn)方式 移動刀具成形器106。使刀具成形器進(jìn)行若干次或多次操作，以形成完成的零件。工件IOlA 與刀具成形器106同時旋轉(zhuǎn)。
[0005] 圖IA是圖1的立體圖100A，并且示出了環(huán)形刀具成形器退刀部103,該刀具成形 器退刀部繞支承外花鍵的上圓柱形部周向延伸，并且位于外花鍵齒的下方。參看圖1A，示出 了齒121、齒的側(cè)面122以及齒根過渡曲面123。圖IB是現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的正視圖100B。 圖IC是現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的俯視圖100C，示出了與以上所述相同的部件。
[0006] 圖2是立體圖200,示出了陰連接構(gòu)件（軸環(huán)構(gòu)件）201A的基部201、沉孔接合面 206、圓柱形內(nèi)花鍵部（齒205、齒槽204)以及刀具成形器退刀部203。附圖標(biāo)記202用于 表示陰連接構(gòu)件201A的頂部。附圖標(biāo)記220A表示內(nèi)花鍵。制造陰軸環(huán)連接件的現(xiàn)有技術(shù) 的刀具成形器未被示出。
[0007] 圖2A是沿圖2的線2A-2A剖取的現(xiàn)有技術(shù)的剖視圖200A。圖2A中示出了內(nèi)周刀 具成形器環(huán)形退刀部203,還示出為沉孔接合面206。在圖2A和圖2B中還示出了典型的齒 205和典型的齒槽204。圖2B是圖2的俯視圖200B。
[0008] 圖3是聯(lián)接在一起的現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)花鍵220A和現(xiàn)有技術(shù)的外花鍵199的示意性 剖視圖300,示出了有效表面寬度EF、環(huán)形刀具成形器退刀部103、203以及花鍵連接件的總 長度SC。現(xiàn)有技術(shù)的花鍵連接件的有效表面寬度EF相當(dāng)短，因此長度限制了負(fù)荷。相當(dāng)短 是指有效表面寬度EF僅是花鍵連接件長度的一部分?，F(xiàn)有技術(shù)的花鍵連接件的EF可能僅 為花鍵連接件的長度的50%。如圖3所示，外花鍵199和內(nèi)花鍵220A的制成的表面寬度 FW相等。
[0009] 在設(shè)計花鍵時，確定需要由花鍵連接件傳遞的負(fù)荷（轉(zhuǎn)矩）。接下來，作為所需的 轉(zhuǎn)矩的函數(shù)的花鍵尺寸確定必要的節(jié)圓直徑的大約范圍?；ㄦI的轉(zhuǎn)矩承載能力是節(jié)圓直 徑、剪切應(yīng)力和花鍵連接件的長度SC的函數(shù)。一旦節(jié)圓直徑被指定，則設(shè)計工程師考慮內(nèi) 花鍵齒和外花鍵齒的所有齒不可能嚙合來計算花鍵連接件的長度。重要的是有效地使用花 鍵連接件并使有效表面寬度EF最大，以便有效地傳遞轉(zhuǎn)矩。在圖1、認(rèn)、川、1(：、2、24、28和 3所示的現(xiàn)有技術(shù)中，在花鍵的端部與相鄰特征部之間需要大的環(huán)形刀具成形器退刀部，以 允許刀具成形器完全切削花鍵并且從花鍵收回。環(huán)形刀具成形器退刀部在圖3中被表示為 CR，并且有效表面寬度被如下表達(dá)：
[0010]EF=SC-2CR
[0011] 此外，SC=FW+CR，因此，從圖3能容易地看出，環(huán)形刀具成形器退刀部的長度減小 了現(xiàn)有技術(shù)的花鍵連接件的有效表面寬度。無論何時相鄰特征部制造花鍵，都會發(fā)生關(guān)于 環(huán)形刀具成形器退刀部的問題。通常，相鄰特征部是軸肩和沉孔，但是與所賦予其的名稱 無關(guān)，任何相鄰特征部都會因其將需要基本的退刀部而引起問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 花鍵的形式由刀具的形狀限定，并且可以是直側(cè)面的、角形側(cè)面的、漸開線、完全 曲線或者可以對于本設(shè)計有利的其它形式?？衫贸Ｒ姷臋C(jī)器設(shè)備和相對廉價的加工工具 在外軸和內(nèi)軸環(huán)上進(jìn)行成形銑削。成形銑削是詞語成形和銑削的組合。成形銑削過程具有 成形的一些特征和旋轉(zhuǎn)銑銷的一些特征，因此，給予該過程的名稱是"成形銑削"。通過所述 成形銑削過程生產(chǎn)的產(chǎn)品被稱為已被"成形銑削"。
[0013] 通過組合成形和銑削動作，或者成形銑削，切削刀具能夠移動通過所述花鍵的整 個可用部分，并且在收回、反向和重復(fù)循環(huán)之前在相鄰特征部的表面中加工角形退刀部。所 述角形退刀部包括多個成圓錐形的部分。所述成形銑削設(shè)計和制造方法消除了對環(huán)形花鍵 退刀部的需要，并且花鍵接合的全長能夠被用于強(qiáng)度。通過所述成形銑削過程所制造的花 鍵連接裝置的有效寬度節(jié)省了空間并且提高了所述花鍵連接件的負(fù)荷承載能力。
[0014] 使用所述成形銑削刀具僅需要一個操作就可以完成確定每個齒槽的大小。所述 旋轉(zhuǎn)刀具基本上是標(biāo)準(zhǔn)的，具有形成齒槽形式的端部的形狀。所述形式可以是直側(cè)面的 (90° )、角形的（30°或45° )、漸開線（如由基圓和壓力角限定）、全半徑（fullradius) (與正弦波類似）等。所述工件在完成每個齒槽（360° /齒數(shù)）時被轉(zhuǎn)位。保持角（傾斜 角）歸刀具設(shè)計者負(fù)責(zé)（當(dāng)進(jìn)入軸肩以形成角形退刀部時，45°提供剛性迎角）。一個突 出方面是剛好超過花鍵接合的全長在相鄰軸肩內(nèi)成形銑削，使得配合件以最大接合并肩定 位。超過所述軸肩的退刀凹部不互相接合。
[0015] 已令人滿意地測試出所述成形銑削花鍵連接件具有超過傳統(tǒng)的形狀和退刀部構(gòu) 造64%的轉(zhuǎn)矩承載能力。
[0016] 公開了一種陽花鍵連接裝置，該陽花鍵連接裝置包括：基部、肩部以及圓柱形部。 所述肩部位于所述基部和所述圓柱形部的中間。所述圓柱形部包括其上的外花鍵，并且所 述外花鍵包括多個彼此周向間隔開的齒槽，以在相鄰齒槽之間形成多個齒。所述齒槽由相 鄰的齒的側(cè)面和與所述相鄰的齒接合的齒根過渡曲面形成。所述多個齒槽中的每個均包括 用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸到所述陽花鍵連接裝置的所述肩 部和所述基部中。所述外花鍵的所述多個齒中的每個均包括側(cè)面，所述側(cè)面可以是角形側(cè) 面、直側(cè)面、漸開線側(cè)面或者全曲側(cè)面（fullcurveside)。
[0017] 公開了一種陰軸環(huán)連接裝置，該陰軸環(huán)連接裝置包括基部和上部。所述上部包括 凹入其中的大體圓柱形的轂部。所述轂部包括內(nèi)花鍵，所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面中。所 述內(nèi)花鍵包括多個彼此周向間隔開的齒槽，以在相鄰齒槽之間形成多個齒。所述齒槽由相 鄰的齒的側(cè)面和與所述相鄰的齒接合的齒根過渡曲面形成。所述多個齒槽中的每個均包括 用于刀具后角的成角度地取向的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸到所述沉孔接合 面中。所述內(nèi)花鍵的所述多個齒中的每個均包括側(cè)面，所述側(cè)面可以是角形側(cè)面、直側(cè)面、 漸開線面或者全曲側(cè)面。
[0018] 本文公開了一種花鍵連接裝置，該花鍵連接裝置包括陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置。 所述陽花鍵連接裝置包括：基部、肩部以及圓柱形部。所述肩部位于所述基部和所述圓柱形 部的中間。外花鍵位于所述圓柱形部上，所述外花鍵包括多個彼此周向間隔開的第一齒槽， 以在相鄰的第一齒槽之間形成外花鍵齒。所述多個第一齒槽中的每個均由相鄰的外花鍵齒 的側(cè)面和與所述相鄰的外花鍵齒接合的齒根過渡曲面形成。所述多個第一齒槽中的每個均 包括用于刀具后角的角形花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸到所述陽花鍵裝置的所 述肩部和所述基部中。所述陰軸環(huán)裝置包括：基部和上部。大體圓柱形的轂部凹進(jìn)所述陰 軸環(huán)裝置的所述上部中。所述凹進(jìn)的轂部包括內(nèi)周和內(nèi)花鍵。所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合 面中。所述內(nèi)花鍵包括多個彼此周向間隔開的第二齒槽，以在相鄰的第二齒槽之間形成內(nèi) 花鍵齒。所述第二齒槽由相鄰的內(nèi)花鍵齒的側(cè)面和與所述相鄰的內(nèi)花鍵齒接合的齒根過渡 曲面形成。所述多個第二齒槽中的每個均包括用于刀具后角的內(nèi)花鍵退刀部，該內(nèi)花鍵退 刀部成角度地延伸到所述沉孔接合面中。
[0019] 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均位于所述內(nèi)花鍵的所述多個第二齒 槽中的相應(yīng)的一個中。所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均位于所述外花鍵的所述 多個第一齒槽中的相應(yīng)的一個中。所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均可以與所述 多個內(nèi)花鍵齒中的兩個相互嚙合，并且所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均可以與所述外花鍵的 所述多個外花鍵齒中的兩個相互嚙合。所述陽花鍵裝置的所述外花鍵的所述多個外花鍵齒 中的每個均具有第一長度，并且所述陰軸環(huán)裝置的所述轂部的所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花 鍵齒中的每個均具有和所述第一長度相等的第二長度。所述第一長度和所述第二長度是通 過所述成形銑削過程制成的所述花鍵連接裝置的有效表面寬度EFs。所述外花鍵的整個長 度與所述內(nèi)花鍵的整個長度接合以使轉(zhuǎn)矩傳遞的效率最大。
[0020] 所述陽花鍵裝置的所述圓柱形部與所述大體圓柱形的轂部的所述沉孔接合面接 合，所述轂部在所述陰軸環(huán)裝置的所述上部中凹進(jìn)，并且所述陽花鍵裝置的所述肩部與所 述陰軸環(huán)部的所述上部接合。如上所述，所述多個外花鍵齒的一部分與所述多個內(nèi)花鍵齒 的一部分相互嚙合。
[0021] 本發(fā)明的另一種表達(dá)包括一種花鍵連接裝置，該花鍵連接裝置包括：陽構(gòu)件和陰 構(gòu)件。所述陽構(gòu)件包括：肩部和圓柱形部。所述陽構(gòu)件的所述圓柱形部從所述肩部延伸至 所述上部的頂部，并且該圓柱形部上包括具有第一長度的外花鍵。所述陰構(gòu)件包括基部和 上部。所述上部包括沉孔，該沉孔具有內(nèi)花鍵，該內(nèi)花鍵具有第二長度。所述內(nèi)花鍵終止在 沉孔接合面中。所述陽構(gòu)件和所述陰構(gòu)件聯(lián)接在一起，其中所述陽構(gòu)件的所述肩部與所述 陰構(gòu)件的所述上部接合。所述陽構(gòu)件的所述圓柱形部的上表面與所述陰構(gòu)件的所述沉孔接 合面接合。所述花鍵的所述第一長度和所述第二長度相等。所述外花鍵與所述內(nèi)花鍵完全 地互相嚙合，并且所述成形銑削的連接件的有效表面寬度等于所述花鍵的所述第一長度和 所述第二長度。
[0022] 公開并要求保護(hù)一種用于制造外花鍵的成形銑削過程。該過程包括確定待由所述 外花鍵承載的負(fù)荷的步驟。所述負(fù)荷通過應(yīng)用的參數(shù)來確定?；谒_定的負(fù)荷為所述外 花鍵選擇節(jié)圓直徑。然后選擇齒數(shù)，使得所述圓周齒距足夠大，并且使得所述外花鍵的所述 齒足夠大并且能夠處理規(guī)定負(fù)荷。然后基于所確定的負(fù)荷和所選擇的所述外花鍵的節(jié)圓 直徑確定所述外花鍵的長度。接著，選擇刀具傾斜角β，并且還選擇部分空間夾角α。從 通常期望以容納適當(dāng)?shù)膲毫堑暮侠淼慕欠秶鷥?nèi)選擇所述部分空間夾角?；谟忙潞挺?表達(dá)的算法計算刀具錐面夾角2τ。一旦刀具錐面夾角2τ已知，則基于所需要的實(shí)際的 外花鍵尺寸確定旋轉(zhuǎn)切削刀具的長度。所述旋轉(zhuǎn)切削刀具具有大體成圓錐形的切削部分。 接著，將所述工件夾緊在端銑刀中。在夾緊之后，通過適當(dāng)大小的刀具和5軸梅扎克鋅基合 金（Mazak)端銑刀利用成形銑削過程對所述工件進(jìn)行銑削，以形成適當(dāng)?shù)耐獠靠臻g角（齒 槽）。該過程還包括在所述工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中銑削用于所述刀具后角的角形退刀部。所 述退刀部局部成圓錐形。通常，所述工件是圓柱形的，并且所述相鄰結(jié)構(gòu)件是軸肩或沉孔 面。為了形成所述花鍵，所述工件被可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，這使能夠繞所述工件的周向銑削多個相 等隔開的角，以形成周向隔開的花鍵齒。
[0023] 基于所需要的實(shí)際的外花鍵尺寸確定刀具大小的步驟包括使用根據(jù)傾斜角β和 部分空間夾角α表達(dá)的算法，以得出刀具空間夾角2τ。一旦2τ已知，則下降至成形直徑 的齒冠半徑確定刀具的一端，并且所刀具錐面延伸得長至足以到達(dá)所述外花鍵外，以根據(jù) 期望完全成形銑削所述花鍵。通常但不排他地，所述傾斜角β優(yōu)選地在30°至60°的范 圍內(nèi)，并且所述部分空間夾角α優(yōu)選地在40°至75°的范圍內(nèi)。能利用Excel電子制表 軟件執(zhí)行所述算法，該軟件例如合并本文以下表達(dá)的方法。
