首页 理论教育 键槽加工的最佳方法

键槽加工的最佳方法

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:前者可用三面刃盘铣刀加工,后两者只能用立铣刀和键槽铣刀加工。这种方法不仅装夹方便,而且能保证键槽与轴线的对称度要求。因此,无论在卧式铣床还是在立式铣床上加工,键槽的对称度均不受外径变化的影响。2)立铣刀或键槽铣刀对中心。

键槽加工的最佳方法

各种传动轴上安装键的沟槽称为键槽。键槽按其槽底形状可分为平键槽及半圆键槽(俗称月牙键槽)两类。铣削平键槽实质是在轴上铣直角沟槽,这种平键槽有敞开式、封闭式及半封闭式三种。前者可用三面刃盘铣刀加工,后两者只能用立铣刀和键槽铣刀加工。

1.键槽的铣削工艺要求

键槽是要与键配合的,键槽宽度的尺寸精度要求较高,两侧面的表面精度要求高,键槽与轴线的对称度也有较高的要求,键槽深度的尺寸一般要求不高。

2.工件的装夹与找正方法

(1)工件的装夹 轴是圆柱形工件,对轴上键槽的轴线有对称度要求,因此要求工件在装夹时,保证键槽中心线与轴线重合。轴类零件的装夹方法较多,可按工件的生产量和工厂所具备的条件,采用不同的装夹形式。

1)用机用平口钳装夹(图3-3a)。当工件直径有变化时,工件中心在钳口内也会产生变动,如图3-3b所示,影响键槽的对称度和深度尺寸。但装夹简便、稳固,适用于单件生产。若轴的外圆已精加工过,也可用此装夹方法进行批量生产。

978-7-111-43277-7-Chapter03-3.jpg

图3-3 用机用平口钳装夹工件

2)用V形块装夹(图3-4)。其特点是工件中心只在V形槽的角平分线上,随直径的变化而上下变动。因此,当铣刀的中心线或盘形铣刀的对称线对准V形块的角平分线时,能保证键槽的对称度。在铣削一批直径有偏差的工件时,虽对铣削深度有影响,但变化量一般不会超过槽深的尺寸公差,如图3-4a所示。当工件直径有变化时,键槽的对称度会有影响。直径在20~60mm内的长轴,可直接装夹在工作台的T形槽口上,此时T形槽口的倒角起到V形槽的作用,如图3-4b所示。

3)用轴用虎钳装夹(图3-5)。这种方法不仅装夹方便,而且能保证键槽与轴线的对称度要求。

978-7-111-43277-7-Chapter03-4.jpg

图3-4 用V形块装夹工件

978-7-111-43277-7-Chapter03-5.jpg

图3-5 用轴用虎钳装夹工件

4)用分度头和尾架装夹。用分度头主轴和尾架两顶尖装夹工件,用分度头上自定心卡盘和尾架顶尖装夹工件。采用这种方法装夹工件时,工件轴线位置不会因外径变化而变化。因此,无论在卧式铣床还是在立式铣床上加工,键槽的对称度均不受外径变化的影响。

(2)工件的找正方法 工件装夹完毕,要求使工件的轴线与进给方向平行,且与工作台台面平行。所以要先找正工件的上母线。在装夹长轴时,最好用一对尺寸相等且底面有键的V形块,以节省找正时间。

3.调整铣刀对工件的位置

键槽除了宽度方面的尺寸精度要求外,还要求键槽的中心线准确地通过工件轴线,以及键槽侧面与工件轴线平行。因此,除了要求铣刀无较大的跳动外,还要求把盘形铣刀的对称线(立铣刀或键槽铣刀的中心线)与工件的轴线对准,就是通常所说的“对中心”。调整铣刀与工件的位置方法有很多,现介绍以下几种。

