車床銑鍵槽的工裝設(shè)計(jì)分析

吳亞宇

摘要：本文從鍵槽銑削加工的角度出發(fā)，在介紹工裝設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)重點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析該工裝的加工方法與原理，總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中技術(shù)人員需要重視的部分，并以孔內(nèi)加工鍵槽為例，對(duì)該工裝的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明，旨在為企業(yè)通過(guò)銑削工藝批量生產(chǎn)鍵槽或同類工件提供參考。

關(guān)鍵詞：工藝裝備；車床；銑削技術(shù)；鍵槽

一、研究背景

鍵槽和鍵共同組成鍵連接，其中，鍵負(fù)責(zé)連接軸和傳動(dòng)件，通過(guò)軸向固定的方式，確保軸、傳動(dòng)件同向運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，只有嚴(yán)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(duì)專用工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)很有必要。現(xiàn)階段，仍有少數(shù)小型企業(yè)由于未配置相應(yīng)加工車床，無(wú)法獨(dú)立完成加工鍵槽的項(xiàng)目，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，僅有銑床能夠加工鍵槽，事實(shí)并非如此，只要以車床性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)為依據(jù)，在指定位置增設(shè)夾具，便能夠做到一機(jī)多用。鑒于此，技術(shù)人員結(jié)合鍵槽特點(diǎn)、加工條件，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的銑削夾具，只需將該夾具固定在車床對(duì)應(yīng)位置，便可使車床具有銑削鍵槽的功能，在增強(qiáng)車床經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的前提下，為企業(yè)創(chuàng)造更加可觀的效益。

二、工裝設(shè)計(jì)說(shuō)明

（一）設(shè)計(jì)方案

要想使企業(yè)既有車床具有銑削鍵槽的功能，需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：首先，如何將車床主軸所產(chǎn)生扭矩轉(zhuǎn)變成銑削動(dòng)力，并將銑削動(dòng)力快速傳遞到夾具上，使夾具長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)。其次，如何保證銑削進(jìn)給效率、加工鍵長(zhǎng)以及整體的表現(xiàn)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(xué)，鍵深及鍵寬準(zhǔn)確。在本項(xiàng)目中，技術(shù)人員所設(shè)計(jì)工裝結(jié)構(gòu)共包括11個(gè)構(gòu)件，分別是銑削頭、傳動(dòng)支架、滑塊、立柱機(jī)架、花鍵傳動(dòng)軸、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、車床卡盤、中拖板、走刀箱、導(dǎo)軌、帶有溝槽的平臺(tái)。

通過(guò)分析可知，該工裝的創(chuàng)新之處在于將既有車床中拖板上方構(gòu)件全部拆除，并對(duì)中拖板進(jìn)行改造，確保立柱支架能夠得到有效固定。該工裝結(jié)構(gòu)大致分為四部分，首先是萬(wàn)向傳動(dòng)軸，其次是傳動(dòng)支架，再次是立柱機(jī)架，最后是銑削頭，將該夾具固定在車床上，便能夠?qū)︽I槽進(jìn)行銑削。其中，夾具主體材料為A級(jí)碳鋼，通過(guò)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(guī)格與方刀架內(nèi)孔一致。

（二）核心構(gòu)件設(shè)計(jì)

1.夾具體

作為夾具核心構(gòu)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(gòu)件。銑削加工期間，夾具體往往要承受慣性、振動(dòng)和重力等多種作用力，只有確保夾具體剛度及強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，才能使工件精度得到保障，因此，在設(shè)計(jì)工裝時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注夾具剛度，以免由于剛度不足致使工件變形?，F(xiàn)將設(shè)計(jì)夾具體的要求歸納如下：

夾具體構(gòu)造取決于車床加工方式、運(yùn)行參數(shù)，目前，市面上常見的夾具體有兩種，分別是固定夾具體、旋轉(zhuǎn)夾具體，前者往往與工作臺(tái)相連，后者則與主軸相連，應(yīng)當(dāng)酌情選用。

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

技術(shù)人員應(yīng)保證夾具體內(nèi)部構(gòu)造緊湊且簡(jiǎn)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(gòu)造變得更加復(fù)雜，只有從整體出發(fā)，對(duì)夾具體剛度、強(qiáng)度加以確定，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)其重量、尺寸加以調(diào)整，才能取得理想效果。

夾具體應(yīng)兼具良好的性能及外觀，熱處理過(guò)程中，需要仔細(xì)清理加工區(qū)域，熱處理結(jié)束后，盡快在鑄件表面均勻涂刷油漆，隔絕外界空氣，延長(zhǎng)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(zhǔn)，對(duì)其他各面進(jìn)行設(shè)計(jì)，為批量制作、日常使用和養(yǎng)護(hù)維修提供便利。正常情況下，該構(gòu)件裝配外表均應(yīng)設(shè)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(guò)大致使加工