車床銑鍵槽的工裝設計分析

吳亞宇

摘要：本文從鍵槽銑削加工的角度出發，在介紹工裝設計方案、設計重點的基礎上，分析該工裝的加工方法與原理，總結設計過程中技術人員需要重視的部分，并以孔內加工鍵槽為例，對該工裝的實際應用進行說明，旨在為企業通過銑削工藝批量生產鍵槽或同類工件提供參考。

關鍵詞：工藝裝備；車床；銑削技術；鍵槽

一、研究背景

鍵槽和鍵共同組成鍵連接，其中，鍵負責連接軸和傳動件，通過軸向固定的方式，確保軸、傳動件同向運動。研究發現，只有嚴格控制鍵槽精度，才能保證鍵軸向固定效果理想且連接可靠，借助專用夾具固定鍵槽，可使鍵槽精度、加工速度得到大幅度提高，由此可見，對專用工裝進行設計很有必要。現階段，仍有少數小型企業由于未配置相應加工車床，無法獨立完成加工鍵槽的項目，傳統觀念認為，僅有銑床能夠加工鍵槽，事實并非如此，只要以車床性能、內部結構為依據，在指定位置增設夾具，便能夠做到一機多用。鑒于此，技術人員結合鍵槽特點、加工條件，設計了相應的銑削夾具，只需將該夾具固定在車床對應位置，便可使車床具有銑削鍵槽的功能，在增強車床經濟性、實用性的前提下，為企業創造更加可觀的效益。

二、工裝設計說明

（一）設計方案

要想使企業既有車床具有銑削鍵槽的功能，需要考慮以下幾個問題：首先，如何將車床主軸所產生扭矩轉變成銑削動力，并將銑削動力快速傳遞到夾具上，使夾具長時間維持穩定、高效的運行狀態。其次，如何保證銑削進給效率、加工鍵長以及整體的表現能夠滿足客戶需求。最后，如何確保銑削鍵槽垂直度、水平度科學，鍵深及鍵寬準確。在本項目中，技術人員所設計工裝結構共包括11個構件，分別是銑削頭、傳動支架、滑塊、立柱機架、花鍵傳動軸、萬向聯軸節、車床卡盤、中拖板、走刀箱、導軌、帶有溝槽的平臺。

通過分析可知，該工裝的創新之處在于將既有車床中拖板上方構件全部拆除，并對中拖板進行改造，確保立柱支架能夠得到有效固定。該工裝結構大致分為四部分，首先是萬向傳動軸，其次是傳動支架，再次是立柱機架，最后是銑削頭，將該夾具固定在車床上，便能夠對鍵槽進行銑削。其中，夾具主體材料為A級碳鋼，通過鍛壓制成，其尺寸與車床所搭載方刀架的尺寸相同，螺桿孔形狀、規格與方刀架內孔一致。

（二）核心構件設計

1.夾具體

作為夾具核心構件，夾具體一面和車床相連，其他面則固定有不同種類的裝置及構件。銑削加工期間，夾具體往往要承受慣性、振動和重力等多種作用力，只有確保夾具體剛度及強度達標，才能使工件精度得到保障，因此，在設計工裝時，技術人員應重點關注夾具剛度，以免由于剛度不足致使工件變形。現將設計夾具體的要求歸納如下：

夾具體構造取決于車床加工方式、運行參數，目前，市面上常見的夾具體有兩種，分別是固定夾具體、旋轉夾具體，前者往往與工作臺相連，后者則與主軸相連，應當酌情選用。

通過焊接所制成夾具體厚度應控制在8～15mm之間，鑄造夾具體厚度以15～30mm為宜。

技術人員應保證夾具體內部構造緊湊且簡單，尺寸固定，剩余變形處于可控范圍。提出該要求的原因是一味地提高夾具體剛度，將使其構造變得更加復雜，只有從整體出發，對夾具體剛度、強度加以確定，并在此基礎上，對其重量、尺寸加以調整，才能取得理想效果。

夾具體應兼具良好的性能及外觀，熱處理過程中，需要仔細清理加工區域，熱處理結束后，盡快在鑄件表面均勻涂刷油漆，隔絕外界空氣，延長鑄件使用壽命。

最大程度上提高夾具體工藝性和精度，將安裝面作為基準，對其他各面進行設計，為批量制作、日常使用和養護維修提供便利。正常情況下，該構件裝配外表均應設置凸面，凸面高度在3～5mm之間，其作用是有效解決加工面積過大致使加工