花鍵軸的銑削加工技巧

任小萍

(西安航空職業技術學院，陜西 西安 710089)

花鍵軸的銑削加工技巧

任小萍

(西安航空職業技術學院，陜西 西安 710089)

摘要：機械設備上有各種各樣的零部件，它們相互作用，相輔相成，缺一不可。被廣泛應用于傳動軸的花鍵軸類零件具有傳遞扭矩、動力平穩和使用壽命長等優點；但其加工制造過程非常復雜，需要有熱處理、切削、銑削和磨削等工種的相互配合才能進行生產加工，其中主要的加工是以普通銑床的銑削加工為主，銑削加工方法多種多樣，可以根據需要進行優化選擇，本文以銑削加工為例對花鍵軸加工技巧進行闡述。

關鍵詞：花鍵軸；徑向圓跳動；銑削技巧

在生產加工中會遇到各種各樣的零部件，如車床用傳動軸以及一些花鍵類的傳動部件，這些零部件的修配比較麻煩，往往需要重新加工制造，對于單件小批量生產，一般在普通銑床上進行。下述對這類花鍵軸的加工方法進行研究。

1花鍵軸的特點

機械設備中，機械零部件上有著多種多樣的零件，其中花鍵軸的作用是不可缺少的，因為具有使用周期長、耐磨和傳遞運動動力平穩等特點而被廣泛應用于機器部件上，其既起到傳遞運動動力的作用，也起到和平鍵、半圓鍵一樣的傳遞扭矩作用，普通車床的傳動軸是最典型的花鍵軸。

2花鍵軸的類型

花鍵軸是機械部件上較為常用的零件，其種類多，結構形狀復雜，通常按照其齒形輪廓可劃分為：矩形、三角形、漸開線形和梯形4種類型，其中，矩形花鍵軸是最常見的類型，它的存在方式可分為內花鍵和外花鍵2種，其定心方式有外徑定心、內徑定心和鍵側定心3種，通常以外徑定心方式最常見。

3花鍵軸的加工方式

對于采用外徑定心花鍵軸的加工，一般多在花鍵銑床上用花鍵滾刀進行，其具有較高的精度及生產效率；但當缺乏專用機床時，也可以在普通銑床上加工，在普通銑床上加工花鍵軸，可以選用機床附件FW125分度頭來裝夾工件，可選用的刀具有三面刃銑刀、成形銑刀和組合銑刀。組合銑刀具有誤差不容易控制等缺點，成形銑刀只能加工特定參數的花鍵軸，所以一般多采用三面刃銑刀銑削加工的方式。下述以單刀銑削矩形花鍵方式為例進行闡述。

3.1單刀銑削矩形花鍵軸方法[1]

1)確定圖樣工藝及技術要求。

2)安裝附件和工件并分別用百分表校正附件與工件，校正徑向圓跳動、側母線和主母線。

3)選刀和裝刀。選擇三面刃銑刀，刀的寬度不能碰傷相鄰齒，常用寬度為5～6 mm，刀的直徑略小一些可較好地銑削齒側。銑削底圓用鋸片銑刀或專用銑刀(見圖1)，用鋸片銑刀銑削底圓較慢，可使用兩面刃銑刀改制的尺刀，尺刀寬度不能碰傷兩側。

圖1　單刀銑削花鍵軸

4)對刀銑削加工。通常有4種方法，即側面接觸法、切痕法、劃線試切法和劃線試切法，其中最常用的是劃線試切法，這種方法不易銑廢工件，銑削質量較高。具體方法是在校正好的工件劃出鍵寬，試切留出0.5～1 mm線，深度為鍵高，銑削鍵一側；兩側銑削完后，分度頭轉90°，用百分表或高度尺測量并記住數值，然后分度頭轉180°再次進行測量，查看兩側是否等高，如果一高一低則說明不對稱，需要調節中心，移動量應是高低之差的一半，也可以用表移動，對稱后對稱到量以保證鍵寬，銑削加工順序如圖2所示。值得注意的是，先銑削完1個側面再銑削另一個側面時，要準確分度，及時搬轉分度叉，避免搖過或搖錯分度手柄。

圖2　花鍵銑削順序

5)銑削槽底圓弧，可選用鋸片銑刀加工，底圓較小時可使用兩面刃銑刀改制的尺刀，其寬度不能碰傷兩側。

3.2銑削應注意的問題

分度頭在分度時要準確，注意排除間隙，當遇到不留磨削余量的工件時，表面粗造度要達到最終圖樣要求；花鍵長度要控制好，尺寸一樣(需在導軌和刻度盤上分別做好標記)；加工時注意花鍵軸底圓應和花鍵軸的外圓同心；不留磨削余量的花鍵軸第一側面一般由準確分度保證，第二側面則除準確分度外還要用千分尺測量。

