如何计算矩形花键轴铣削参数？

1.单刀铣削平底外花键

（1）铣刀的选择 选用外径尽可能小的直齿三面刃铣刀，以减少铣刀的轴向圆跳动量，使铣削平稳，保证键侧的表面粗糙度（Ra≈3.2µm）。

图4-31 半圆键的铣削方法

用这种方法加工，三面刃铣刀的宽度要选择适当，过宽会铣坏键侧。铣刀最大宽度的计算如图4-32所示，可按下式算出∶

图4-32 铣刀最大宽度的计算

式中 d——花键小径（mm）；

b——花键键宽（mm）；

B′——铣刀最大宽度（mm）；

z——花键齿数。

利用上式即可算出铣刀最大宽度，即花键槽底宽度。

（2）花键改为平底时小径尺寸的确定 因图样标注槽底是圆弧形，所以必须加深键槽深度，才不至于在装配时槽底与轴套相碰，加深后的形状如图4-33所示。改为平底后的小径尺寸，可根据图4-34所示，按下式确定∶

图4-33 平底花键

图4-34 铣削平底花键小径的计算

式中 d——花键小径（mm）；

d′——平底花键小径（mm）；

B′——铣刀最大宽度（mm）。

（3）对刀法 对刀是一项很重要的操作步骤，它的正确与否将影响键宽的尺寸及花键的对称度。对刀方法常用的有下述两种。

1）侧面碰刀法。如图4-35所示，可在工件外圆贴一张薄纸，开动机床使铣刀侧面切削刃刚好接触薄纸，然后下降工作台退出工件，横向移动工作台，工件向铣刀方向移动一个距离S，计算公式为

图4-35 侧面碰刀对刀法

式中 D——工件直径（mm）；

b——花键键宽（mm）。

2）擦表面法（也称切痕法）。这是一种常用的对刀法，对刀完毕后，为了不使工件表面破坏，铣削时必须将刀痕铣去。

（4）铣中间槽 对刀结束后，使工件离开铣刀，工作台上升一个背吃刀量a_p。

式中 D——工件直径（mm）；

d′——花键小径（mm）。

背吃刀量调整后开始铣第一条槽，依次将工件六条槽铣出，得图4-36所示形状。

（5）铣花键两侧 当中间槽铣完后，将分度头转过θ=，工作台移动距离，铣削键的一侧，如图4-37a所示；工作台横向移动2S₁距离，铣削键的另一侧，如图4-37b所示。图中，b为花键键宽（mm）；S₁为第一次移动横向工作台距离（mm）；B为铣刀宽度（mm）。

图4-36 铣中间槽

图4-37 铣花键两侧

2.单刀铣削槽底为圆弧面的外花键

（1）工件校正法 铣削槽底为圆弧面的外花键轴时，工件装夹后需要用百分表进行校正，如图4-38所示，校正内容有以下项目∶

1）工件两端的径向圆跳动量。

2）工件的上母线相对于工作台台面的平行度。

3）工件的侧母线相对于纵向进给方向的平行度。

图4-38 用百分表校正工件

图4-39 铣削键侧

（2）铣削键侧 单刀铣削槽底为弧面的外花键两侧，如图4-39所示，先铣键侧的一面，如图4-39a所示，依次分度将同侧的各面铣完；然后将工作台横向移动S距离（S=B+b），再铣削另一侧面，如图4-39b所示，依次分度将同侧的各面铣完。

在铣削花键时，必须注意应在保证对称度的同时保证键宽尺寸符合图样要求。

（3）铣削方法

1）用锯片铣刀铣削。键侧铣完后，铣槽底圆弧面，一般选取1～2mm宽的小直径锯片铣刀，目的是能尽量铣出靠近键侧处圆弧。铣削前，应先使锯片铣刀对

准工件的中心，如图4-40a所示；然后调整背吃刀量[式中，a_p为调整背吃刀量（mm）；D为工件大径（mm）；d为工件小径（mm）]，再使工件转过一定角度进行铣削，如图4-40b所示。

每铣好一刀后，摇动分度手柄使工件转过一个小角度，继续进行铣削，这样铣出的槽呈多边形。因此，工件转过角度越小，槽底就越接近一个圆弧面，如图4-40c所示。但需注息，在铣削槽底时切不可碰伤键的两侧。

图4-40 用锯片铣刀铣花键槽底圆弧面(www.xing528.com)

2）用成形铣刀铣削。铣削花键槽底圆弧面，也可选用根据花键标准尺寸制成的槽底圆弧成形铣刀，如图4-41所示。采用这种铣削方法，必须使铣刀圆弧中心和工件中心线重合。为此，对刀时应使工件外圆与铣刀的两尖角同时碰到；然后，将分度头转过θ=角；升高工作台至背吃刀量a_p=，使底径达到图样要求，即可铣削。

