轴用圆头封闭键槽的加工误差及对策.pdf

6 7 孝 妇 用 固 磁 髫 键 戳刀 轴用圆头封闭键槽的加工误差及对策 河 南 南 阳 柴 油 机 厂 苎 旦 一 7 弓 牛 轴用 圊头封闭键槽常用键槽铣刀加工 主要难点 是键槽对 称中心线对其所在轴颈中心线的对称度不易 保 证 为 此本 文 对 这一 问题作 探 讨 一 键 措铣 刀的加工特 点 常用 的直柄 键 槽 铣 刀 均为 两 齿 且成 1 8 0 对 称分 布 刀具结构具有下述的加 工特点 见图 1 1 单刃 切 削 当刀 齿 进 入 切 削 时 也是 刀 齿 I 脱 离切 削 时 键槽铣刀处于单刃 切削状态 即所 谓 单刀飞 2 单 十切 削 齿作 顺 铣 逆 铣 交普 出现 以刀齿 为例 在一次走刀过程中 在圆 弧AB 段 为 逆铣 在 圆弧 B C 段 为顺 铣 3 单 个切 削 齿的 切 削力 是 变 化 的 单个切削齿在一个工作过程 中 切削力的变化规 律如图 2所示 鲴 图l 加 工示 意 图 图2 单 个刀 齿 切 削力 变 化规 律 切削 力的分析 与计算 1 切削力 分析 如 图 3 所示 作用在刀齿上的力为 圆周力P 径 向力P 和轴向力P Po 在图 0上未示 由于轴向 力 较 小 为便 于 分析 可 略 去不 计 将P P的合力R分解为走刀抗力P 和垂直分 力 P P 就 是作 用在 刀 具上 令 其产 生弯 曲变 形 的力 由图 3可见 加 工时 不 论 是在顺 铣 区 间还 是逆 铣 区间 垂 直分力 P 的 方 向是一 致 的 该力 是 造成 键 槽对称中心线偏移和甜轴心线倾斜的主要原 因 甜囊P 与P P Po 的关 熏 逆铣 新鲁 1 1 2 P I D 2 0 3 P f D 2 8 t g a J P D B D 9 P j 0 7 5 0 S P J 0 2 8 t g m P 注 m 为刀具螺旋角 一 B 2 切 削力 计 算 1 圆 周力 P 高 速钢 键 槽铣 刀的 切 削力 计 算 公式 为 t P C a s D B Z 1 式 中C 一 一切 削力 系 数 广一 切削 深 度 mm s 每齿进刀量 ram Z D 铣 刀直 径 ram B 铣 削 宽度 mm z 刀 齿 数 C 值的选用 立铣刀 键槽铣刀及圆柱铣刀加工 下 列 材料 钢 件 C 6 8 2 I可 锻铸 铁 C 3 0 I青 铜 C 2 2 6 灰 铸铁 C o j铝 台 金 C 1 7 由于 键 槽 铣刀 的结 构 特 点 确 定 Z 2 所 以 式 1 可 倚 化 为 P 2 c 0 s D B 2 2 分力 计 算 四周力 P 与分力 P P P o 的 关 系见 附 表 三 键 槽铣刀的 变形量厦 计算 键槽铣刀加 工时 其受力变形情况与悬臂槊的受 力 变形情况类似 见图 4 由附表可知 顺铣时的P 大于逆铣时 的 P 令 颠 铣时的 P r 为P 劓以后的计算公式 中均 以P 代 八 在图4 中 P 为作用在刀具上的垂直分力 可 视 为作用在切削深度 t 的 i 2 处 k g f I 为刀具悬伸长 度 ram a 为切削 深 度 皿m I C 为力 作 用 点 离 基面 距 离 ra m y 为刀 具端 部偏 离 正确 中心 线的 最大距离 ram 0 为刀具偏转角 一 罢 3 i c 一 i 云 r 一 c l 0 2 EJ 图 3 力 的 分 解 4 图 4铣刀 受力 变形筒 图 机械工艺师 9 9 3 啦 l 维普资讯 式 中P 