大型軸類工件快速劃線工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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

1.傳統(tǒng)的劃線方法

通過(guò)加工所獲得的半成品，基準(zhǔn)通常是已加工過(guò)的外圓。再以外圓為基準(zhǔn)劃出與中心對(duì)稱的鍵槽線。傳統(tǒng)的方法是在平臺(tái)上，通過(guò)滾輪支架或可調(diào)V形鐵支承工件不同軸徑的外圓，然后調(diào)整V 形鐵的高低，用水平儀等對(duì)工件進(jìn)行找正，使工件的軸心線與劃線平臺(tái)平行。然后調(diào)整可調(diào)式高度尺，將軸的外圓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分中，找出對(duì)稱中心線后，將高度尺再分別向上下調(diào)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(zhǎng)度長(zhǎng)、重量大，每次劃線都要上平臺(tái)，吊運(yùn)不方便，也很費(fèi)時(shí)間，調(diào)整時(shí)也不安全。筆者針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)出快速劃線工具“軸類鍵槽劃線器”，工件可以不用上平臺(tái)，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(shè)計(jì)原理

(1)設(shè)計(jì)原理:由于軸類工件在幾何學(xué)中是圓的延伸體，根據(jù)圓的性質(zhì):“圓外一點(diǎn)到圓的兩條切線相等，它的角平分線，平分角且經(jīng)過(guò)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(duì)稱中心線也正是圓的中心線。在設(shè)計(jì)原理上首先確定出一個(gè)V 形塊，V 形塊在和圓柱體相切接觸時(shí)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(jiàn)圖1)，這樣就可以滿足劃線操作的要求。在設(shè)計(jì)V 形塊的夾角時(shí)，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(diào)節(jié)螺栓，所以不采用90°夾角，而采用120°夾角。

圖1 設(shè)計(jì)原理

(2)組合劃線小平臺(tái)的設(shè)計(jì):從上述原理的講述當(dāng)中，我們只要把尺寸A 的兩個(gè)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(guò)一個(gè)彎板6和緊定螺栓7 將一塊長(zhǎng)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(gè)組合劃線小平臺(tái)(見(jiàn)圖2)，用以安放劃線盤(pán)，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(lái)。在設(shè)計(jì)中在V 形塊內(nèi)加上了手動(dòng)磁力裝置，劃線時(shí)打開(kāi)磁力開(kāi)關(guān)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(guān)掉磁力開(kāi)關(guān)，即可輕松取下組合劃線小平臺(tái)。

圖2 組合劃線小平臺(tái)

(3)卡規(guī)式劃線盤(pán)的設(shè)計(jì):為了配合組合劃線小平臺(tái)，快速地劃出軸類工件鍵槽中心及寬度尺寸線，特別設(shè)計(jì)了一個(gè)卡規(guī)式劃線盤(pán)(見(jiàn)圖3)。圖3中高度尺寸H 與圖2 中尺寸H 一致，這樣當(dāng)卡規(guī)式劃線盤(pán)的C 面放在組合劃線小平臺(tái)的C 面上時(shí)，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(kāi)夾緊螺母2，在D 面上加墊1/2 鍵槽寬度尺寸的塊規(guī)，即可劃出鍵槽線。

圖3 卡規(guī)式劃線盤(pán)

3.軸類工件鍵槽劃線器的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)圖2、圖3 進(jìn)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(guī)和R 規(guī)等工具，就可以完成對(duì)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(duì)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(dòng)。按照產(chǎn)品圖的要求，將紫色涂在要?jiǎng)澋逆I槽位置上之后，將平鐵1 伸出長(zhǎng)度調(diào)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(kāi)磁力開(kāi)關(guān)4，使它吸附在軸的外圓表面上。移動(dòng)卡規(guī)式劃線盤(pán)7，即可劃出一條鍵槽的對(duì)稱中心線。

(2)劃鍵槽寬度尺寸線:如圖5 所示，在劃線盤(pán)5 (見(jiàn)圖3)的D 面上加墊1/2 鍵槽寬度尺寸的塊規(guī)4，即可劃出鍵槽的一側(cè)寬度尺寸線。松開(kāi)可調(diào)螺母7，將平鐵1 調(diào)轉(zhuǎn)180°，通過(guò)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(pán)5 即可劃出鍵槽的另一側(cè)寬度尺寸線。然后用直角尺連線劃出槽底尺寸線。劃完后，關(guān)掉磁力開(kāi)關(guān)6，即可取走劃線器。用鋼板尺截取軸向鍵槽尺寸，R 規(guī)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(jié)語(yǔ)

軸類鍵槽劃線器的優(yōu)點(diǎn):

(1)對(duì)一些超過(guò)平臺(tái)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)、重量大的軸類工件，有著明顯的應(yīng)用效果，可以節(jié)省吊裝和找正的時(shí)間，提高劃線的效率。

(2)工件不用上平臺(tái)就可以進(jìn)行劃線操作，應(yīng)用起來(lái)特別安全，方便快捷。

(3)適用于半成品時(shí)劃鍵槽以及與中心線對(duì)稱的槽等，改變了劃鍵槽線時(shí)離不開(kāi)平臺(tái)的老傳統(tǒng)，創(chuàng)新了劃線方法，值得推廣。