[0024]所述旋旋轉(zhuǎn)切削刀具包括硬質(zhì)合金的成圓錐形的切削部分，并且所述刀具包括用 于形成角形花鍵的兩個直出屑槽和一半徑齒冠。還可以在成形銑削角形花鍵中使用單個出 屑槽。假如期望漸開線花鍵，則所述切削刀具包括多個漸開線半徑，以形成適當(dāng)?shù)目臻g角 (齒槽）和漸開線齒。所述漸開線半徑由所述漸開線齒的期望形狀確定。
[0025]公開并要求保護(hù)一種用于制造內(nèi)花鍵的過程。該過程包括與針對所述外花鍵在 上面描述的相同的確定待由所述內(nèi)花鍵承載的負(fù)荷的步驟。接著，如上所述選擇配合外花 鍵的節(jié)圓直徑。接著，基于所確定的負(fù)荷和所選擇的所述外花鍵裝置的節(jié)圓直徑確定所述 內(nèi)花鍵裝置的長度。接著，選擇齒數(shù)N，使得所述外花鍵的所述圓周齒距足夠大，并且使得 所述外花鍵的所述齒能夠處理所述負(fù)荷。接著，選擇外部空間夾角2α°，并且利用公式 2α° -((360/N)° )確定內(nèi)部空間夾角。選擇刀具傾斜角β，以基于用刀具傾斜角β和 所述內(nèi)部空間夾角2α° _((360/Ν)° )表達(dá)的算法確定刀具錐面夾角2τ。然后，基于用 所述傾斜角β和所述內(nèi)部空間夾角2α° _((360/N)° )表達(dá)的算法確定旋轉(zhuǎn)切削端銑刀 具的尺寸，以得出刀具空間夾角2τ。一旦2τ已知，則下降至成形直徑的齒冠半徑確定所 述刀具的一端，并且所述刀具錐面延伸得長至足以到達(dá)所述部分外，以根據(jù)期望完全成形 銑削所述部分。然后將適當(dāng)?shù)墓ぜA緊在Mazak端銑刀中或者市場上有售的任何其它多軸 線的端銑刀中。然后利用所述旋轉(zhuǎn)切削硬質(zhì)合金刀具和端銑刀成形銑削所述工件，以在所 述工件中形成適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角（齒槽）。然后在所述工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中成形銑削旋轉(zhuǎn)切 削硬質(zhì)合金刀具角形退刀部。通常，所述適當(dāng)?shù)墓ぜǔ量?，所述沉孔繼而具有內(nèi)周。為 了形成適當(dāng)?shù)闹芟蜷g隔開的內(nèi)花鍵齒和相等地間隔開的適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角（齒槽），所述工 件被可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，這使能夠繞所述工件的所述沉孔的所述內(nèi)周成形銑削多個相等地間隔 開的適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角（齒槽），從而形成周向間隔開的內(nèi)花鍵齒。所使用的旋轉(zhuǎn)切削刀具比 通常用于制造具有環(huán)形退刀部的花鍵的刀具成形器便宜很多。
[0026] 公開并要求保護(hù)一種用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程。所述工件包括上圓柱 形部和相鄰結(jié)構(gòu)件，并且所述上圓柱形部包括端部和長度。旋轉(zhuǎn)切削刀具相對于所述工件 的所述上圓柱形部以一傾斜角取向，當(dāng)然，所述旋轉(zhuǎn)切削刀具旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行期望的切削動作。 所述工件的所述上圓柱形部的所述端部由所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合。所述旋轉(zhuǎn)切削刀 具被從所述工件的所述上圓柱形部的所述端部移動，以通過其沿所述上圓柱形部的所述長 度的切削動作去除材料，并且移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中，以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退 刀部。所述旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部呈由成圓錐形的切削刀具形成的角形凹部的形式。通過所 述刀具的切削動作還形成了齒槽。接著，沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述 工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋轉(zhuǎn)切削刀具。然后，使所述旋轉(zhuǎn)切削刀具堅直地返回至 其初始位置（原位置），并且為下次成形銑削操作定位所述工件。在切削每個齒槽之后，使 所述工件旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)位。然后重復(fù)以下所述步驟：使所述工件的所述上圓柱形部的所述端部 與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合；從所述工件的所述上圓柱形部的所述端部移動所述旋轉(zhuǎn) 的旋轉(zhuǎn)切削刀具，以通過其沿著所述上部的切削動作去除材料，并且將其移入所述工件的 所述相鄰結(jié)構(gòu)件中，以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部；并且，沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述 傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋轉(zhuǎn)切削刀具。
[0027] 針對該過程，確定用于外花鍵的所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的大小的步驟基于所述部分空 間夾角和所述傾斜角。剛剛所述的過程可形成外花鍵，其中所述相鄰結(jié)構(gòu)件是軸肩，并且所 述旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部以所述傾斜角延伸至所述軸肩中。
[0028] 公開并要求保護(hù)一種用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的另一個過程。該過程的步驟 包括固定工件，所述工件包括沉孔和與該沉孔鄰近的相鄰結(jié)構(gòu)件。所述沉孔包括端部和長 度。在原位置，所述旋轉(zhuǎn)切削刀具相對于所述工件的所述沉孔的所述端部以一傾斜角取向。 當(dāng)然，使所述旋轉(zhuǎn)切削刀具旋轉(zhuǎn)并使其與所述工件的所述沉孔的所述端部接合。接著，所述 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具從所述工件的所述沉孔的所述端部移動，以通過其沿著所述沉孔的所 述長度的切削動作去除材料，并且將其移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中以形成旋轉(zhuǎn)切削 刀具退刀部。在形成所述旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部之后，沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾 斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋轉(zhuǎn)切削刀具。
[0029] 該過程還包括其它步驟：使所述旋轉(zhuǎn)切削刀具返回至初始位置（原位置）；在形 成每個齒槽之后通過旋轉(zhuǎn)所述工件來使所述工件轉(zhuǎn)位；并且重復(fù)以下所述步驟：使所述工 件的所述沉孔的所述端部與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合；從所述工件的所述沉孔的所述 端部移動所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具，以通過其沿著所述沉孔的所述長度的切削動作去除材 料，并且將其移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部；并且，沿所述 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋轉(zhuǎn)切削刀具。
[0030] 剛剛所述的過程可以制造內(nèi)花鍵，所述相鄰結(jié)構(gòu)件可以是沉孔接合面，并且所述 旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部以所述傾斜角延伸至所述沉孔中。針對該過程，確定所述旋轉(zhuǎn)切削刀 具的大小的步驟基于所述部分空間夾角和所述傾斜角以得出刀具錐面夾角。
[0031] 本發(fā)明的目的是使成形銑削的花鍵連接件長度短于相同的負(fù)荷承載能力的利用 環(huán)形退刀部的傳統(tǒng)花鍵連接件。
[0032] 本發(fā)明的另一個目的是使成形銑削的花鍵有效表面寬度等于花鍵連接件的寬度。
[0033] 本發(fā)明的另一個目的是對于給定的花鍵連接件長度和給定的節(jié)圓直徑提高負(fù)荷 承載能力。
[0034] 本發(fā)明的再一目的是制造一種成形銑削的花鍵連接件，該成形銑削的花鍵連接件 包括陽花鍵連接裝置和陰花鍵連接裝置，其中在相鄰軸肩和沉孔中成形銑削角形退刀部或 者成圓錐形的退刀部。
[0035] 本發(fā)明的再一目的是制造可以與預(yù)先存在（已用）的花鍵一起使用的陽花鍵連接 裝置和陰花鍵連接裝置。
[0036] 本發(fā)明的再一目的是除去花鍵連接件中的環(huán)形退刀部，以使它們的有效表面寬度 最大，并且以使它們的有效表面寬度（或長度）等于花鍵連接件長度。
[0037] 當(dāng)參考附圖和下面闡述的本發(fā)明的說明時，將最佳地理解本發(fā)明的這些和其它目 的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 圖1是沿現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的線1-1剖取的剖視圖，與傳統(tǒng)的刀具成形器和該刀具 成形器的工作路徑一起示出了基部、肩部、圓柱形外花鍵部以及退刀部。
[0039] 圖IA是圖1的立體圖。
[0040] 圖IB是現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的正視圖。
[0041] 圖IC是現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的俯視圖。
[0042] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的立體圖，示出了陰連接構(gòu)件（軸環(huán)構(gòu)件）的基部、肩部、圓柱形 內(nèi)花鍵部以及退刀部。
[0043] 圖2A是沿圖2的線2A-2A剖取的現(xiàn)有技術(shù)的剖視圖。
[0044] 圖2B是圖2的俯視圖。
[0045] 圖3是聯(lián)接在一起的現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)花鍵和外花鍵的示意性剖視圖，示出了花鍵連 接件的有效表面寬度、環(huán)形刀具退刀部以及總長度。
[0046] 圖4是利用成形銑削過程制造的角形花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意圖， 示出了節(jié)圓直徑、大外徑、小外徑、大內(nèi)徑、小內(nèi)徑和圓周齒距。
[0047] 圖4A是利用成形銑削過程制造的角形花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意 圖，示出了外空間角、內(nèi)齒角、內(nèi)空間角以及外齒角。
[0048] 圖4B是利用成形銑削過程制造的漸開線花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意 圖，示出了節(jié)圓直徑、大外徑、小外徑、大內(nèi)徑、小內(nèi)徑和圓周齒距。
[0049] 圖5是沿圖5A的線5-5剖取的工件的局部剖視圖，該工件利用角形硬質(zhì)合金端銑 刀加工以形成外花鍵，該外花鍵具有在工件的肩部和基部中切出的角形退刀部。
[0050] 圖5A是工件的立體圖，示出了上圓柱形部上的完成的外花鍵以及在中間肩部和 基部中切出的用于刀具后角的角形退刀部。
[0051] 圖5B是圖5中所示的工件的俯視圖。
[0052] 圖5C是沿圖5B的線5C-5C剖取的剖視圖。
[0053] 圖6是位于工件的沉孔中的內(nèi)花鍵的示意立體圖，沉孔終止在沉孔接合面中。
[0054] 圖6A是沿圖6的線6A-6A剖取的剖視圖，示出了在工件的沉孔接合面和上部中切 出的內(nèi)花鍵和角形退刀部。
[0055] 圖6B是圖6和6A所示的工件的俯視圖，示出了工件的頂部的上表面。
[0056] 圖7是完全相互接合或聯(lián)接在一起的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的剖視示意圖。
[0057] 圖7A是局剖相互接合或聯(lián)接在一起的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的剖視示意圖。
[0058] 圖7B是彼此隔開的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的剖視示意圖。
[0059] 圖7C是沿圖7的線7C-7C剖取的剖視圖，示出了相互接合的陽花鍵裝置的外花鍵 和陰花鍵裝置的內(nèi)花鍵。
