細(xì)長軸多角位鍵槽加工夾具設(shè)計

細(xì)長軸多角位鍵槽加工夾具設(shè)計

在產(chǎn)品加工過程中，經(jīng)常會遇到一些細(xì)長軸類零件，根據(jù)設(shè)計要求加工多個鍵槽，這些鍵槽尺寸、幾何公差要求較嚴(yán)，各鍵槽間、鍵槽與定位基準(zhǔn)孔間有著較嚴(yán)的角位要求，用普通的劃線方法難以保證。同時細(xì)長軸類零件剛性差，裝夾后零件易變形，裝夾困難， 在分度頭上無法裝夾，由于分度頭也存在一定的定位及傳動間隙，對于一些精度較高的零件，難以保證加工要求。通常此類零件加工需要在一些專用數(shù)控機(jī)床上加工，在批量不大的情況下，專門購買設(shè)備加工會使加工成本提高，經(jīng)濟(jì)效益降低。為此，通過設(shè)計應(yīng)用專用夾具，可在普通銑床上實現(xiàn)此類零件的加工，降低制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

零件技術(shù)難點分析

以某柴油機(jī)凸輪軸為例，該零件總長為2 452mm，直徑為125m5， 長徑比達(dá)到19.6，屬細(xì)長軸類零件。零件要求在外圓上加工6個鍵槽，鍵槽寬度尺寸為32p9，鍵槽間存在一定夾角，各鍵槽間角度偏差要求不大于±15′，并與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′，相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1　某柴油機(jī)凸輪軸結(jié)構(gòu)簡圖

由以上結(jié)構(gòu)分析可知該零件鍵槽加工過程中存在以下技術(shù)難點：①鍵槽間的角度偏差±15′及與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′要求較高，利用一般的對線、分度頭等加工方法難以保證。②鍵槽相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm，由于零件屬細(xì)長軸，剛性裝夾過程存在裝夾變形，難以保證。

通過進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和加工工藝方案研究，結(jié)合加工設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了角位分度夾具、零件定位夾具和對刀塊等夾具，保證了零件的技術(shù)要求。

夾具設(shè)計

角位分度夾具。為了保證零件鍵槽間及與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差，設(shè)計的角位分度夾具，結(jié)構(gòu)如圖2所示。該工裝通過菱形定位銷，以零件的一端定位凸臺及裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7為基準(zhǔn)定位，根據(jù)零件的角度，設(shè)計了銑鍵槽的六方分度盤，分度盤各六方面間角度為60°±2′，在加工零件鍵槽過程中，通過螺栓、墊圈和螺母將零件與六方分度盤緊固在一起，機(jī)床主軸始終保持水平不動，通過旋轉(zhuǎn)找正六方分度盤上的六個平面在水平方向跳度不大于0.03mm，保證零件的旋轉(zhuǎn)定位，從而保證各鍵槽間的角度公差要求。

圖2　角位分度夾具

1.六方分度盤 2.螺栓 3.墊圈 4.螺母 5.菱形定位銷

定位夾具（見圖3）。由于該零件為細(xì)長軸，剛性較差，零件由于自重易發(fā)生自然彎曲，影響鍵槽加工精度。為此設(shè)計了V形塊來解決該問題。在零件加工過程中根據(jù)零件長度選擇合理的V形塊的數(shù)量，加工時通過找正樣棒，先將V形塊中心找正在一條直線上，使各V形塊中心偏差不大于0.015mm，找正后壓緊V形塊。然后再將零件裝夾到V形塊上，通過壓板壓緊零件，實現(xiàn)零件的裝夾。

圖3　定位夾具

1.壓板 2.樣棒 3.V形塊

銑鍵槽對刀塊（見圖4）。在零件加工過程中，為了提高加工效率，降低加工難度，設(shè)計了銑鍵槽對刀塊，保證鍵槽的對稱度要求。加工過程中將兩個鉸接在一起的V形塊裝夾在零件外圓上，找平對刀面后，將鍵槽銑刀裝入主軸，通過塞尺校驗，保證鍵槽銑刀中心與對刀槽中心重合偏差不大于0.01mm，從而保證加工出的鍵槽對稱度偏差滿足設(shè)計要求。

圖4　銑鍵槽對刀塊

加工方法

在加工過程中，首先找正定位夾具的各V形塊中心，偏差不大于0.015mm。壓緊V形塊后，裝夾零件，檢查零件側(cè)母線，確保零件未發(fā)生彎曲變形。利用銑鍵槽對刀塊調(diào)整機(jī)床主軸使之與φ 125m5外圓軸線同心。然后將分度夾具裝夾在零件法蘭盤端，并用零件的φ 65h6及φ 10H7銷孔定位， 找平六方分度盤上的平面，要求100mm內(nèi)跳動差不大于0.05mm，壓緊零件后銑鍵槽（見圖1，6個鍵槽自左至右依次排序①～⑥）①、②，松開零件，工件旋轉(zhuǎn)60°，找平六方分度盤，壓緊零件，對正機(jī)床主軸與零件主軸后，銑鍵槽④，隨后按以上步驟依次加工鍵槽③⑤⑥。按以上加工步驟加工完零件后，經(jīng)過檢驗零件完全滿足設(shè)計要求。