978-7-111-43277-7-Chapter03-6.jpg

图3-6 擦边对中心法

(1)擦边对中心法 若用立铣刀或用较大直径的盘形铣刀加工时(图3-6),先在工件侧面贴一张薄纸,开动机床,当铣刀擦到薄纸后,向下退出工件再横向移动。

用盘形铣刀时移动距离为

978-7-111-43277-7-Chapter03-7.jpg

用立铣刀或键槽铣刀时移动距离为

978-7-111-43277-7-Chapter03-8.jpg

式中 A——工作台移动距离(mm);

D——工件直径(mm);

d——铣刀直径(mm);

δ——纸厚(mm);

B——铣刀宽度(mm)。

(2)切痕对中心法 这种方法使用简便,是最常用的对中心法,但精度不高。

1)盘形铣刀对中心(图3-7a)。先把工件粗调到铣刀的中心位置上,开动机床,在工件表面上切出一个接近于铣刀宽度的椭圆形刀痕(痕迹不能过大,以免铣削不掉而造成废品),然后移动横向工作台,使铣刀落在椭圆的中心位置。

2)立铣刀或键槽铣刀对中心(图3-7b)。其原理和盘形铣刀的切痕对中心方法相同,只是切痕是一个小平面,应尽量使小平面为正方形,其边长等于铣刀直径,便于对中心。

(3)用游标卡尺测量对中心(图3-8) 当盘形铣刀或立式铣刀中心通过工件轴线时,测量的距离A应为

978-7-111-43277-7-Chapter03-9.jpg

图3-7 切痕对中心法

978-7-111-43277-7-Chapter03-10.jpg

图3-8 游标卡尺测量对中心

978-7-111-43277-7-Chapter03-11.jpg

式中 A——测量的距离(mm);

T——角尺宽度(mm);

D——轴的直径(mm);

B——盘形槽铣刀宽度(mm);

d——立铣刀直径(mm)。(www.xing528.com)

(4)利用百分表对中心 当工件用自定心卡盘夹具装夹时,先将一只杠杆式百分表的测头与工件外圆一侧最突出的母线接触(图3-9a),再用手转动主轴,记下百分表的最小读数,然后降下工作台,退出工件,并将主轴转过180°。用同样的方法,在工件外圆的另一侧也测得百分表最小读数,然后调整工作台,使两侧读数差不超过允许范围为止。用V形块装夹,如图3-9b所示,用机用平口钳装夹,如图3-9c所示,调整原理同前。

4.键槽的铣削方法

(1)铣削敞开式键槽 车床光杠上的键槽和铣床刀轴上的键槽等都属于敞开式键槽。这类键槽一般都采用盘形键槽铣刀来铣削。这种长轴零件,若是单件生产或一批外径经磨削的工件,可用机用平口钳装夹进行铣削(图3-10)。为避免工件伸出钳口太长而产生振动和弯曲,应采用分度头自定心卡盘加后顶尖来装夹,中间用千斤顶支撑。

(2)铣削封闭式键槽 现以图3-11所示的传动轴为例,说明铣削方法与步骤。

978-7-111-43277-7-Chapter03-12.jpg

图3-9 利用百分表对中心

1)看清图样。由图样可知,键槽的技术要求有:键槽宽度尺寸及偏差为12+0.30mm;键槽深度尺寸及偏差图中未直接注出,经尺寸链换算为5+0.20mm;键槽对传动轴线的对称度公差是0.05mm;键槽长度尺寸为90mm;键槽的两侧面表面粗糙度值为Ra=3.2μm。

2)选择铣刀。选择直径为12mm的高速工具钢键槽铣刀加工。

978-7-111-43277-7-Chapter03-13.jpg

图3-10 铣削长轴上的键槽

978-7-111-43277-7-Chapter03-14.jpg

图3-11 传动轴的铣削

3)装夹工件。根据传动轴上键槽的技术要求,选择轴用虎钳装夹工件(图3-12)。若无这种虎钳,可用V形块和夹板来装夹。

4)调整铣刀的位置。由于键槽的对称度要求较高,故可利用百分表来找正铣刀的位置。

5)确定铣削用量。在X5030(X52K)型立式铣床上以一次铣准深度的方法为宜。选用铣削速度为20m/min,每齿进给量采用0.025mm。则主轴转速采用475r/min,进给量采用30mm/min。