[0060] 圖7D是圖7C的放大部。
[0061] 圖7E是彼此相關(guān)地示出的圖7和圖3的示意性剖視圖，示出了由成形銑削過程制 成的圖7中所示的裝置的有效表面寬度EFs與花鍵連接件的長度SC相等，并且示出了圖3 中的現(xiàn)有技術(shù)的有效表面寬度EF比用于花鍵連接件的相同長度SC的EFs小很多。
[0062] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例、即陽花鍵裝置的前視圖，示出了利用呈45°傾斜角取向 的端銑刀在工件上銑削的外花鍵。
[0063] 圖8A是另一個工件的立體圖800A。
[0064] 圖8B是8A的工件的俯視圖800B。
[0065] 圖8C是沿圖8B的線8C-8C剖取的圖8B的剖視圖800C。
[0066] 圖8D是本發(fā)明的另一個實(shí)施例，S卩，與圖8和圖8A中所示的工件相似的工件，該 工件具有位于與外花鍵相鄰的肩部中的圓周退刀部。
[0067] 圖8E是圖8D的俯視圖。
[0068] 圖8F是沿圖8E的線8F-8F剖取的剖視圖。
[0069]圖8G是沿圖8的線8G-8G剖取的俯視圖，示出了在陽花鍵裝置的圓柱形部中銑削 外間隔（齒槽）的刀具，所述外間隔能夠與內(nèi)花鍵的齒相配合。
[0070] 圖9是成形銑削過程的示意圖，示出了成形銑削硬質(zhì)合金刀具相對于工件呈45° 傾斜角。
[0071] 圖9A是成形銑削硬質(zhì)合金刀具的示意圖，該成形銑削硬質(zhì)合金刀具呈β傾斜角 和2α部分空間夾角，以確定刀具錐面夾角2τ，部分空間夾角示出為橢圓投影。
[0072]圖9Β是沿圖9Α的線9Β-9Β獲得的視圖，其中橢圓投影逆時針旋轉(zhuǎn)90°，以如圖 9C所示通過刀具的切削輪廓確定部分空間夾角的橢圓投影方向。
[0073]圖9C是圖8G的放大部分，示出了沿部分空間夾角的橢圓投影的方向取向的硬質(zhì) 合金成形銑削刀具。
[0074] 圖9D是與圖9A相似的示意圖，示出了材料還未被從工件去除。
[0075] 圖9E是刀具、刀具傾斜角和部分空間半角的示意圖，用于刀具錐面夾角的方程式 基于該刀具傾斜角和部分空間半角。
[0076] 圖10是其中具有由成形銑削過程形成的沉孔和內(nèi)花鍵的承載件。
[0077] 圖IOA是圖10的俯視圖。
[0078] 圖11是具有第一出屑槽和第二出屑槽的漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的前視 圖。
[0079] 圖IlA是沿線11A-11A的方向獲得的漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的端視圖。
[0080] 圖IlB是漸開線端銑刀的表面的放大圖，示出了不同的半徑Rl、R2和R3。
[0081] 圖12是角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的前視圖。
[0082] 圖12A是圖12的角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的端視圖。
[0083] 附圖標(biāo)記
[0084] 100-沿圖IA的線1-1剖取的陽連接構(gòu)件（軸構(gòu)件）的現(xiàn)有技術(shù)的剖視圖，與傳統(tǒng) 的刀具成形器和其工作路徑一起示出了基部、肩部、圓柱形外花鍵部以及退刀部。
[0085] 100A-現(xiàn)有技術(shù)的立體圖
[0086] 100B-現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的正視圖
[0087] 100C-現(xiàn)有技術(shù)的圖IA的俯視圖
[0088] 101-基部
[0089] 101A-工件
[0090] 102-肩部
[0091] 103-退刀部
[0092] 104-齒
[0093] 105-圓柱部的頂端。
[0094] 106-刀具成形器
[0095] 107-切削刀片
[0096] 108-刀具運(yùn)動的圖
[0097] 109-刀具成形器的向下行程
[0098] 110-從花鍵（工件）移除刀具成形器的側(cè)向或橫向行程
[0099] 111-刀具成形器的縱向或向上行程
[0100] 112-重新定位行程，以用對準(zhǔn)的方式移動刀具成形器。
[0101] 121_ 齒
[0102] 122-齒的齒側(cè)面或側(cè)面
[0103] 123-齒根過渡曲面
[0104] 199-圓柱形部
[0105] 200-現(xiàn)有技術(shù)的立體圖，示出了陰連接構(gòu)件（軸環(huán)構(gòu)件）的基部、軸肩、圓柱形內(nèi) 花鍵部以及退刀部
[0106] 200A-沿圖2的線2A-2A剖取的現(xiàn)有技術(shù)的剖視圖
[0107] 200B-圖2的俯視圖
[0108] 201-陰連接構(gòu)件的基部
[0109] 20IA-陰連接構(gòu)件
[0110] 202-陰連接構(gòu)件的頂部
[0111] 203-陰連接構(gòu)件的退刀部
[0112] 204-齒槽
[0113] 205-陰連接構(gòu)件的齒
[0114] 206-陰連接構(gòu)件的軸肩或底部
[0115] 300-相互接合的陽連接構(gòu)件和陰連接構(gòu)件的剖視圖
[0116] 400-角形花鍵裝置和主項(xiàng)的示意圖
[0117] 400A-漸開線花鍵裝置和主項(xiàng)的示意圖
[0118] 400B-是利用成形銑削過程制造的漸開線花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意 圖，示出了節(jié)圓直徑、大內(nèi)徑、大外徑、小內(nèi)徑、小外徑和圓周齒距
[0119] 500-沿圖5A的線5-5剖取的工件的局部剖視圖，其中工件被用角形硬質(zhì)合金端銑 刀加工以形成外花鍵，該外花鍵具有在工件的肩部和基部中切出的退刀部
[0120] 500A-工件的立體圖，示出了位于上圓柱形部上的完成的外花鍵和在中間肩部和 基部中切出的用于刀具后角的角形退刀部。
[0121] 500B-圖5中所示的工件的俯視圖
[0122] 500C-沿圖5B的線5C-5C剖取的剖視圖
[0123] 503R、505R、507R、509R、511R、513R、515R、517R、519R、521R、523R、525R、527R、 529R-用于刀具后角的外花鍵退刀部
[0124] 503S、505S、507S、509S、511S、513S、515S、517S、519S、521S、523S、525S、527S、 529S-用于與內(nèi)配合齒的齒槽，S卩外間隔
[0125] 504T、506T、508T、510T、512T、514T、516T、518T、520T、522T、524T、526T、528T、 530Τ-外花鍵齒
[0126] 531-陽連接裝置，工件
[0127] 53IA-陽或外花鍵連接裝置
[0128] 53IB-陽連接裝置的基部
[0129] 531C陽連接裝置的圓柱形部
[0130] 532-陽連接裝置上的肩部
[0131] 535-柱的頂部
[0132] 536-端銑刀具，角形的、直的或者漸開線的
[0133] 536Α-刀具的有凹槽端
[0134] 536Β-刀具的有凹槽端
[0135] 536R-示出刀具506的旋轉(zhuǎn)的箭頭
[0136] 537Α-工件501的旋轉(zhuǎn)，該工件定位以用于刀具506的下一個操作
[0137] 539-端銑刀具506的向下行程/操作
[0138] 540-刀具沿退刀部的輪廓收回的矢量
[0139] 541-刀具的堅直矢量
[0140] 542-刀具的定位矢量
[0141] 599S-朝向外花鍵的箭頭
[0142] 600-位于工件中的沉孔中的內(nèi)花鍵的示意性立體圖，沉孔終止在沉孔接合面中
[0143] 600A-沿圖6的線6A-6A剖取的剖視圖，示出了內(nèi)花鍵和退刀部，該退刀部在工件 的沉孔接合面和上部中切出
[0144] 600B-圖6和6A中所示的工件的俯視圖，示出了工件的頂部的上表面
[0145] 602R、604R、606R、608R、610R、612R、614R、616R、618R、620R、622R、624R、626R、 628R-用于刀具后角的外花鍵退刀部
[0146] 602S、604S、606S、608S、610S、612S、614S、616S、618S、620S、622S、624S、626S、 628S-用于外花鍵配合齒的齒槽，內(nèi)間隔
[0147] 603T、605T、607T、609T、611T、613T、615T、617T、619T、621T、623T、625T、627T-內(nèi)花 鍵齒
[0148] 630C-沉孔接合面
[0149] 631-陰軸環(huán)裝置的基部
[0150] 63IA-內(nèi)花鍵連接裝置
[0151] 63IB-沉孔中的內(nèi)花鍵
[0152] 632-陰軸環(huán)裝置的上部
[0153] 700-完全互相接合或聯(lián)接在一起的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的示意性剖視圖
[0154] 700Α-部分相互接合或者聯(lián)接在一起的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的示意性剖視圖
[0155] 700Β-彼此隔開的陽花鍵裝置和陰軸環(huán)裝置的剖視圖
[0156] 700C-沿圖7的線7C-7C剖取的剖視圖，示出了互相接合的陽花鍵裝置的外花鍵和 陰花鍵裝置的內(nèi)花鍵。
[0157] 700D-圖7C的一部分的放大圖
[0158] 700Ε-與圖3的現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)地示出的圖7的示意性剖視圖，示出了通過成形銑 削過程制造的裝置的有效表面寬度EFs等于花鍵連接件的長度SC，并且示出了現(xiàn)有技術(shù)的 有效表面寬度EF比用于花鍵連接件的相同長度SC的EFs小得多。
[0159] 800-本發(fā)明的實(shí)施例，即陽花鍵裝置的前視圖，示出了利用以45°傾斜角取向的 端銑刀具在工件上成形銑削出的外花鍵
[0160] 800A-本發(fā)明的實(shí)施例，即主軸的立體圖，該主軸具有陽花鍵裝置，對工件完成成 形銑削過程之后該陽花鍵裝置包括外花鍵
[0161] 800B-圖8A的工件的俯視圖
[0162] 800C-沿圖8B的線8C-8C剖取的圖8B的剖視圖
[0163] 800D-本發(fā)明的另一個實(shí)施例，S卩，與圖8A中所示的工件相似的工件，該工件具有 位于與外花鍵相鄰的肩部中的周向退刀部
[0164] 800E-圖8D的俯視圖
[0165] 800F-沿圖8E的線8F-8F剖取的剖視圖
[0166] 800G-沿圖8的線8G-8G獲得的俯視圖，示出了在陽花鍵裝置的圓柱形部中成形銑 削外間隔的刀具，該外間隔能夠與內(nèi)花鍵的齒相配合
[0167] 801-工件的基部
[0168] 802-工件的中間部
[0169] 803-工件的圓柱形部的頂部
[0170] 804-工件上的肩部
[0171] 820-刀夾
[0172] 821-夾盤
[0173] 825_Mazak5 軸端銑刀
[0174] 831-主軸工件
[0175] 832-主軸的邊緣
[0176] 833-螺栓孔
[0177]834_ 主軸
[0178] 836-相鄰軸肩
[0179] 836A-相鄰軸肩
[0180] 836G-相鄰軸肩836A中的凹槽
[0181] 836C-斜面，凹槽836G的一部分
[0182] 837-陽花鍵裝置的圓柱形部的頂部
[0183] 839T、841T、843T、845T、847T-外花鍵齒
[0184] 840R、842R、844R、846R、848R刀具后角退刀部
[0185] 840S、842S、844S、846S、848S-用于接納配合內(nèi)花鍵的齒的空間角
[0186] 860-主軸的邊緣831中的凹部
[0187] 869T、871T、873T、875T、877T-外花鍵齒
[0188] 870S、872S、874S、876S、878S-用于接納配合內(nèi)花鍵的齒的空間角
[0189] 880-主軸中的通道
[0190] 888、889-工件夾盤
[0191] 897-指向圖8A的外花鍵的箭頭
[0192] 897A-外花鍵
[0193] 900-成形銑削過程的示意圖，示出了成形銑削硬質(zhì)合金刀具，該成形銑削硬質(zhì)合 金刀具相對于工件呈45°的傾斜角
[0194] 900A-是成形銑削硬質(zhì)合金刀具的示意圖，該成形銑削硬質(zhì)合金刀具的傾斜角β 和部分空間夾角2α，以確定刀具錐面夾角2τ，該部分空間夾角2α示出為橢圓投影的一 部分
[0195] 900Β-沿圖9Α的線9Β-9Β獲得的視圖，其中橢圓投影逆時針旋轉(zhuǎn)90°，以如圖9C 所示通過刀具的切削輪廓確定部分空間夾角的橢圓投影的方向
[0196] 900C-是圖8G的放大部分，示出了沿部分空間夾角的橢圓投影的方向取向的硬質(zhì) 合金成形銑削刀具
[0197] 900D-與圖9相似的圖，示出了材料還未被通過成形銑削去除
[0198] 900Ε-刀具、傾斜角、部分空間角和用于計算刀具錐面夾角的橢圓的示意圖
[0199] 901-成形銑削硬質(zhì)合金刀具的方向
[0200] 1000-承載件，該承載件中具有通過成形銑削過程形成的沉孔和內(nèi)花鍵
[0201] 1000Α-圖10的俯視圖
[0202] 1003Τ、1005Τ、1007Τ-內(nèi)花鍵齒
[0203] 1002R、1004R、1006R、1008R-沉孔接合面 1030C中的退刀部
[0204] 1002S、1004S、1006S、1008S-用于接納配合外花鍵的齒的空間角
[0205] 1020-沉孔和內(nèi)花鍵
[0206] 1030C-沉孔接合面
