大型軸類工件快速劃線工具的設計與應用

齊齊哈爾北方機器有限責任公司 (黑龍江 161000) 李 娟 劉 敏 黑玉龍 李龍海 趙翔宇

1.傳統的劃線方法

通過加工所獲得的半成品，基準通常是已加工過的外圓。再以外圓為基準劃出與中心對稱的鍵槽線。傳統的方法是在平臺上，通過滾輪支架或可調V形鐵支承工件不同軸徑的外圓，然后調整V 形鐵的高低，用水平儀等對工件進行找正，使工件的軸心線與劃線平臺平行。然后調整可調式高度尺，將軸的外圓最高點和最低點分中，找出對稱中心線后，將高度尺再分別向上下調1/2 鍵槽寬度尺寸，劃出鍵槽線。

大型軸類工件毛坯直徑大、長度長、重量大，每次劃線都要上平臺，吊運不方便，也很費時間，調整時也不安全。筆者針對這一情況，設計出快速劃線工具“軸類鍵槽劃線器”，工件可以不用上平臺，在地面上或地面支架上即可完成劃線操作。

2.軸類工件鍵槽劃線器的設計原理

(1)設計原理:由于軸類工件在幾何學中是圓的延伸體，根據圓的性質:“圓外一點到圓的兩條切線相等，它的角平分線，平分角且經過圓心”我們能知道，只要找出兩條切線的角平分線就可以找到圓的中心線。軸類工件的鍵槽的對稱中心線也正是圓的中心線。在設計原理上首先確定出一個V 形塊，V 形塊在和圓柱體相切接觸時就符合了圓的切線定理，將尺寸A的上下面與V 形塊的角平分線分別平行且相等(見圖1)，這樣就可以滿足劃線操作的要求。在設計V 形塊的夾角時，考慮到在外形尺寸A 不變的情況下，增大角度能增加V 形塊的尺寸B，有利于安裝調節螺栓，所以不采用90°夾角，而采用120°夾角。

圖1 設計原理

(2)組合劃線小平臺的設計:從上述原理的講述當中，我們只要把尺寸A 的兩個平面除以2 就得到了V 形塊的角平分線也就是圓的中心線，即尺寸H=A/2。在V 形塊尺寸A 的任何一面，通過一個彎板6和緊定螺栓7 將一塊長條的可自由伸縮的平鐵1 與V形塊3 的下面緊密貼合，建立起一個組合劃線小平臺(見圖2)，用以安放劃線盤，配合劃出工件鍵槽中心線和寬度線。但需要解決如何將其固定在工件上使它懸浮起來。在設計中在V 形塊內加上了手動磁力裝置，劃線時打開磁力開關手柄4，使V 形塊完全吸附在工件的外圓面上，完成劃線后關掉磁力開關，即可輕松取下組合劃線小平臺。

圖2 組合劃線小平臺

(3)卡規式劃線盤的設計:為了配合組合劃線小平臺，快速地劃出軸類工件鍵槽中心及寬度尺寸線，特別設計了一個卡規式劃線盤(見圖3)。圖3中高度尺寸H 與圖2 中尺寸H 一致，這樣當卡規式劃線盤的C 面放在組合劃線小平臺的C 面上時，就可以直接獲得中心線D 面，即底座4 和劃針1 的貼合面。松開夾緊螺母2，在D 面上加墊1/2 鍵槽寬度尺寸的塊規，即可劃出鍵槽線。

圖3 卡規式劃線盤

3.軸類工件鍵槽劃線器的應用

通過對圖2、圖3 進行了組合使用，將圖3 的C面放在圖2 的C 面上，劃針1 的D 面劃針尖處即為圓的中心線。再配合鋼板尺、直角尺、塊規和R 規等工具，就可以完成對軸類工件鍵槽的劃線操作。其具體操作步驟分以下兩步:

圖4 劃中心線方法示意圖

(1)先劃出鍵槽的對稱中心線:如圖4 所示，將工件置于地面上或放在地面支架上，將底面墊平，用楔鐵或木楔將工件固定住，防止其滾動。按照產品圖的要求，將紫色涂在要劃的鍵槽位置上之后，將平鐵1 伸出長度調整好后，利用夾緊裝置6 將平鐵1 固定在V 形塊3 的下面，然后將V 形塊3 靠在軸的外圓表面上，再把小水平儀放在V 形塊3 上面，使V形塊3 在軸的徑向方向上汽泡為零，打開磁力開關4，使它吸附在軸的外圓表面上。移動卡規式劃線盤7，即可劃出一條鍵槽的對稱中心線。

(2)劃鍵槽寬度尺寸線:如圖5 所示，在劃線盤5 (見圖3)的D 面上加墊1/2 鍵槽寬度尺寸的塊規4，即可劃出鍵槽的一側寬度尺寸線。松開可調螺母7，將平鐵1 調轉180°，通過夾緊裝置8 將平鐵1與V 形塊3 的上面緊密貼合。再利用劃線盤5 即可劃出鍵槽的另一側寬度尺寸線。然后用直角尺連線劃出槽底尺寸線。劃完后，關掉磁力開關6，即可取走劃線器。用鋼板尺截取軸向鍵槽尺寸，R 規輪圓劃出鍵槽端部R 線，即完成鍵槽劃線操作。

圖5 劃鍵槽線方法示意圖

4.結語

軸類鍵槽劃線器的優點:

(1)對一些超過平臺的長度較長、重量大的軸類工件，有著明顯的應用效果，可以節省吊裝和找正的時間，提高劃線的效率。

(2)工件不用上平臺就可以進行劃線操作，應用起來特別安全，方便快捷。

(3)適用于半成品時劃鍵槽以及與中心線對稱的槽等，改變了劃鍵槽線時離不開平臺的老傳統，創新了劃線方法，值得推廣。