異形法蘭盤端面鍵槽對稱度檢具

山東博特精工股份有限公司 （濟寧 272071） 張啟義 季紅麗 秦 鵬

在自動換刀的機床設計中，比較常用的主軸端部結構為7∶24錐度定位，這種結構錐孔和刀具錐柄并不自鎖，要靠安裝在主軸法蘭盤端面鍵槽內的鍵傳遞扭矩，對端面鍵槽的對稱度要求較高，一般為0.020～0.030mm。主軸法蘭盤一般情況下為圓形，可以通過在鍵槽內放置量塊，用千分尺測量量塊端面至法蘭盤外圓距離的方式，來檢測端面槽的對稱度；而對于方形、矩形、六方形等異形法蘭盤結構形式的主軸，其端面鍵槽的檢測則無法通過以上方式進行。在單件或小批量加工時可以通過將工件放置在檢驗平臺上，用V形架定位，使用帶百分表的測量架來檢測端面鍵槽的對稱度，但這種方式檢測過程繁瑣，在工件的加工過程中要反復進行4～5次的工件裝卸，才能完成工件的加工。為方便該類型零件的加工、檢測，根據此類工件的加工特點設計了一種專用對稱度檢具。

1. 零件結構及加工特點

圖1 零件示意圖

如圖1所示，為該類零件的示意圖，法蘭盤為方形結構，寬度為H，需在淬火前加工至尺寸，端面槽寬B、深度h，對安裝軸頸D的對稱度為0.03mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm。該類零件的工藝流程為：零件粗加工→零件半精加工→銑四方→銑端面槽→鉆端面孔→淬火→零件精加工→磨端面槽。端面槽的磨削使用導軌磨床，以V形架夾持安裝基準軸頸D，工件與工作臺呈T形布置，使工作臺的往復運動與端面槽位置平行，加工前應找正工件安裝基準軸頸上母線、側母線，并對粗加工的端面槽進行找正，以保證加工余量的均勻。在加工過程中應不斷測量槽寬尺寸、對稱度尺寸，并綜合考慮余量，最終保證槽寬尺寸、對稱度、表面粗糙度全部合格。

2. 檢具設計原理

傳統的端面槽對稱度檢驗方法是通過在檢驗平板上，使用V形架支承工件，將支承軸頸母線找平以及將端面槽找平后，使用帶支架的指示表檢驗端面槽兩側的高度差，來計算端面槽的對稱度。其檢驗的基準是檢驗平板，工件的定位以平板為基準，檢驗端面槽的高度差也是以平板為基準，端面槽對稱度基準由支承軸頸轉變為檢驗平板，這種檢驗方式要經過兩次基準轉換，需在專門的檢驗平板上進行，檢驗過程比較繁瑣，并且無法在加工機床上實行在線測量，整個加工過程中需裝卸工件4～5次方可完成。為便于在線測量鍵槽的對稱度，設計了如圖2所示的專用檢具，檢具由量塊、垂直導軌、指示表支架、手柄、百分表、校對量塊等組成。其測量原理為通過量塊直接接觸端面槽側面，通過導軌和支架將指示表直接接觸支承軸頸外圓，使用校對量塊對百分表觸頭與量塊距離的校對，可以直接測量端面槽與支承軸頸的距離，通過計算端面槽兩側的差值，就可以得到端面槽對稱度的數值。量塊的作用是支承整套檢具，其底面與端面槽側面接觸，量塊的高度略小于工件槽寬，以便于檢具在槽內左右滑動，量塊的上下表面的平行度應≤0.005mm，側面對上下表面的垂直度≤0.01mm。導軌應垂直安裝，其作用為支承支架、指示表，可根據工件法蘭盤大小，以及軸頸尺寸上下調節指示表支架位置，調整完畢后分別用螺釘將支架和指示表固定。校對量塊的高度H根據槽寬B、軸頸尺寸D來確定，其計算方式為

圖2 異形法蘭盤端面鍵槽對稱度檢具

H = B/2 + D/2

式中，H為校對量塊高度；B為工件槽寬；D為工件安裝軸頸尺寸。

計算時應綜合考慮槽寬公差、軸頸尺寸公差、對稱度要求。校對量塊應在精密平面磨床上平磨上下平面，并進行研磨，使其上下表面的平行度小于等于0.005mm。

3. 對稱度的檢驗方法

在檢驗前根據工件法蘭盤及軸頸尺寸，將指示表支架調整到合適的位置，并將檢具、校對量塊放置在檢驗平板上，使百分表觸頭接觸校對量塊的上表面，使量塊貼緊檢驗平板左右移動，微調百分表位置，使百分表壓表0.5～0.8mm，在百分表觸頭接觸校對量塊的情況下，將表盤調整到零位。然后放置在平穩處，注意不要使檢具歪倒或用重物碰壓，一旦改變了百分表的位置，就需要重新校對。

在加工過程中，先將工件端面鍵槽的一側及底面磨平，如圖3所示，將對稱度檢具放置在槽內，使量塊緊貼端面鍵槽的側面與底面，左右移動對稱度檢具，記錄百分表經過軸頸最高點時的讀數，與零位的差值就是須去除的余量，一般在加工過程中需再測量一次。加工完成一側后，將工件旋轉180°，再重復以上步驟，就可以完成另外一側的加工與測量。

圖3 異形法蘭盤端面槽對稱度檢驗示意圖