[0207] 1100-具有第一出屑槽和第二出屑槽的漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的前視圖
[0208] 1100A-漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的端視圖
[0209] 1100B-漸開線端銑刀的表面的放大圖，示出了不同半徑Rl、R2和R3
[0210] 1101-刀具的長度，大約4英寸
[0211] 1102-漸開線端銑刀硬質(zhì)合金切削刀具
[0212] 1103-刀具的柄直徑，大約0. 56英寸
[0213] 1104-第一出屑槽
[0214] 1105-第二出屑槽
[0215]1107-通過半徑Rl、R2和R3修正的第一切削角
[0216] 1200-角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的前視圖
[0217] 1200A-圖12的角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的端視圖
[0218] 1201-角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具的柄直徑，大約0. 56英寸
[0219] 1202-切削刀具的長度，4英寸
[0220] 1203-刀具間隔夾角41. 40°
[0221] 1204-切削表面的長度，大約0. 543英寸
[0222] 1205-出屑槽表面的長度，大約0.875英寸
[0223] 1206、1207-第一出屑槽
[0224] 1208、1209-第二出屑槽
[0225] B-齒隙
[0226] BC-基圓，漸開線花鍵齒廓由其構(gòu)成的圓
[0227] Cr-齒根間隙
[0228]D-節(jié)圓直徑，節(jié)圓的直徑，其被確定為齒數(shù)與徑節(jié)的比
[0229]Db-基圓的直徑
[0230]CP-圓周齒距，沿相鄰花鍵齒的對應(yīng)點(diǎn)之間的節(jié)圓的直徑
[0231]L1-通過成形銑削過程形成的外花鍵的長度
[0232]L2-通過成形銑削過程形成的內(nèi)花鍵的長度
[0233]P-徑節(jié)，每英寸節(jié)圓直徑的花鍵齒數(shù)
[0234]Rl、R2、R3-漸開線端銑刀切削刀具具1102上的半徑
[0235]TT-節(jié)圓直徑處的齒厚
[0236]SW-節(jié)圓直徑處的齒間距
[0237]Dfi-成形內(nèi)徑
[0238]Dfe-成形外徑
[0239]Dai-小內(nèi)徑
[0240]Dre-小外徑
[0241]Dae-大外徑
[0242]Dri-大內(nèi)徑
[0243]SAi-空間角，內(nèi)
[0244]SAe-空間角，夕卜
[0245]TAi-齒角，內(nèi)
[0246]Tae-齒角，夕卜
[0247]CR-現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形刀具退刀部，相當(dāng)于環(huán)形退刀部103、203
[0248]SC-花鍵連接件的長度
[0249]EF-有效表面寬度的長度，現(xiàn)有技術(shù)
[0250]EFs-有效表面寬度的長度，成形銑削
[0251]FW-制造的表面寬度的長度
[0252]α-部分空間半角
[0253]β-傾斜角
[0254]τ-刀具錐面半角
[0255]X-橢圓投影上的坐標(biāo)
[0256]Y-橢圓投影上的坐標(biāo)
[0257]W1=刀具橢圓長半軸
[0258] W2=刀具橢圓短半軸
[0259]Φ-壓力角，與漸開線相切的線和通過切點(diǎn)的徑向線之間的角

【具體實(shí)施方式】
[0260] 圖4是利用成形銑削過程制造的角形花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意圖 400，示出了節(jié)圓直徑D、大內(nèi)徑Dri、大外徑Dae、小內(nèi)徑Dai、小外徑Dre和圓周齒距CP。圖 4還示出了角形外齒的齒厚TT和內(nèi)花鍵的齒間距SW。成形內(nèi)徑Dfi和成形外徑Dfe在圖4 中示出為工作高度WD和外花鍵齒之間的間隙Cr以及大內(nèi)徑Dri。
[0261] 圖4A是利用成形銑削過程制造的角形花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意圖 400A，示出了外空間角SAe、內(nèi)齒角TAi、內(nèi)空間角SAi以及外齒角TAe。SAe被假定為60°， 該角度等于2α，部分槽半角α的值用于計算刀具錐面夾角2τ。一旦2τ已知，則下降至 成形直徑的齒冠半徑確定刀具的一端，并且刀具錐面延伸得長至足以達(dá)到部分之外以形成 完整的部分。內(nèi)部空間SAi的夾角（2α° -((360/Ν)° ))在圖4中示出，其中α是部分 槽半角，N是齒數(shù)。在圖4Α中還示出了齒隙Β。
[0262] 圖4Β是利用成形銑削過程制造的漸開線花鍵連接裝置的外花鍵和內(nèi)花鍵的示意 圖400Β，示出了節(jié)圓直徑D、大內(nèi)徑Dri、大外徑Dae、小內(nèi)徑Dai、小外徑Dre和圓周齒距CP。 圖4B還示出了漸開線外齒的齒厚TT和內(nèi)花鍵的齒間距SW。在圖4B中示出了成形內(nèi)徑Dfi 和成形外徑Dfe。在圖4B中還示出了壓力角Φ和齒隙B。在漸開線的實(shí)例的情況下，SAe 被假定為60°，該角度等于2α，部分槽半角α的值和傾斜角用于計算刀具夾角，然后與其 它參數(shù)一起利用該刀具夾角計算用于實(shí)際成形銑削花鍵的刀具尺寸。一旦2τ已知，則下 降至成形直徑的齒冠直徑確定刀具的一端，并且刀具錐面延伸得長至足以到達(dá)部分之外以 成形銑削完整的部分。內(nèi)部空間SAi的夾角（2α° _((360/Ν)° ))用于計算刀具夾角，其 中α是部分槽半角，N是齒數(shù)，刀具夾角然后與其它參數(shù)一起用于計算用于實(shí)際成形銑削 花鍵的刀具尺寸。一旦2τ已知，則下降至成形直徑的齒冠直徑確定刀具的一端，并且刀具 錐面延伸得長至足以到達(dá)部分之外以成形銑削完整的部分。在圖4B中還示出了齒隙B和 基圓。
[0263] 圖11是具有第一出屑槽1104和第二出屑槽1105的漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削 刀具1102的前視圖1100。附圖標(biāo)記1101用于表示刀具的長度，附圖標(biāo)記1103表示刀柄 的直徑。圖IlA是沿線11A-11A的方向獲得的漸開線硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具1102的端 視圖1100A。圖IlB是漸開線端銑刀的表面的放大圖1100B，示出了不同半徑R1、R2和R3。 如本文所述這些半徑切削并在外花鍵或內(nèi)花鍵上形成漸開線齒。附圖標(biāo)記1107表示為刀 具錐面半夾角τ的角度。
[0264] 圖12是角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具1201Α的前視圖1200,該切削刀具大體成 圓錐形。圖12Α是圖12的角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具1201Α的端視圖1200Α。在圖12Α 中示出了角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具120IA的柄直徑1201、切削刀具的長度1202以及刀 具錐面夾角1203。在圖12Α中還示出了切削面長度1204和出屑槽表面的長度1205。附圖 標(biāo)記1206、1207表示第一出屑槽，附圖標(biāo)記1208、1209表示第二出屑槽。
[0265] 參看圖4Α，對于部分空間夾角2α等于60°并且傾斜角β等于45°，利用從圖 9Ε推導(dǎo)出下述的公式計算出刀具錐面夾角1203為41.40°。一旦2τ已知，則下降至成形 直徑的齒冠直徑確定刀具的一端，并且刀具錐面延伸得長至足以到達(dá)部分之外以成形銑削 完整的部分。
[0266] 圖9是成形銑削過程的示意圖900,示出了角形成形銑削硬質(zhì)合金刀具536相對于 工件以45°傾斜角切削工件。附圖標(biāo)記845Τ是切削刀具536后面的齒。
[0267] 參看圖4Α和圖9,附圖標(biāo)記846S表示外空間角SAe，僅在圖9中僅看得見一個齒 845T。通過組合成形和銑削動作或者成形銑削，切削刀具能夠移動通過花鍵的整個可用部 分，并且在收回540、反向541和重復(fù)循環(huán)542、539、540、541之前在相鄰特征部836的面中 加工切削刀具退刀部846R。在該實(shí)施例中，相鄰特征部836是肩部。成形銑削的設(shè)計和制 造方法消除了對周向上位于花鍵下方或上方的環(huán)形花鍵退刀部的需要。利用成形銑削裝置 和過程，花鍵的全長可以用于接合而提高了花鍵連接強(qiáng)度?；ㄦI連接裝置的有效寬度節(jié)省 了空間并且提1? 了負(fù)荷承載能力。
[0268] 仍參看圖9,角形取向的切削刀具536如圖9所示僅向下進(jìn)行一個操作。如圖所 示切削刀具536是右手刀具。然而，可以使用任何切削取向，例如，可以使用左手刀具。圖 9還示出了大外徑Dae和小外徑Dre。
[0269] 仍參看圖9,工件的上圓柱形部的端部837由旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具536沿路徑542 接合。旋轉(zhuǎn)切削刀具536根據(jù)圖示路徑539沿上圓柱形部的長度從工件的上圓柱形部的端 部837移動以形成空間角846S(齒槽），并且移入工件的相鄰結(jié)構(gòu)件836 (即，肩部836)以 形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部846R。接下來，旋轉(zhuǎn)切削刀具536以其傾斜角沿路徑540從工件 的相鄰結(jié)構(gòu)部（肩部836)收回。然后旋轉(zhuǎn)切削刀具536沿路徑541返回至其初始位置，并 且定位工件以用于下一個成形銑削操作。工件在下一個成形銑削操作之前被可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn) 位。然后重復(fù)以下步驟：沿路徑542使工件的上圓柱形部的端部837與旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀 具接合；沿路徑539和上圓柱形部的長度從工件的上圓柱形部的端部837移動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 切削刀具，并且移入工件的相鄰結(jié)構(gòu)件836以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部；并且沿旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)切削刀具的傾斜角從工件的相鄰結(jié)構(gòu)件沿路徑540收回旋轉(zhuǎn)切削刀具。然后使旋轉(zhuǎn)切削 刀具536沿路徑541返回至其初始位置，并且定位工件以用于下一個成形銑削操作。
[0270] 圖9D是與圖9A相似的示意圖，示出了材料還未被從工件去除。如前所述，僅需要 一個操作來從外花鍵或內(nèi)花鍵去除材料。
[0271] 圖9A是成形銑削硬質(zhì)合金刀具的示意圖900A，該成形銑削硬質(zhì)合金刀具在正交 圖中呈傾斜角β，并且在橫向圖中呈部分空間夾角為2α，該部分空間夾角被示出為橢圓 投影的一部分。圖9Β是沿圖9Α的線9Β-9Β獲得的視圖900Β。其中橢圓投影逆時針旋轉(zhuǎn) 90°，如圖9C所示通過刀具的切削輪廓確定部分空間夾角的橢圓投影的方向。圖9C是圖 8G的放大部分900C，示出了沿部分空間夾角2α的橢圓投影的方向取向的硬質(zhì)合金成形銑 削刀具536。
[0272] 圖9Ε中所示的分析的目的是確定刀具錐面夾角2τ。刀具錐面夾角2τ的知識允 許刀具設(shè)計者用給定傾斜角β和部分空間半角α的適當(dāng)比例來制造刀具。如下基于圖9Ε 對給定的部分槽半角α和傾斜角β的τ的解進(jìn)行推導(dǎo)。相同的推導(dǎo)可以針對圖9Α和圖 9Β進(jìn)行,但這里未被示出。參看圖9Ε,在刀具橢圓上定位點(diǎn)P的Χ、Υ坐標(biāo),該刀具橢圓與部 分槽表面相切，其中，W1 =刀具橢圓長半軸，W2 =刀具橢圓短半軸，然后確定高度Α，該高度 導(dǎo)致希望的結(jié)果τ。
[0273] 橢圓的公式是 尤2y2
[0274] 1 方程式（1)
[0275] 求橢圓的方程式的一階導(dǎo)數(shù)以確定橢圓上的任意點(diǎn)P處的切線斜率。 2-XdX2-YdY^
[0276] 其中
[0277] 麗然后： ΟΛOA 2mY n
[0278] 角軍出γ
[0279] 然后將Y代入以上的方程式（D并且解出X， W1tM 評.1 Λ,--
[0280] πξ
[0281] 其中Wl=I
[0282] W2 =W1 ·cosβ
[0283] Vt=tan(90-οι)=-- tana
[0284] 并且通過代入：
[0285] Λ~ ~-- /l^coipiaiAi
[0286] 和：
[0287] F=GOSp-Zi^Z5
[0288] 從圖9E的三角法得出用于"a"和τ的值。 xr ft
[0289] a=---+Ft=arctan(sm-t-) (tana) a
[0290] 參看圖9E,-旦刀具錐面半夾角τ已知，則明顯地，2τ已知，該2τ是刀具錐面 夾角。一旦2τ已知，則下降至成形直徑的齒冠半徑確定刀具的一端，并且刀具錐面延伸得 長至足以到達(dá)部分之外以形成完整的部分。必須與外花鍵的期望規(guī)格一起考慮花鍵外空間 角2α的實(shí)際構(gòu)造。