6)进行铣削。在开动铣床进行铣削时,应注意的问题是,在铣刀切削深度到铣削宽度接近铣刀直径时,观察轴的一侧是否出现台阶的现象(图3-13)。若有,应及时加以调整。另外,应防止由于铣刀受铣削力的作用将键槽铣偏。

978-7-111-43277-7-Chapter03-15.jpg

图3-12 铣轴上的封闭式键槽

978-7-111-43277-7-Chapter03-16.jpg

图3-13 铣刀与轴不对称中心

7)检测。用游标卡尺测量10mm、90mm、350-0.2mm尺寸,用百分表测量对称度要求,用塞尺或内径千分尺测量12+0.30mm尺寸,目测Ra6.3μm、Ra3.2μm。一般有如下三种检验。

键槽尺寸精度的检验:键槽的宽度通常用塞规来检验,其他尺寸用游标卡尺来检验。对封闭式键槽的槽深,检验时可在键槽内放一块比键槽深度略大的块规,再用游标卡尺测量(图3-14a)。测得的尺寸减去块规的尺寸即为槽底到圆柱面的尺寸。键槽深度还可以用千分尺来测量(图3-14b)。

键槽对称度的检验:选取一块与键槽宽度相等的矩形量块插入键槽中(量块在键槽中不能松动),用百分表将平面A找正到与工作面平行,并记下百分表的读数,然后将工件旋转180°。用同样的方法将B面找正到与工作面平行,也测得一读数,两个读数差值之半即为键槽中心对工件轴线的偏移量。其偏移方向是向百分表读数高的一侧偏移。若A面和B面处于水平位置时的读数相同,则说明键槽对称于工件轴线,如图3-15所示。

键槽的综合检验:如图3-16所示,键槽可用样板进行综合检验,一次就能检验出宽度、深度及对称度。

(3)铣削半圆键槽在轴上与半圆键相配合的槽是半圆键槽。这种键槽通常都是在铣床用半圆键槽铣刀铣削半圆键槽和轴上的半圆键槽,如图3-17所示。

978-7-111-43277-7-Chapter03-17.jpg

图3-14 键槽深度的检验

978-7-111-43277-7-Chapter03-18.jpg

图3-15 键槽对称度的检验

978-7-111-43277-7-Chapter03-19.jpg

图3-16 键槽的综合检验

978-7-111-43277-7-Chapter03-20.jpg

图3-17 半圆键槽及铣刀

1)在卧式铣床上铣削。在卧式铣床上铣削时,铣刀在工件的上面,操作者目测方便。铣刀安装时,为增加其刚性,可在挂架上安装顶尖,顶牢半圆键槽铣刀前端顶尖孔,故应用较普遍。在卧式铣床铣削时,工件只作垂直进给,由纵向和横向工作台来调整半圆键槽铣刀与工件的相对位置。

2)在立式铣床上铣削。在立式铣床上铣削时,铣刀在工件的侧面,工件只作横向进给,由纵向工作台和升降台来调整铣刀与工件的相对位置。

3)半圆键槽的检验。半圆键槽的宽度用塞规检验,单件生产时,可用游标卡尺或内径千分尺检验;半圆键槽的深度一般采用间接测量的方法来检验(图3-18)。取一块直径和宽度都略小于半圆键槽铣刀尺寸的圆柱体,插入槽内,用游标卡尺测量出S尺寸,则H=S-d。也可用深度游标卡尺或深度千分尺直接测量。

978-7-111-43277-7-Chapter03-21.jpg

图3-18 半圆键槽的检验

不论是在卧式铣床上加工,还是在立式铣床上加工,均应特别注意的是,当加工到深度还有0.5~1mm时,应改为手动进给,否则会使铣削深度过大而造成废品。

5.铣削键槽的质量分析

现将通常情况下铣键出现的质量问题和防治措施列于表3-1中。

表3-1 铣削键槽的质量分析

978-7-111-43277-7-Chapter03-22.jpg

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