4典型花鍵軸的銑削技巧[2-4]

4.1典型花鍵軸的銑削操作步驟

如圖3所示，工件的圓柱體部分已經切削完成，此時要求加工矩形花鍵齒，操作步驟如下。

圖3　典型花鍵軸

1)讀圖。該花鍵軸的外徑為40 mm，內徑為30 mm，花鍵的高為5 mm，寬為8 mm，花鍵長為120 mm，銑削前應加工到直徑分別為25和40 mm的圓，用切削和磨削完成。該工件是1根外徑定心的軸，花鍵為矩形。在銑床上銑削花鍵有單刀銑削、組合銑刀銑削及成形銑刀銑削3種方法，在此選用單刀銑削。

2)裝夾與校正。選擇刀具和切削量，在此選用φ60 mm×4 mm×22 mm的三面刃銑刀，在X6132型銑床上安裝好分度頭和三面刃，調整主軸轉數為75 rad/min，進給速度為47.5 mm/min。裝夾工件并校正工件兩端的徑向跳動量。

3)開車對刀。將銑刀側刃與工件側面輕微接觸，退出工件。移動橫向工作臺，使工件沿銑刀側刃切削方向移動距離S，S=(D-B)/2=(40-8)/2=16 (mm)。式中，B是鍵寬，單位為mm；D是花鍵軸外徑，單位為mm。

4)先銑削鍵槽的側面，依次分度40/6圈將各面銑削完，然后將工作臺橫向移動，再銑削鍵的另外一側面。一般情況下，銑削鍵側時，取實際切深(即鍵齒高度)比圖樣尺寸大0.1～0. 2 mm。

5)銑削槽底圓弧面。采用小直徑鋸片銑刀銑削，先將銑刀對準工件軸心，然后調整吃刀量H，H=(D-d)/2=5(mm)。式中，d是花鍵內徑，單位為mm。

每銑削一刀后，搖動分度手柄，使工件轉過1個<30°的小角度，再繼續銑削，每次轉過的角度越小，槽底圓弧越精確。

4.2典型花鍵軸的檢驗要點

1)用卡尺或千分尺檢驗花鍵寬度和花鍵小徑。

2)用花鍵綜合量規檢驗花鍵軸的綜合精度。

3)用表面粗糙度樣塊對比檢驗鍵側和小徑的表面粗糙度。

4)花鍵鍵寬尺寸在兩端不等，是由于用卡盤裝夾工件時,卡盤與工件同軸度超差造成的。

5)花鍵軸小徑兩端尺寸不等，是由于工件上母線超差造成的。

5結語

在實際應用過程中會遇到很多問題，比如同軸度不符合要求則裝配過程就會出現問題，所以在加工時應該注意操作過程要嚴格按照圖樣要求生產，也就是說要認真對待每一道加工工序，不能偷工減料，以免造成廢品。總之，機械加工中產品的生產加工方法很多，但是在選擇的時候應選用最優方案，以期達到預期的效果。

參考文獻

[1] 王亞峰. 普通銑床銑削鍵槽的加工方法與技巧[J]. 價值工程, 2012(27):24-25.

[2] 鄧志博.機械加工培訓教程[M]. 北京:北京理工大學出版社, 2010.

[3] 劉加孝,馬秋成. 基于輪廓銑的斜面及倒圓編程技術[J]. 機械設計與研究, 2010(6):95-98.

[4] 裘旭東,吳曉蘇. 非單調軸類零件的數控加工工藝分析[J]. 現代制造工程, 2005(5):60-62.

責任編輯李思文

Milling Techniques of Spline Shaft

REN Xiaoping

(Xi′an Aerotechnical Polytechnic College,Xi′an 710089,China)

Abstract:There are various parts of machinery equipments, they play indispensable role. Spline shaft has been widely used in the drive shaft, it has a smooth transfer of torque and power, long life advantages and so on, but it′s actual manufacturing process is very complex, there must be heat-treated, cooperate to turning, milling, grinding and other types of production and processing. Its main task is that ordinary milling machining milling mainly milling methods can be optimized choice is varied according to needs, in the paper, milling techniques were presented by taking milling and processing techniques for spline shaft elaborate for example.

Key words:spline shaft, radial run-out, milling techniques

收稿日期：2014-03-30

作者簡介：任小萍(1982-)，女，實驗師，碩士研究生，主要從事機械制造和數控技術理論等方面的研究。

中圖分類號：TH 162.1

文獻標志碼：A