[0291] 用于確定用于旋轉(zhuǎn)角形硬質(zhì)合金端銑刀切削刀具和用于旋轉(zhuǎn)漸開線硬質(zhì)合金端 銑刀切削刀具的刀具的大小的過程基本上與針對漸開線刀具確定半徑RUR2和R3的加法 相同。設(shè)計工程師基于漸開線齒的尺寸通過反復(fù)試驗(yàn)過程確定R1、R2和R3的大小。
[0292] 能夠被用于通過成形銑削過程制造花鍵的材料是能夠處理預(yù)期的負(fù)荷的任何工 程材料，諸如但不限于合金鋼8620、8820、4820、4320、4340、4140、9310等或者延性鐵等級 D4512、D5506、D7003等或者300系列的不銹鋼。
[0293] 圖5是沿圖5A的線5-5剖取的工件531的局部剖視圖500,用角形硬質(zhì)合金端銑刀 536加工該工件531以形成外花鍵，該外花鍵具有在工件531的肩部532和基部531B中切 出的角形切削刀具退刀部 503R、505R、507R、509R、511R、513R、515R、517R、519R、521R、523R、 525R、527R、529R。
[0294] 圖5A是工件的立體圖500A，示出了完成的外花鍵，該外花鍵具有位于上圓柱形部 531C上的外花鍵齒 504T、506T、508T、510T、512T、514T、516T、518T、520T、522T、524T、526T、 528Τ、530Τ以及在肩部532和基部531Β中切出的用于刀具后角的角形退刀部503R、505R、 507R、509R、511R、513R、515R、517R、519R、521R、523R、525R、527R、529R。圖 5A中還示出了 用于與內(nèi)花鍵齒相配合的外間隔（齒槽）503S、505S、507S、509S、511S、513S、515S、517S、 5195、5215、5235、5255、5275、5295。如圖7所示，當(dāng)外花鍵裝置53認(rèn)聯(lián)接到內(nèi)花鍵裝置631八 時，如本文以下所述的圓柱形頂部535與沉孔接合面630C接合。
[0295] 再次參看圖5和圖5A，如上所述，旋轉(zhuǎn)切削刀具536被示出位于工件531的頂部， 刀具在該頂部處旋轉(zhuǎn)切削刀具536開始切削。然而，如圖所示，外空間角（齒槽）用附圖標(biāo) 記505S表示。如圖5所示的刀具536是右手切削刀具并且箭頭536R表示刀具的旋轉(zhuǎn)。在 刀具上示出切削出屑槽536A。刀具還可以是左手切削刀具，并且其可僅使用一個出屑槽。
[0296] 刀具的原位置位于箭頭541的頂部。刀具536以傾斜角β沿箭頭542的路徑與工 件接合。接著刀具沿箭頭539的路徑繼續(xù)向下，以從上圓柱形部531C的外周切除材料，這導(dǎo) 致切出所示的槽/空間角/齒槽505S，并且在切削之后形成外花鍵齒506Τ?？梢允褂闷渌?刀具路徑來形成相同的成形銑削過程。例如，當(dāng)觀察圖5時，原位置可以更高。刀具繼續(xù)沿 路徑539行進(jìn)，并且在肩部532和基部531Β中切出角形退刀部。附圖標(biāo)記540表示刀具沿 傾斜角β收回。附圖標(biāo)記541表示沿路徑541將刀具重新定位至刀具的原位置。當(dāng)?shù)毒?被移動到其原位置時，工件531如箭頭537Α所示旋轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)位，以將工件重新定位以便用 于下一個成形銑削操作。仍參看圖5,示出了槽/外空間角/齒槽519S和外花鍵齒518Τ。 附圖標(biāo)記519R表示已在肩部532中切出的附加的角形退刀部。每個齒槽均具有相應(yīng)的角 形退刀部。
[0297] 圖5Β是圖5中所示的工件的俯視圖500Β，并且示出了：用于刀具刀具后角的外 花鍵退刀部 503R、505R、507R、509R、511R、513R、515R、517R、519R、521R、523R、525R、527R、 529R;用于與內(nèi)花鍵齒相配合的外間隔（齒槽）503S、505S、507S、509S、511S、513S、515S、 517S、519S、521S、523S、525S、527S、529S;以及外花鍵齒 504T、506T、508T、510T、512T、 514Τ、516Τ、518Τ、520Τ、522Τ、524Τ、526Τ、528Τ、530Τ。
[0298] 圖5C是沿圖5Β的線5C-5C剖取的剖視圖500C，并且如在下文更加詳細(xì)地討論的， 該圖是在圖7中使用的外花鍵的視圖（圖5C)。
[0299] 參看圖5和5A，公開了一種陽花鍵連接裝置531A，該陽花鍵連接裝置531A包括 基部531B、肩部532和圓柱形部531C。肩部532位于基部531B和圓柱形部531C的中間。 圓柱形部531C上包括外花鍵599S，并且外花鍵中包括多個周向彼此間隔開的齒槽503R、 505R、507R、509R、511R、513R、515R、517R、519R、521R、523R、525R、527R、529R，以在相鄰的齒 槽之間形成多個外花鍵齒 504T、506T、508T、510T、512T、514T、516T、518T、520T、522T、524T、 526Τ、528Τ、530Τ。齒槽由相鄰的齒的側(cè)面和與相鄰的齒接合的齒根過渡曲面形成。多個齒 槽中的每個均包括用于刀具刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸至陽花鍵 連接裝置的部肩532和基部中。外花鍵的多個齒中的每個均包括側(cè)面，所述側(cè)面可以是角 形側(cè)面、直側(cè)面、漸開線側(cè)面或者全曲側(cè)面。
[0300] 圖6是通過成形銑削過程制造的內(nèi)花鍵的示意性立體圖600。其中，沉孔631Β大體 位于工件631Α的中心。工件631Α包括基部631和上部632。如在本文中使用的，有時術(shù)語 陰軸環(huán)裝置用于限定圖6、6Α和6Β中所示的結(jié)構(gòu)。周向沉孔631Β終止在相鄰結(jié)構(gòu)件，S卩，沉 孔接合面630C中。圖6Α是沿圖6的線6Α-6Α剖取的剖視圖600Α，示出了 ：內(nèi)花鍵631Β;在 沉孔接合面630C中切出的刀具角形退刀部602R、604R、606R、608R、610R、612R、614R、616R、 618R、620R、622R、624R、626R、628R;以及工件的上部632T。如下文將更詳細(xì)地描述的，圖6A 被用于圖7中。圖6B是圖6和6A中所示的工件的俯視圖600B，示出了工件的頂部的上表 面 632T。
[0301] 圖6、6A和6B示出了位于工件631A的上部中的大體周向的沉孔631B。用于由外 花鍵配合齒互相嚙合的多個內(nèi)間隔（齒槽）602S、604S、606S、608S、610S、612S、614S、616S、 6185、6205、6225、6245、6265、6285在圖6、6八和68中示出為繞沉孔的內(nèi)周相等地間隔開。 沉孔在工件631A的頂部中繼續(xù)行進(jìn)而到達(dá)期望的深度（或者該深度可以表示為長度）并 且終止在平的沉孔接合面630C中。沉孔接合面630C是相鄰結(jié)構(gòu)件，在該沉孔接合面中利用 成形銑削過程形成刀具角形退刀部。在圖6、6A和6B還示出了：多個內(nèi)花鍵齒603T、605T、 607Τ、609Τ、611Τ、613Τ、615Τ、617Τ、619Τ、621Τ、623Τ、625Τ、627Τ;刀具角形退刀部 602R、 604R、606R、608R、610R、612R、614R、616R、618R、620R、622R、624R、626R、628R;以及沉孔接合 面630C。每個齒槽均具有與之相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的刀具角形退刀部。
[0302] 參看圖6、6A和6B，公開了一種陰軸環(huán)連接裝置631A，該陰軸環(huán)連接裝置631A包 括基部631和上部632。上部包括凹入其中的大體圓筒形的轂部631B。轂部包括內(nèi)花鍵，該 內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面630C中。內(nèi)花鍵中包括多個彼此周向間隔開的齒槽602S、604S、 606S、608S、610S、612S、614S、616S、618S、620S、622S、624S、626S、628S，以在相鄰齒槽之間 形成多個齒 603T、605T、607T、609T、611T、613T、615T、617T、619T、621T、623T、625T、627T。* 槽由相鄰的齒的側(cè)面和與相鄰的齒接合的齒根過渡曲面形成。多個齒槽中的每個均包括用 于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸至沉孔接合面630C中。內(nèi)花鍵的多 個齒中的每個均包括側(cè)面，所述側(cè)面可以是角形側(cè)面、直側(cè)面、漸開線側(cè)面、全曲側(cè)面。
[0303] 圖7是完全相互接合或聯(lián)接在一起的成形銑削的陽花鍵裝置531和成形銑削的陰 軸環(huán)裝置631的剖視示意圖700。圖7是沿圖7C的線7-7剖取的。在圖7中示出如圖6A 所示的陰軸環(huán)裝置。在圖7中示出與陰軸環(huán)裝置631相配合嚙合的如圖5C所示的陽花鍵裝 置531。仍參看圖7,當(dāng)陽花鍵裝置和陰花鍵裝置被完全聯(lián)接時，外花鍵的圓柱形部的頂面 535與沉孔接合面630C互相接合。外花鍵齒504T示出為位于內(nèi)花鍵裝置的槽或者內(nèi)間隔 (齒槽）618S中。外花鍵齒518T示出為位于陰構(gòu)件的槽或者內(nèi)間隔（齒槽）604S中。刀具 角形退刀部618R、604R示出為在沉孔接合面630C中切出，該沉孔接合面位于上部632中。 陰（內(nèi)）花鍵裝置（陰軸環(huán)裝置）的頂部632T與陽（外）花鍵裝置的中間肩部532接合。 陽花鍵的刀具角形退刀部在圖7中不明顯，這是因?yàn)槿鐖D5B所示如沿線5C-5C通過外花鍵 齒504T至518T進(jìn)行截面切削。
[0304] 仍參看圖7,有效表面寬度（成形銑削）EFs等于花鍵連接長度SC。利用外花鍵齒 和內(nèi)花鍵齒的整個長度（其中外花鍵齒的長度L1和內(nèi)花鍵齒的長度L2是相同的），對于給 定的花鍵連接長度以及內(nèi)花鍵齒的給定的節(jié)圓直徑和結(jié)構(gòu)來說能夠顯著提高負(fù)荷承載能 力。此外，EFs=SC=L1 =L2。參見圖7B，其中示出了 1^和L2。
[0305] 仍參看圖5至7,其中公開了花鍵連接裝置701，該花鍵連接裝置包括陽花鍵裝置 531A和陰軸環(huán)裝置631A。陽花鍵連接裝置531A包括：基部531 ;肩部532以及圓柱形部 531C。肩部532位于基部531B和圓柱形部531C的中間。外花鍵位于圓柱形部531C上， 并且其中包括多個彼此周向間隔開的第一齒槽503S、505S、507S、509S、511S、513S、515S、 517S、519S、521S、523S、525S、527S、529S，以在相鄰的第一齒槽之間形成外花鍵齒。多個第 一齒槽中的每個均由相鄰的外花鍵齒的側(cè)面和與相鄰的外花鍵齒接合的齒根過渡曲面形 成。多個第一齒槽中的每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延 伸至陽花鍵連接件裝置的肩部和基部中。陰軸環(huán)裝置631A包括：基部631和上部632。大 體圓筒形的轂部凹進(jìn)陰軸環(huán)裝置的上部632中。凹進(jìn)的轂部包括內(nèi)周和內(nèi)花鍵。內(nèi)花鍵終 止在沉孔接合面630C中。內(nèi)花鍵中包括多個彼此周向間隔開的第二齒槽602S、604S、606S、 608S、610S、612S、614S、616S、618S、620S、622S、624S、626S、628S，以在相鄰的第二齒槽之間 形成內(nèi)花鍵齒。第二齒槽由相鄰的內(nèi)花鍵齒的側(cè)面和與相鄰的內(nèi)花鍵齒接合的齒根過渡曲 面形成。多個第二齒槽中的每個均包括用于刀具刀具后角的內(nèi)花鍵退刀部，該內(nèi)花鍵退刀 部成角度地延伸至沉孔接合面中。
[0306] 外花鍵的多個外花鍵齒中的每個均位于內(nèi)花鍵的多個第二齒槽中的相應(yīng)的一個 第二齒槽中。內(nèi)花鍵的多個內(nèi)花鍵齒中的每個均位于外花鍵的多個第一齒槽中的相應(yīng)的一 個第一齒槽中。外花鍵的多個外花鍵齒中的每個均可與多個內(nèi)花鍵齒中的兩個相互嚙合， 并且多個內(nèi)花鍵齒中的每個均可與外花鍵的多個外花鍵齒中的兩個相互嚙合。
[0307] 參看圖5A和7,陽花鍵裝置的外花鍵的多個外花鍵齒中的每個均具有如從肩部 532至圓柱形部531C的頂面535測量的第一長度L1。參看圖6A和7B，陰軸環(huán)裝置的轂部 的內(nèi)花鍵的多個內(nèi)花鍵齒中的每個均具如有從上部632的頂部632T至沉孔接合面630C測 量的第二長度L2。外花鍵的第一長度L1等于內(nèi)花鍵的第二長度L2。如圖7所示，第一長度 L1和第二長度L2是由成形銑削過程制造的花鍵連接裝置的有效表面寬度EFs。
[0308] 參看圖，陽花鍵裝置53IA的圓柱形部535與大體圓筒形的轂部的沉孔接合面630C 接合，該轂部凹進(jìn)陰軸環(huán)裝置631A的上部632中，并且陽花鍵裝置531A的肩部532與陰軸 環(huán)裝置632的上部632的頂面632T接合。如上所述，多個外花鍵齒的一部分與多個內(nèi)花鍵 齒的一部分互相哨合。齒的哨合可以是完全哨合或者部分哨合。