3）用成形单刀头铣削。当工件数量较多时可采用上述槽底圆弧成形铣刀。如果工件数量较少，又无成形铣刀时，则可用成形单刀头铣削。成形单刀头的刃磨可在工具磨床上进行，也可以在普通砂轮机上刃磨。磨削时，先自制一个圆弧样板（车制一个与花键底径一样大的圆柱体；或用圆规在铜皮上做一个与花键底径一样大的圆，用剪刀剪下，作为刃磨时对刀之用）。对刀方法与成形刀方法相同。铣削时，使工件转过θ=角，如图4-42所示。

图4-41 用成形铣刀铣花键槽底圆弧面

图4-42 用成形单刀头铣花键槽底圆弧面

3.成形铣刀铣削槽底为圆弧面的外花键

（1）选刀与对刀 成批生产时，可采用专用的成形铣刀一次铣出花键槽。与单刀或组合铣刀铣花键相比，成形铣刀具有生产率高、加工质量好、操作简单的特点。

用成形铣刀铣花键时，工件装夹及校正方法与前述相同，现将对刀步骤介绍如下∶对刀时，可先目测使成形铣刀两尖角与工件外圆间隙相等，尽量对准工件轴心；然后开动机床，逐渐升高工作台，使铣刀将工件外圆略微铣出一些，直至刀齿两尖角同时切削到工件，得到相同的刀痕，如图4-43所示。

（2）检查槽底对称性的计算 按键深的3/4先铣一刀，如图4-44a所示，退出工件，使工件顺时针方向转过一个θ=90−角度（式中，z为外花键齿数）。

采用杠杆百分表检查键侧1的高度，如图4-44b所示。然后再将工件逆时针转过2θ，再检查键侧2的高度，如图4-44c所示。如果键侧1和2的高度不等，说明对刀不准。若键侧1比键侧2高Δx，则将工作台横向移动一个距离S，使键侧1向刀具靠拢。工作台横向移动距离S的计算公式为

当z=6时，S=。

图4-43 对刀

图4-44 检查键槽对称性

为了便于计算，也可将上式改写为

S=ΔxK

式中 S——横向工作台移动量（mm）；

Δx——两键侧实测对称度的差值（mm）；

K——系数，计算公式为

K还可根据花键齿数z在表4-17中查取，即可迅速地算出横向工作台移动量S。

表4-17 成形铣刀铣花键的系数K

（3）铣削成形的计算 当键侧1和2铣削至等高后，将工作台横向紧固，并按键深调整好背吃刀量，依次铣削成形，如图4-45所示。如第一次铣削后实测尺寸为b_l，第二次铣削时的升高量H可按下式计算

式中 H——第二次工作台升高量（mm）；

b₁——实测键宽尺寸（mm）；

b——花键键宽尺寸（mm）；

z——花键齿数。

图4-45 成形铣刀铣削花键

4.采用组合铣刀铣削外花键

由于成形铣刀制造比较困难，单刀铣削又较麻烦，生产率较低，因此当工件数量较多时，可采用组合铣刀铣削法，即在刀轴上安装两把三面刃铣刀铣削。

（1）采用三面刃铣刀侧刃铣花键 采用两把直径相同的三面刃铣刀侧刃，使花键的两个键侧同时铣出，如图4-46所示，这样不仅可提高生产率，而且可保证键宽尺寸并简化操作步骤。

用组合铣刀铣削时，工件的装夹和校正与前面相同，但安装在刀轴上，两把铣刀齿间的距离等于键宽b，对刀可用画线法与碰刀法相结合，试切一段后，将工件转过90°，用高度尺、百分表测量对称度。

对刀完毕后，将横向工作台紧固，背吃刀量要比同样要求的再深约0.5mm。当花键各齿侧面都铣好后，再换上凹圆弧铣刀把剩余的尖角依次铣掉。

（2）采用组合铣刀外圆齿铣花键 图4-47所示为利用三面刃铣刀加工偶数花键时的又一种形式。在铣削中，通过分度头分度，可依次将各个齿侧面铣出来。其两铣刀侧面的距离按下式计算∶

图4-46 用三面刃铣刀侧刃铣花键

图4-47 用组合铣刀外圆齿铣花键

式中 L——两铣刀间距离（mm）；

d——花键轴槽底直径（mm）；

b——花键齿的宽度（mm）。

铣花键时，两铣刀侧面距离L也可通过查表4-18获得。

表4-18 铣花键时三面刃铣刀侧面间距离 （单位：mm）

（3）铣削深度的计算 铣削花键时，铣刀对中可采用碰刀法，使铣刀两边切削刃同时切到工件外圆。此法铣削的特点是键宽的对称度易于保证，因铣键宽时由升降手轮来控制，当一刀铣完后，将工件转过180°后再铣一刀测量其键宽，第二次背吃刀量a_p可用下式计算∶

式中 a_p——第二次背吃刀量（mm）；

b₁——实测键宽尺寸（mm）；

b——花键键宽尺寸（mm）。