刀具在顺铣区所受的垂直分力 E 刀具材料弹性模量 刀 具 转 动 惯量 D 6 d D为 刀具 直径 mm 四 加 工 误 差 及 其 消 除措 施 1 刀 具变 形 产生 的加 工误 差 如前所述 刀具似悬臂槊 受力变形后产 生y m 和 O 在 这 种状 态下 加 工 出的键 槽 形 状如 图 所 示 图 5 斜 刀 受P T 力铣 出的键 槽 b 1 由于y 蛆的存在 键槽的实际对称中 心 线 OO 偏 离正 确 中心 线 o 其最大 值为 y 一 2 由于啪 存在 键槽 的侧面与正确中 心 线 成 O 角 顺 铣侧 面 为日 逆 铣 但 l 面 为e 因顺 铣时 的 大 于 逆 铣 时的 P 故 日 O 故 只讨 论顺 铣状 况 即 可 2 消除加 工 误差 柏措 施 由式 3 4 可 知 欲 减小 因y 州 O 而 产 生 的加 工误 差 唯一 的方 法是 减 小 由附 表 司知 一 P o 8 P 1 6 C P a 8 5 o s D s e B 一 5 由式 5 可见 能改 变 工艺 参 数的 只 有a h s 及 B 现 对 l s B分 别进 行讨 论 1 改 变a t 改变a 实质上是改变加工方法 若使 一t n 时 为键槽深度 n 为正整数 可在专用键槽铣床上 用 摆动 法 加工 如 图 1 所 示 由于 走刀方 向 经 常 改 变 键 槽两 侧面 在切 削时 顺 铣 逆 铣 交替 出现 除 了 侧 面 粗 糙度不 理 想外 对 称度 易保 证 是 较好 的加 工 方法 但在一般工厂内 此类机床 尚不昔及 似乎都 用立铣床加工 此时 为保证生产率 均 取a t 一 次 走刀 完成 2 改 变 B 改变 B 即改变切削宽度 其实质就是将键槽宽 度分粗 精铣两道工序来完成 对于 对称度 要求 高 C 值 大的 工件 用此 法 较合 适 应用 下 述的式 6 7 进行验算 以免粗加工时 值 过 大 y H 和 0 所 产生 的误 差在 精铣 时 不能 消除 s 改 变 s 改变s 是有限度的 在减日 s 时 要 适当提高刀 机械 工艺师 1 9 9 3 1 1 具 的转 速n 但会 影响 刀 具的 寿命 3 P 值 的台 理 选择 如 图 6 所 示 t 为键 槽 深度 f 为 键 槽对 称度 公 差 带 e 为键 槽实际对称中心线在公差带 内 的 最 大 偏 转角 图6 铣槽 对 称度 公差 带 图 按 照工 艺设 计的 通 用法 则 最适 宜的 P 值 应满 足 下 列不 等式 要求 口 I 1 一 昔 c t g 口 2 一 酱 3 c f I 7 式 中 c 受产品结构限制 在不妨碍加工的前 提 下愈小愈好 式 中 一 号表示变形方向 而不是表 示 负值 选 用a t s B 的原 则 及 顺穿 据 上 述 分析 工 艺参 数 t s B 的 选 择原 则 及 顺 序推 荐 如 下 1 若有专用的键槽铣床 只要选 取 符 台 式 5 6 的 I S 即可 此 时B D 2 者用一般的立铣床加工 则 1 选 t t B D 即刀具直径等于键槽宽 度 和 较小的 s 并 用式 5 6 核算 若不 能 满 足 要求 剐 选 用 B D 一0 6 2 选 用a t p B D O 6 亦 即分粗 精 铣完成 加工 o 6 m皿是加工余量 单边为0 3 a l n 再用式 5 9 确 定s 用上述方法虽然可行 但计算十分繁 琐 可用计 算机代劳 但仍感不便 需要寻找更为简便 的计算和 判 断方 法 用 竹材研 棒 抛