[0309] 本發(fā)明的另一個實(shí)施例或者陳述涉及包括陽構(gòu)件和陰構(gòu)件的花鍵連接裝置。陽構(gòu) 件包括肩部532和圓柱形部531C。陽構(gòu)件的圓柱形部531C從肩部延伸到上部的頂部，并且 在該圓柱形上包括具有第一長度L1的外花鍵599S。陰構(gòu)件包括基部631和上部632。上 部中包括沉孔631，該沉孔具有內(nèi)花鍵，該內(nèi)花鍵具有第二長度L2。內(nèi)花鍵終止在沉孔接合 面630C中通過將陽構(gòu)件的肩部與陰構(gòu)件的上部接合而將陽構(gòu)件和陰構(gòu)件聯(lián)接在一起。陽 構(gòu)件的圓柱形部的上表面與陰構(gòu)件的沉孔接合面接合。花鍵的第一長度L1和第二長度L2 相等。外花鍵與內(nèi)花鍵完全互相嚙合，并且成形銑削的連接件的有效表面寬度EFs等于花 鍵的第一長度L1和第二長度L2。
[0310] 圖7A是部分相互接合或者聯(lián)接在一起的陽花鍵裝置531和陰軸環(huán)裝置631的示 意性剖視圖700A。圖7A示出了與外花鍵中的槽/空間角/齒槽相互嚙合的陰內(nèi)花鍵齒 605T、607T、609T、611T、613T、615T、617T。齒 504T與槽 / 空間角 / 齒槽 618S部分嚙合，并 且齒518Τ與槽/空間角/齒槽604S部分嚙合。齒槽604S、606S、608S、610S、612S、614S、 616S和618S也如圖7A所示。應(yīng)注意，外部裝置用于例如當(dāng)如圖7所示花鍵被完全接合時 確保花鍵被保持在一起。
[0311] 圖7B是彼此分離開的陽花鍵裝置531和陰軸環(huán)裝置631的剖視圖700B。圖7C是 沿圖7的線7C-7C剖取的剖視圖700C，示出了互相嚙合的陽花鍵裝置的外花鍵和陰花鍵裝 置的內(nèi)花鍵。在圖7C中示出所有內(nèi)花鍵齒、所有外花鍵齒、所有外部槽/空間角/齒槽以及 所有的內(nèi)部槽/空間角/齒槽。圖7D是圖7C的放大部700D。外花鍵齒520T、522T、524T 在放大圖700D中示出為是內(nèi)齒601Τ、627Τ和625Τ。外部槽或齒槽521S、523S和525S在圖 7D中示出為是內(nèi)部槽或齒槽602S、628S和626S。
[0312] 圖7E是彼此相關(guān)地示出的圖7和圖3的示意性剖視圖700E，示出了通過成形銑削 過程制造的圖7所示的裝置的有效表面寬度EFs等于花鍵連接件的長度SC，并且示出了圖 3中的現(xiàn)有技術(shù)的有效表面寬度EF比用于花鍵連接件的相同長度SC的EFs小得多。如圖 3所示，制成的外花鍵199和內(nèi)花鍵220A的表面寬度FW的長度相等。
[0313] 現(xiàn)有技術(shù)的有效表面寬度EF如下：
[0314]EF=SC-2CR
[0315]此外，SC=FW+CR
[0316] 并且比如下的（成形銑削）有效表面寬度EFs小得多：
[0317]EFs =SC
[0318]此夕卜，EFs=SC=L1 =L2,SC=FW=L1 =L2
[0319] 圖7E允許對成形銑削花鍵連接件與圖3的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行直接圖解比較。成形銑 銷的花鍵連接件更加有效，并且對于給定的連接長度SC，成形銑削的連接件的有效寬度EF 比現(xiàn)有技術(shù)的EF大得多。
[0320] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例、S卩，陽花鍵裝置的前視圖800,示出了利用以45°傾斜角 取向的端銑刀具在工件上成形銑削出的外花鍵899。附圖標(biāo)記869T、871T、873T、875T、877T 是指圖8的實(shí)施例的外花鍵齒，并且附圖標(biāo)記870S、872S、874S、876S、878S是指用于接納配 合的內(nèi)花鍵的齒的空間角（或齒槽）。附圖標(biāo)記801是指工件的基部，附圖標(biāo)記802是指 工件的中間部，附圖標(biāo)記803是指工件的圓柱形部的頂部，并且附圖標(biāo)記804是指工件上的 肩部。附圖標(biāo)記820是指刀夾，附圖標(biāo)記821是指夾盤，并且附圖標(biāo)記825是指Mazak5軸 端銑刀。任何能夠使旋轉(zhuǎn)切削刀具536以適當(dāng)傾斜角取向的端銑刀均適于執(zhí)行成形銑削過 程。附圖標(biāo)記888、889表示以將工件保持就位的夾盤。
[0321] 成形銑削過程的附加優(yōu)點(diǎn)在于減少了機(jī)器設(shè)置時間，例如Mazak5軸端銑刀的機(jī) 器能夠通過機(jī)器的一次設(shè)置加工工件的一個側(cè)面的所有特征部，并且工件不必被運(yùn)輸?shù)杰?間周圍的其它工作站。另外，由于用于工件的給定側(cè)面的所有加工操作都由諸如Mazak5 軸端銑刀的單個端銑刀進(jìn)行，因此實(shí)質(zhì)上消除了對準(zhǔn)誤差。換言之，假如其中一個外花鍵齒 待相對于工件的另一個特征部對準(zhǔn)，或者，工件的特定周向位置待相對于工件的另一個特 征部對準(zhǔn)，則由于在工件的每個側(cè)面存在單個夾具，所以由于重新夾緊（多次設(shè)置）造成的 未對準(zhǔn)誤差被消除。
[0322] 圖8A是另一個工件831 (主軸）的立體圖800A。邊緣832包括用于將主軸固定 到另一個結(jié)構(gòu)的螺栓孔。凹部860繞圓柱形主軸834周向延伸。通道880穿過主軸。軸肩 836是與外花鍵897相鄰的結(jié)構(gòu)。在圖8A中示出外花鍵齒839T、841T、843T、845T;用于接 納配合內(nèi)花鍵的齒的空間角/齒槽/槽847T、840S、842S、844S、846S、848S以及刀具后角退 刀部 840R、842R、844R、846R、848R。
[0323] 圖8B是圖8A的工件/主軸831的俯視圖800B，示出了圖8A中所示的特征部。圖 8C是沿圖8B的線8C-8C剖取的圖8B的主軸/工件831的俯視圖的剖視圖800C，示出了齒 槽846S和退刀部846R。
[0324] 圖8D是以立體圖880D示出本發(fā)明的另一個實(shí)施例，S卩，與圖8和圖8A中所示的 工件相似的工件，其中軸肩836A中的周向凹槽836G與外花鍵897A相鄰。在圖8D的視圖 中，示出了凹槽836G和位于該凹槽內(nèi)的斜面836C。在制造圖8D的實(shí)施例的齒槽的過程中， 刀具后角退刀部不必使凹槽836G的功能與退刀部一樣。圖8E是圖8D的俯視圖800E，示 出了圖8D的相同的元件和特征部。圖8F是沿圖8E的線8F-8F剖取的剖視圖，示出了齒槽 846S、凹槽836G和斜面836C。
[0325] 圖8G是沿圖8的線8G-8G獲得的俯視圖，示出了在陽花鍵裝置831的圓柱形部中 成形銑削的外齒槽的刀具，無數(shù)的外齒槽能夠與內(nèi)花鍵的齒相配合。圖8G是結(jié)合圖9C使 用的，以示出刀具的一些方面。
[0326] 圖10是承載件1000的立體圖，該承載件中具有通過成形銑削過程制造的沉孔和 內(nèi)花鍵1020。圖IOA是圖10的俯視圖1000A。承載件包括多個齒1003T、1005T、1007T，所 述多個齒繞裝置的內(nèi)周相等地間隔開。齒槽l〇〇2S、1004S、1006S和1008S繞承載件的內(nèi)周 相等地間隔開，并且能夠與外花鍵齒相配合。如上所述，硬質(zhì)合金切削錐形刀具536被示出 處于在沉孔1020的內(nèi)周中成形銑削齒槽的過程中。
[0327] 公開并要求保護(hù)一種用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，該過程包括固定工件 的步驟以及許多其它步驟。參看圖5和9,工件531A包括上圓柱形部531C和相鄰結(jié)構(gòu)件 532,并且上圓柱形部包括端部或頂部535以及長度。旋轉(zhuǎn)切削刀具536相對于工件的上圓 柱形部531C以傾斜角β取向，當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)切削刀具536是旋轉(zhuǎn)的536R。通過使旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 切削刀具536從其原位置（箭頭541的尖端）移動，而使工件的上圓柱形部的端部535被 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具536接合。旋轉(zhuǎn)切削刀具沿線或矢量539從工件的上圓柱形部的端部 536移動以通過其沿上圓柱形部531C的長度的切削動作來去除材料，并且移入工件531A的 相鄰結(jié)構(gòu)件532以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部505R。諸如齒槽505S的齒槽通過刀具536的 切削動作而形成。接著，旋轉(zhuǎn)切削刀具536沿線或矢量540從工件的相鄰結(jié)構(gòu)件沿旋轉(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn)切削刀具536的傾斜角收回。然后旋轉(zhuǎn)切削刀具沿線或矢量541堅直地返回至其初始 位置（原位置）并且將工件定位以用于下一個成形銑削操作。在切削每個齒槽之后，使工 件531A旋轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)位，使得可以形成另一個齒槽。在兩個間隔開的齒槽之間形成花鍵齒。 然后重復(fù)以下步驟：使工件的上圓柱形部的端部與旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合；使旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)切削刀具從工件的上圓柱形部的端部移動以通過其沿上部的長度的切削動作來去除材 料，并且移入工件的相鄰結(jié)構(gòu)件以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部；并且，沿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具 的傾斜角從工件的相鄰結(jié)構(gòu)件收回該旋轉(zhuǎn)切削刀具。
[0328] 針對該過程，基于以下角度進(jìn)行確定用于外花鍵的旋轉(zhuǎn)切削刀具536的大小的步 驟：刀具錐面夾角2τ，該刀具錐面夾角2τ如上文所述針對圖9E來確定；部分空間夾角 2α，該部分空間夾角2α由設(shè)計者選擇為名義上為60° ;以及傾斜角β。一旦角2τ已 知，就能確定旋轉(zhuǎn)刀具的長度。在成形直徑處確定齒冠半徑，并且刀具錐面延伸得長至足以 到達(dá)部分之外以完全地成形銑削該部分的間隔/槽。剛才所述的過程可制造外花鍵，其中 相鄰結(jié)構(gòu)件是肩部，并且旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部以所述傾斜角在肩部中延伸。
[0329] 根據(jù)圖10和其它圖公開并要求保護(hù)用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的另一個過 程。參看圖10,該過程的步驟包括固定工件，該工件中具有沉孔1020和鄰近該沉孔1020的 相鄰結(jié)構(gòu)件1030C。附圖標(biāo)記1020通常被用于表示沉孔和在沉孔的內(nèi)周上形成的內(nèi)花鍵。 沉孔1020延伸至沉孔接合面1020的深度。沉孔包括端部1001和作為從端部1001至沉孔 接合面1030C的距離的長度。在原位置，旋轉(zhuǎn)切削刀具相對于工件的沉孔1020的端部1001 以傾斜角取向。旋轉(zhuǎn)切削刀具536當(dāng)然是旋轉(zhuǎn)的536R并且與工件的沉孔的端部1001接 合。接著，旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具536從工件的沉孔的端部移動以通過其沿沉孔的長度（從 端部1001至沉孔1020)的切削動作來去除材料，并且移入工件的相鄰結(jié)構(gòu)件1030C以形成 旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部，例如1002R。在形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部之后，旋轉(zhuǎn)切削刀具沿該旋 轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的傾斜角從工件的相鄰結(jié)構(gòu)件收回。
[0330] 該過程的其它步驟包括：使旋轉(zhuǎn)切削刀具返回到初始位置（原位置）；在形成每個 齒槽之后通過旋轉(zhuǎn)工件來使工件轉(zhuǎn)位；并且重復(fù)以下步驟：使工件的沉孔的端部與旋轉(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn)切削刀具接合；使旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具從工件的沉孔的端部移動以通過其沿沉孔的長 度的切削動作來去除材料，并且移入工件的相鄰結(jié)構(gòu)件以形成角形旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部； 并且沿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的傾斜角從工件的相鄰結(jié)構(gòu)件收回旋轉(zhuǎn)切削刀具。
