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      在銑床上如何銑矩形齒花鍵軸?銑矩形齒花鍵軸的加工方法

      時間:2020-08-26 21:19 點擊次數:

      矩形齒花鍵軸是機械設備中廣泛應用的零件之一。批量生產花鍵軸一般是在專用設備上加工的。單件及小批量生產時,通常在臥式銑床或立式銑床上利用分度頭進行銑削加工。通過對花鍵軸的銑削,對進一步熟悉分度頭的使用具有很重要的意義。

      5.1.1 相關工藝知識

      1.花鍵軸知識

      (1)花鍵連接簡介

      在機械傳動中由花鍵軸和花鍵孔組成花鍵連接?;ㄦI連接是傳遞轉矩和運動的同軸偶件,是一種可以傳遞較大轉矩和定心精度較高的連接形式。在機床、汽車等機械的變速箱中,大都采用花鍵齒輪套與花鍵軸配合的滑移作為變速傳動,其應用十分廣泛。

      在花鍵中,按齒廓形狀不同可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類,其中矩形花鍵的齒廓呈矩形,加工容易,應用更為廣泛。矩形花鍵連接的定心(花鍵副工作軸線位置的限定)方式有三種:內徑定心、外徑定心和鍵側定心,如圖1所示。
      銑床加工矩形花鍵連接的定心方式

      成批、大量的外花鍵(花鍵軸)在花鍵銑床上用花鍵滾刀按展成原理加工,這種加工方法具有較高的加工精度和生產率,但必須具備花鍵銑床和花鍵滾刀。在單件、小批量生產或缺少花鍵銑床等專用設備的情況下,常在銑床上利用分度頭裝夾,分度銑削矩形齒花鍵

      。

      (2)矩形齒花鍵的加工方法

      用銑床銑削花鍵軸,主要適用于單件生產或維修,也用于以外徑定心的矩形齒花鍵軸及以鍵側定心的矩形齒花鍵軸的粗加工,這類花鍵軸的外徑或鍵側精度通常由磨削加工來保證。在銑床上對花鍵軸鍵側面的銑削方法主要有三面刃銑刀銑削法和成型銑刀銑削法兩種。成型銑刀制作起來比較困難,所以通常情況下,多采用三面刃銑刀銑削鍵側面,銑削時可分為單刀銑削和組合銑刀銑削。

      當鍵側精度要求較高、加工花鍵軸的數量較多時,可用硬質合金組合銑刀盤銑削鍵側。硬質合金組合銑刀盤上共有兩組銑刀頭,每組兩把,其中一組為銑鍵側用,另一組為加工花鍵兩側倒角用。每組刀的左右刀齒肩距離及中心位置均可根據鍵寬或花鍵倒角的大小及位置調整。

      工件的精銑余量一般為0.15~0.20mm。銑削速度可選取120m/min 以上,進給速度可選取150~375mm/min。精銑后的鍵側表面粗糙度Ra為1.60~0.80μm,一定程度上可代替花鍵磨床的加工。

      2.銑削花鍵軸

      (1)選擇刀具與切削用量

      加工花鍵軸,銑床選用三面刃銑刀銑鍵側,如圖2(a)所示;鋸片銑刀粗銑;成型刀頭精銑小徑圓弧,如圖2(b)所示。
      銑床銑花鍵軸示意圖

      三面刃銑刀的直徑應盡可能小。用單個銑刀銑鍵側時,對于齒數小于6的花鍵,一般無須考慮銑刀的寬度。當齒數多于6時,過大的銑刀寬度將使銑刀與花鍵軸的鄰齒干涉,因此,三面刃銑刀的寬度應小于小徑上兩齒間的弦長。

      (2)裝夾并校正工件

      銑床安裝好分度頭及其尾座后,采用“一夾一頂”的方式裝夾工件。先校正工件兩端的徑向圓跳動,然后校正工件上素線與工作臺臺面平行、側素線與工作臺縱向進給方向平行。

      (3)銑矩形鍵側

      ① 劃線。在工件端面劃線,劃出工件的中心線和鍵寬線。

      ② 裝夾工件。

      ③ 銑床對刀。手動分度頭將工件上劃有鍵寬的線轉至工件上方,并與銑刀相對,通過試切,對正銑刀中心。調整三面刃銑刀使其端面刃距鍵寬線一側約0.3~0.5mm。開動機床,上升工作臺,使銑刀輕輕劃過工件。然后縱向退出工件,根據側吃刀量ae(切深值)調整工作臺上升量H。工作臺上升量H可按下式調整:

      式中 H——工作臺上升量;

      D——花鍵外徑;

      d——花鍵內徑。

      ④ 試銑。按H值上升工作臺,即確定銑削鍵齒的深度。試銑削鍵側。

      ⑤ 銑床銑出一個鍵側面。試銑后把90°角尺的尺座緊貼工作臺面,尺苗側面緊靠工件一側。測量鍵側距尺苗的水平距離S。在理論上,水平距離S與其外徑D和鍵寬b的關系為:

      式中 S——尺苗的水平距離;

      D——外徑;

      b——鍵寬。

      實測尺寸若與理論值不相符,則按差值重新調整橫向工作臺位置,再次試銑后重新測量,直至符合要求。若齒側還要進行精銑工序,則調整時可考慮單側留出0.15~0.2mm的余量。

      ⑥ 銑出所有齒同一面齒側面。銑出一個齒的側面后,鎖緊橫向工作臺,依次分度定位,逐一銑出各齒同一面齒側面。

      ⑦ 銑出另一面齒側面。完成鍵齒同一側面的銑削后,將工作臺橫向移動一個距離A,如圖3所示,銑削鍵齒的另一側面,通過試切,達到加工要求。

      由圖3可知,工作臺移動距離A與銑刀寬度B和鍵寬b的關系為:

      銑床銑削花鍵步驟圖

      ⑧ 銑床銑出所有齒另一面齒側面。銑出一個齒的另一側面后,鎖緊橫向工作臺,依次分度定位,逐一銑出各齒另一面齒側面。

      (4)矩形外花鍵檢測

      檢測外花鍵的方法與檢測鍵槽的方法基本相同,在單件和小批量生產時,使用千分尺檢測鍵的寬度,用千分尺檢測小徑,等分精度由分度頭保證,必要時可用百分表檢測外花鍵鍵側的對稱度,如圖4(a)所示,在成批和大量生產中,可用如圖4(b)所示的綜合量規檢測。檢測時,先用千分尺或卡規檢測鍵寬,在鍵的寬度不小于最小極限尺寸的條件下,以綜合量規能通過為合格。
      銑床加工矩形外花鍵檢測

      (5)銑小徑圓弧面

      ① 鋸片銑刀粗銑。矩形齒之間的槽底有凸起余量,需用厚度2~3mm的細齒鋸片銑刀,把槽底修銑成接近圓弧的折線槽底面。

      銑床用鋸片銑刀銑削小徑圓弧時,應先將銑刀對準工件的中心,然后將工件轉過一個角度,調整好切削深度,開始銑削槽底圓弧面。銑槽底面時每完成一次切削,將工件轉過一個角度后再次銑削。每次工件轉過的角度越小,銑削進給的次數就越多,槽底就越接近圓弧面。

      ② 成型刀頭精銑。用鋸片銑刀粗銑小徑圓弧后,用成型刀頭精銑槽底圓弧面。將成型刀頭通過專用的刀夾裝夾在銑刀軸上。成型刀頭需要對中心,使圓弧刀頭以花鍵軸的軸線為中心。其方法是使花鍵兩肩部同時與刀頭圓弧接觸,即刀頭對正中心。刀頭對中后將工件轉過1/2個花鍵等分角,使花鍵軸小徑與成型刀頭圓弧相對。

      啟動銑床主軸之前應先手動轉動主軸,而成型刀刃不碰工件,然后將主軸轉速調至300r/min,啟動主軸,試銑圓周上相對的兩段小徑圓弧,然后用千分尺檢測槽底圓弧直徑。尺寸符合要求后,銑削其余各段小徑圓弧。

      3.檢驗

      在單件、小批量生產中,一般用通用量具(游標卡尺、千分尺和百分表等)對花鍵軸各單一檢測要素的偏差進行檢測。

      在銑床大批量生產中,對花鍵軸的檢驗則通過綜合量規和單項止端量規相結合的方法。用綜合量規可同時檢驗內徑、外徑、鍵寬的尺寸,以及其位置尺寸等項目的綜合影響,以保證花鍵的配合要求和安裝要求。綜合量規相當于通端卡規,因此還需與單項止端量規(卡板)共同使用。檢驗時若綜合量規通端通過,而止端不通過,則花鍵合格。

      矩形齒外花鍵加工質量如下表所示。

      矩形齒外花鍵加工質量

       


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