[0331] 剛剛所述的過程可制造內(nèi)花鍵，并且相鄰結(jié)構(gòu)件可以是沉孔接合面，并且旋轉(zhuǎn)切 削刀具退刀部以所述傾斜角延伸到沉孔中。針對該過程，確定旋轉(zhuǎn)切削刀具的大小的步驟 基于刀具錐面夾角來進(jìn)行，該刀具錐面夾角基于部分空間夾角和傾斜角。公開并要求保護(hù) 一種用于制造外花鍵的成形銑削過程。該過程包括確定待由外花鍵承載的負(fù)荷的步驟。負(fù) 荷由應(yīng)用的參數(shù)確定。參看圖4至4C以及圖9至9Β，基于所確定的負(fù)荷選擇用于外花鍵 的節(jié)圓直徑D。然后選擇齒數(shù)Ν，使得圓周齒距CP足夠大并且使得外花鍵的齒足夠大，并且 能夠處理特定的負(fù)荷。然后基于確定的負(fù)荷、所選擇的外花鍵的節(jié)圓直徑、圓周齒距CP、齒 上和軸上的剪切應(yīng)力和壓縮應(yīng)力、花鍵的配合以及在內(nèi)花鍵齒和外花鍵齒之間可獲得的相 互嚙合來確定外花鍵的長度。接下來，選擇刀具傾斜角β，并且還選擇部分空間夾角2α。 部分空間夾角在相當(dāng)大的角度范圍內(nèi)選擇。基于用β和α表達(dá)的算法計算刀具錐面夾角 2τ。一旦刀具錐面夾角2τ已知，則下降至成形直徑的齒冠半徑確定刀具的一端，并且刀 具錐面延伸得長至足以到達(dá)部分之外以形成整個部分。
[0332] 接著，將工件夾緊在適當(dāng)?shù)亩算姷吨?。在夾緊之后，通過適當(dāng)大小的刀具和5軸 Mazak端銑刀利用成形銑削過程來成形銑削工件以形成適當(dāng)?shù)耐饪臻g角（齒槽）。該過程 還包括在工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中成形銑削用于刀具的后角的角形退刀部。通常，工件是圓柱 形的，并且相鄰結(jié)構(gòu)件是軸肩。為了形成成形銑削的花鍵，工件被可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，這能夠繞 工件的周向成形銑削多個相等的空間角（齒槽），以形成周向上間隔開的外花鍵齒。
[0333] 確定刀具的大小的步驟包括使用用傾斜角β和部分空間夾角α表達(dá)的算法，以 獲得刀具錐面夾角2τ。一旦刀具錐面夾角2τ已知，則下降至成形直徑的齒冠半徑確定刀 具的一端，并且刀具錐面延伸得長至足以到達(dá)部分之外以形成完全的部分。通常但不排他 地，傾斜角β優(yōu)選地在30°至60°的范圍內(nèi)，部分空間夾角α優(yōu)選地在40°至75°的范 圍內(nèi)。
[0334] 旋轉(zhuǎn)切削刀具包括硬質(zhì)合金切削部，并且該刀具包括兩個直出屑槽和用于形成角 形花鍵的半徑齒冠。單個出屑槽可以使用于角形應(yīng)用中。假如期望漸開線花鍵，則切削刀 具包括多個漸開線半徑，以形成適當(dāng)?shù)目臻g角（齒槽）和漸開線齒?？梢允褂萌舾蓚€出屑 槽來形成漸開線齒。
[0335] 假如成形銑削直側(cè)面的花鍵，則旋轉(zhuǎn)切削刀具（端銑刀）接近圓柱的形狀，并且傾 斜角接近90°。在相鄰結(jié)構(gòu)件（諸如軸肩）中成形銑削出的退刀部接近圓形路徑，其深度 是圓柱形旋轉(zhuǎn)切削刀具的直徑。
[0336] 公開并要求保護(hù)一種用于制造內(nèi)花鍵的過程，該過程與用于制造外花鍵的過程類 似。該過程包括確定待由內(nèi)花鍵承載的負(fù)荷的步驟，該步驟與以上所述的針對外花鍵的步 驟相同。接著，如上所述選擇配合的外花鍵的節(jié)圓直徑。接著，基于外花鍵裝置的所確定的 負(fù)荷和所選擇的節(jié)圓直徑來確定內(nèi)花鍵裝置的長度。接著，選擇齒數(shù)Ν，使得外花鍵的圓周 齒距足夠大并且使得外花鍵的齒能夠處理負(fù)荷。接著，選擇外部空間夾角2α°，并且利用 公式（2α° _((360/Ν)° ))確定內(nèi)部空間夾角。然后基于用傾斜角β和內(nèi)部分空間夾角 2α° ((360/Ν) ° )表達(dá)的算法確定旋轉(zhuǎn)切削端銑刀具的大小，以得出刀具錐面夾角2τ。 一旦2τ已知，則齒冠半徑位于成形直徑處，并且刀具的另一端延伸得遠(yuǎn)至足以到達(dá)部分 之外以確保完全成形銑削槽/間隔。然后將適當(dāng)?shù)墓ぜA緊在Mazak端銑刀或者市場上銷 售的任何其它多軸端銑刀中。然后利用旋轉(zhuǎn)切削硬質(zhì)合金刀具和端銑刀成形銑削工件，以 在工件中形成適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角。然后在工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中成形銑削旋轉(zhuǎn)切削硬質(zhì)合金刀 具角形退刀部。通常，適當(dāng)?shù)墓ぜ邪ǔ量撞⑶页量桌^而具有內(nèi)周。為了形成適當(dāng)?shù)闹?向間隔開的內(nèi)花鍵齒和相等地間隔開的內(nèi)空間角（齒槽），工件被可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，這能夠繞 工件的內(nèi)周成形銑削多個相等地間隔開的適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角（齒槽），因此形成周向間隔開 的內(nèi)花鍵齒。
[0337] 已根據(jù)本文完全公開的本發(fā)明僅通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了闡述?？梢詫Ρ疚奶?供的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改，并且這些變化和修改具體地包含在本文中，并且這樣的變化 和修改在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種陽花鍵連接裝置，該陽花鍵連接裝置包括： 基部、肩部和圓柱形部； 所述肩部位于所述基部和所述圓柱形部的中間； 所述圓柱形部上包括外花鍵，所述外花鍵中包括多個彼此周向間隔開的齒槽，以在相 鄰齒槽之間形成多個齒，所述齒槽由相鄰的齒的側(cè)面和與所述相鄰的齒接合的齒根過渡曲 面形成；并且 所述多個齒槽中的每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延 伸到所述陽花鍵連接裝置的所述肩部和所述基部中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽花鍵連接裝置，其中，所述外花鍵的所述多個齒中的每個 均包括角形側(cè)面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽花鍵連接裝置，其中，所述外花鍵的所述多個齒中的每個 均包括直側(cè)面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽花鍵連接裝置，其中，所述外花鍵的所述多個齒中的每個 均包括漸開線側(cè)面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽花鍵連接裝置，其中，所述外花鍵的所述多個齒中的每個 均包括全曲側(cè)面。
6. -種陰軸環(huán)連接裝置，該陰軸環(huán)連接裝置包括： 基部和上部； 大體圓柱形的轂部，所述轂部中包括內(nèi)花鍵； 所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面中； 所述內(nèi)花鍵中包括多個彼此周向間隔開的齒槽，以在相鄰齒槽之間形成多個齒，所述 齒槽由相鄰的齒的側(cè)面和與所述相鄰的齒接合的齒根過渡曲面形成；并且 所述多個齒槽中的每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延 伸到所述沉孔接合面中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的陰軸環(huán)連接裝置，其中，所述內(nèi)花鍵的所述多個齒中的每個 均包括角形側(cè)面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的陰軸環(huán)連接裝置，其中，所述內(nèi)花鍵的所述多個齒中的每個 均包括直側(cè)面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的陰軸環(huán)連接裝置，其中，所述內(nèi)花鍵的所述多個齒中的每個 均包括漸開線側(cè)面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的陰軸環(huán)連接裝置，其中，所述內(nèi)花鍵的所述多個齒中的每個 均包括全曲側(cè)面。
11. 一種花鍵連接裝置，該花鍵連接裝置包括： 陽花鍵裝置，所述陽花鍵裝置包括：基部、肩部和圓柱形部；所述肩部位于所述基部和 所述圓柱形部的中間；所述圓柱形部上包括外花鍵，所述外花鍵中包括多個彼此周向間隔 開的第一齒槽，以在相鄰的第一齒槽之間形成外花鍵齒，所述第一齒槽中的每個均由相鄰 的外花鍵齒的側(cè)面和與所述相鄰的外花鍵齒接合的齒根過渡曲面形成；并且所述多個第一 齒槽中的每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地并且成圓錐形地 延伸到所述陽花鍵裝置的所述肩部和所述基部中； 陰軸環(huán)裝置，所述陰軸環(huán)裝置包括：基部和上部；大體圓柱形的具有內(nèi)周的轂部，所述 轂部中包括內(nèi)花鍵；所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面中；所述內(nèi)花鍵中包括多個彼此周向間 隔開的第二齒槽，以在相鄰的第二齒槽之間形成內(nèi)花鍵齒，所述第二齒槽由相鄰的內(nèi)花鍵 齒的側(cè)面和與所述相鄰的內(nèi)花鍵齒接合的齒根過渡曲面形成；并且所述多個第二齒槽中的 每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地并且成圓錐形地延伸到所 述沉孔接合面中； 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均位于所述內(nèi)花鍵的所述多個第二齒槽中 的相應(yīng)一個中；并且 所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均位于所述外花鍵的所述多個第一齒槽中 的相應(yīng)一個中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均與所述多個內(nèi)花鍵齒中的兩個互相嚙合， 并且所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均與所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的兩個相互嚙合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中，所述陽花鍵裝置的所述外花鍵的所 述多個外花鍵齒中的每個均具有第一長度，并且所述陰軸環(huán)裝置的所述轂部的所述內(nèi)花鍵 的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均具有第二長度，并且所述第一長度和所述第二長度相等。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的花鍵連接裝置，其中，所述陽花鍵裝置的所述外花鍵的所 述多個外花鍵齒中的每個均具有第一長度，并且所述陰軸環(huán)裝置的所述轂部的所述內(nèi)花鍵 的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均具有第二長度，并且所述第一長度和所述第二長度相等。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的花鍵連接裝置，其中，所述第一長度是所述陽花鍵裝置的 所述外花鍵的有效表面寬度，并且所述第二長度是所述陰軸環(huán)裝置的所述內(nèi)花鍵的有效表 面寬度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述陽花鍵裝置的所述圓柱形部與所述大體圓柱形的轂部的所述沉孔接合面接合，所 述轂部在所述陰軸環(huán)裝置的所述上部中凹進(jìn)；并且 所述陽花鍵裝置的所述肩部與所述陰軸環(huán)部的所述上部接合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的花鍵連接裝置，其中： 所述陽花鍵裝置的所述圓柱形部與所述大體圓柱形的轂部的所述沉孔接合面接合，所 述轂部在所述陰軸環(huán)裝置的所述上部中凹進(jìn)；并且 所述陽花鍵裝置的所述肩部與所述陰軸環(huán)部的所述上部接合。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒的一部分與所述多個內(nèi)花鍵齒的一部分相互嚙合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均包括角形側(cè)面；并且 所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均包括角形側(cè)面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均包括直側(cè)面；并且 所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均包括直側(cè)面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均包括漸開線側(cè)面；并且 所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均包括漸開線側(cè)面。
22. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的花鍵連接裝置，其中： 所述外花鍵的所述多個外花鍵齒中的每個均包括全曲側(cè)面；并且 所述內(nèi)花鍵的所述多個內(nèi)花鍵齒中的每個均包括全曲側(cè)面。
23. -種花鍵連接裝置，該花鍵連接裝置包括： 陽構(gòu)件，所述陽構(gòu)件包括：肩部和圓柱形部；所述圓柱形部上包括上表面和外花鍵，所 述外花鍵中包括多個彼此周向間隔開的第一齒槽，以在相鄰的第一齒槽之間形成外花鍵 齒，所述多個第一齒槽中的每個均包括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度 地延伸到所述陽構(gòu)件的所述肩部中； 陰構(gòu)件，所述陰構(gòu)件包括：基部和上部；大體圓柱形的具有內(nèi)周的轂部，所述轂部中包 括內(nèi)花鍵；所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面中；所述內(nèi)花鍵中包括多個彼此周向間隔開的第 二齒槽，以在相鄰的第二齒槽之間形成內(nèi)花鍵齒，所述第二齒槽由相鄰的內(nèi)花鍵齒的側(cè)面 和與所述相鄰的內(nèi)花鍵齒接合的齒根過渡曲面形成；并且所述多個第二齒槽中的每個均包 括用于刀具后角的花鍵退刀部，該花鍵退刀部成角度地延伸到所述沉孔接合面中； 所述外花鍵的所述外齒具有第一長度，并且所述內(nèi)花鍵的所述內(nèi)齒具有第二長度，所 述第一長度和所述第二長度相等； 所述陽構(gòu)件和所述陰構(gòu)件聯(lián)接在一起，所述陽構(gòu)件的所述肩部與所述陰構(gòu)件的所述上 部接合，所述陽構(gòu)件的所述圓柱形部的所述上表面與所述陰構(gòu)件的所述沉孔接合面接合， 所述外花鍵的所述外齒沿所述外齒所述第一長度和所述內(nèi)齒的所述第二長度與所述內(nèi)花 鍵的所述內(nèi)齒完全地互相嚙合，使得所述接合部的有效表面寬度等于所述外齒和所述內(nèi)齒 的長度。
24. -種花鍵連接裝置，該花鍵連接裝置包括： 陽構(gòu)件，所述陽構(gòu)件包括：肩部和圓柱形部；所述圓柱形部上包括上表面；所述陽構(gòu)件 的所述圓柱形部從所述肩部延伸，并且包括具有第一長度的外花鍵； 陰構(gòu)件，所述陰構(gòu)件包括：基部和上部；所述上部中包括沉孔，該沉孔中具有內(nèi)花鍵， 所述內(nèi)花鍵具有第二長度；所述內(nèi)花鍵終止在沉孔接合面中； 所述陽構(gòu)件和所述陰構(gòu)件聯(lián)接在一起，所述陽構(gòu)件的所述肩部與所述陰構(gòu)件的所述上 部接合，所述陽構(gòu)件的所述圓柱形部的所述上表面與所述陰構(gòu)件的所述沉孔接合面接合， 所述第一長度和所述第二長度相等，所述外花鍵與所述內(nèi)花鍵完全地互相嚙合，并且所述 連接件的所述有效表面寬度等于所述花鍵的所述第一長度和所述第二長度。
25. -種用于制造外花鍵的過程，該過程包括以下步驟： 確定待由所述外花鍵承載的負(fù)荷； 基于所述確定的負(fù)荷選擇所述外花鍵的節(jié)圓直徑； 選擇齒數(shù)，使得圓周齒距足夠大，并且使得所述外花鍵的所述齒足夠大并且能夠處理 所述負(fù)荷； 基于所述確定的負(fù)荷和所述外花鍵的所述選擇的節(jié)圓直徑確定所述外花鍵的長度； 選擇刀具傾斜角β ; 選擇部分空間夾角α ; 基于用β和α表達(dá)的算法確定刀具錐面夾角2 τ ; 基于所需要的實(shí)際的外花鍵尺寸確定所述刀具的大??； 將適當(dāng)?shù)墓ぜA緊在端銑刀中； 利用所述刀具和端銑刀在所述工件中銑削適當(dāng)?shù)凝X槽。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，確定所述刀具的大小的所 述步驟包括在所述刀具的一端處形成齒冠半徑，并且確定刀具長度，使得所述刀具錐面延 伸得長至足以到達(dá)所述外花鍵外。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，所述傾斜角β優(yōu)選在30° 至60°的范圍內(nèi)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，所述部分空間夾角α優(yōu)選 在40°至75°的范圍內(nèi)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，該過程還包括以下步驟： 在所述工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中銑削用于所述刀具后角的退刀部。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，所述工件是圓柱形的，并且 所述相鄰結(jié)構(gòu)件是軸肩。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，該過程還包括以下步驟： 使所述工件可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，并且使能夠繞所述工件的周向銑削多個相等地間隔開的齒 槽，以形成周向間隔開的外花鍵齒。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，所述刀具包括兩個直出屑 槽和一半徑齒冠。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造外花鍵的過程，其中，所述刀具包括多個漸開線 半徑，以形成所述適當(dāng)?shù)目臻g角、即齒槽和漸開線齒。
34. -種用于制造內(nèi)花鍵的過程，該過程包括以下步驟： 確定待由所述內(nèi)花鍵承載的負(fù)荷； 選擇配合外花鍵的節(jié)圓直徑； 基于所述確定的負(fù)荷和所述外花鍵裝置的所述選擇的節(jié)圓直徑確定所述內(nèi)花鍵裝置 的長度； 選擇齒數(shù)Ν，使得所述外花鍵的圓周齒距足夠大，并且使得所述外花鍵的所述齒能夠處 理所述負(fù)荷； 選擇外部空間夾角2α° ; 利用公式2α ° -((360/Ν)° )確定內(nèi)部空間夾角； 選擇刀具傾斜角β ; 基于用所述刀具傾斜角β和所述內(nèi)部空間夾角2α ° _((360/Ν)° )表達(dá)的算法確定 刀具錐面夾角2τ ; 確定所述刀具的大小，以在所述刀具的一端處在所述成形直徑處確定齒冠半徑，并且 使所述刀具錐面延伸得長至足夠到達(dá)所述部分之外以形成所述刀具的第二端； 將適當(dāng)?shù)墓ぜA緊在端銑刀中； 利用所述刀具和端銑刀在所述工件中銑削適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角、即齒槽。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的用于制造內(nèi)花鍵的過程，該過程還包括以下步驟： 在所述工件的相鄰結(jié)構(gòu)件中銑削退刀部。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的用于制造內(nèi)花鍵的過程，其中，所述適當(dāng)?shù)墓ぜ邪ǔ?孔，所述沉孔具有內(nèi)周。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的用于制造內(nèi)花鍵的過程，該過程還包括以下步驟： 使所述工件可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)位，并且使能夠繞所述工件的所述內(nèi)周銑削多個相等地隔開的 適當(dāng)?shù)膬?nèi)空間角、即齒槽，以形成周向間隔開的內(nèi)花鍵齒。
38. -種用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，該過程包括以下步驟： 固定工件，所述工件包括上圓柱形部和相鄰結(jié)構(gòu)件，并且所述上圓柱形部包括端部和 長度； 使旋轉(zhuǎn)切削刀具相對于所述工件的所述上圓柱形部以傾斜角取向； 旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)切削刀具； 使所述工件的所述上圓柱形部的所述端部與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合； 沿所述工件的所述上圓柱形部的所述長度從所述工件的所述上圓柱形部的所述端部 移動所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具，以從所述工件的所述上圓柱形部去除材料，并且將所述旋 轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中，以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部；并且 沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋 轉(zhuǎn)切削刀具。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，該過程還包括以下 步驟： 使所述旋轉(zhuǎn)切削刀具返回至初始位置； 使所述工件轉(zhuǎn)位； 重復(fù)以下所述步驟：使所述工件的所述上圓柱形部的所述端部與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削 刀具接合；沿所述工件的所述上圓柱形部的所述長度從所述工件的所述上圓柱形部的所述 端部移動所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具，以從所述工件的所述上圓柱形部去除材料，并且將所 述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中，以形成旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部； 并且，沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋 轉(zhuǎn)切削刀具。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，其中，所述花鍵是 外花鍵，所述相鄰結(jié)構(gòu)件是軸肩，并且所述旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部以所述傾斜角延伸至所述 軸肩中。
41. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，其中，所述花鍵是 外花鍵，并且基于所述刀具的所述刀具錐面夾角、所述部分空間夾角以及所述傾斜角確定 所述旋轉(zhuǎn)切削刀具的大小。
42. -種用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，該過程包括以下步驟： 固定工件，所述工件中包括沉孔和相鄰結(jié)構(gòu)件，所述沉孔包括端部和長度； 使旋轉(zhuǎn)切削刀具相對于所述工件的所述沉孔的所述端部以傾斜角取向； 旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)切削刀具； 使所述工件的所述沉孔的所述端部與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接合； 沿所述沉孔的所述長度從所述工件的所述沉孔的所述端部移動所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削 刀具，并且將所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中以形成旋轉(zhuǎn)切削 刀具退刀部；并且 沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件收回所述旋 轉(zhuǎn)切削刀具。
43. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，該過程還包括以下 步驟： 使所述旋轉(zhuǎn)切削刀具返回至初始位置； 使所述工件轉(zhuǎn)位； 重復(fù)以下所述步驟：使所述工件的所述沉孔的所述端部與所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具接 合；沿所述沉孔的所述長度從所述工件的所述沉孔的所述端部移動所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀 具，并且將所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具移入所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu)件中，以形成旋轉(zhuǎn)切削 刀具退刀部；并且，沿所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)切削刀具的所述傾斜角從所述工件的所述相鄰結(jié)構(gòu) 件收回所述旋轉(zhuǎn)切削刀具。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，其中，所述花鍵是 內(nèi)花鍵，所述相鄰的結(jié)構(gòu)是沉孔接合面，并且所述旋轉(zhuǎn)切削刀具退刀部以所述傾斜角延伸 至所述沉孔中。
45. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的用于鄰近相鄰結(jié)構(gòu)件制造花鍵的過程，其中： 所述花鍵是內(nèi)花鍵； 基于作為部分空間夾角和所述傾斜角的函數(shù)的刀具錐面夾角來確定所述旋轉(zhuǎn)切削刀 具的大?。? 齒冠半徑形成在所述成形直徑處以確定所述刀具的第一端，并且所述刀具錐面延伸得 長至足以到達(dá)所述花鍵外，以形成所述刀具的第二端。
【文檔編號】B23F21/12GK104279209SQ201110323718
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月2日
【發(fā)明者】D·E·菲布斯, W·H·哈伊沃德 申請人:費(fèi)爾菲爾德制造公司