結(jié)語

通過設(shè)計、應(yīng)用專用的工裝夾具，可在普通鍵槽銑床上實現(xiàn)大型細(xì)長軸零件多角位鍵槽的精密加工，在保證零件加工精度的前提下，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高加工效率。應(yīng)用前景較好，可推廣。

銑削曲面時必須注意的8個問題

銑削曲面時必須注意的8個問題

1.刀具的選擇

數(shù)控機(jī)床在加工模具時所采用的刀具多數(shù)與通用刀具相同。經(jīng)常也使用機(jī)夾不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。由于模具中有許多是由曲面構(gòu)成的型腔，所以經(jīng)常需要采用球頭刀以及環(huán)形刀（即立銑刀刀尖呈圓弧倒角狀）。

2.裝配銑床夾具需要注意的事項

按照銑削時的進(jìn)給方式通常將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式、及靠模銑夾具。那么給銑床裝配這些夾具時需要注意什么問題呢？

一、為了提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)定性和動態(tài)下的抗振性能，各種裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，夾具的要盡可能低，夾具體與機(jī)床工作臺的接觸面積要大。

第二、利用銑床銑削加工生產(chǎn)率高（切削時間短），設(shè)計夾具時要考慮如何快速地安裝工件以縮短輔助時間，一般在夾具卜．還設(shè)置有確定位置及方向的元件，以便于迅速地調(diào)整好夾具、機(jī)床的相對位置。

第三、裝配銑床夾具時還要考慮切屑流出及清理方便。銑削加工時產(chǎn)生大量切屑，應(yīng)有足夠的排屑空間，大型夾具應(yīng)考慮排屑口、出屑槽；對不易清除切屑的部位和空間應(yīng)加防護(hù)罩。加工時采用切削液時，夾具體設(shè)計要考慮切削液的流向和回收。對于重型銑床夾具，為便于搬運，還應(yīng)在夾具體上設(shè)置吊環(huán)等。

3.銑削曲面時應(yīng)注意的問題

(1) 粗銑 粗銑時應(yīng)根據(jù)被加工曲面給出的余量，用立銑刀按等高面一層一層地銑削，這種粗銑。粗銑后的曲面類似于山坡上的梯田。臺階的高度視粗銑精度而定。

(2) 半精銑 半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺階，使被加工表面更接近于理論曲面，采用球頭銑刀一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。

(3) 精加工 終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時，一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言，行切的折返點應(yīng)選在曲表的外面，即在編程時，應(yīng)把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面，由于折返時，切削速度的變化，很容易在已加工表面上及阻擋面上，留下由停頓和振動產(chǎn)生的刀痕。所以在加工和編程時，一是要在折返時降低進(jìn)給速度，二是在編程時，被加工曲面折返點應(yīng)稍離開阻擋面。對曲面與阻擋面相貫線應(yīng)單作一個清根程序另外加工，這樣就會使被加工曲面與阻擋面光滑連接，而不致產(chǎn)生很大的刀痕。

(4) 球頭銑刀在銑削曲面時，其刀尖處的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時，球刀刀尖切出的表面質(zhì)量比較差，所以應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岣咧鬏S轉(zhuǎn)速，另外還應(yīng)避免用刀尖切削。

(5) 避免垂直下刀。平底圓柱銑刀有兩種，一種是端面有尖孔，其端刃不過中心。另一種是端面無尖孔，端刃相連且過中心。在銑削曲面時，有尖孔的端銑刀對不能像鉆頭似的向下垂直進(jìn)刀，除非預(yù)先鉆有工藝孔。否則會把銑刀頂斷。如果用無尖孔的端刀時可以垂直向下進(jìn)刀，但由于刀刃角度太小，軸向力很大，所以也應(yīng)盡量避免。好的辦法是向斜下方進(jìn)刀，進(jìn)到一定深度后再用側(cè)刃橫向切削。在銑削凹槽面時，可以預(yù)鉆出工藝孔以便下刀。用球頭銑刀垂直進(jìn)刀的效果雖然比平底的端銑刀要好，但也因軸向力過大、影響切削效果的緣故，好不使用這種下刀方式。

(6) 銑削曲面零件中，如果發(fā)現(xiàn)零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現(xiàn)象時，應(yīng)及時停止加工，以免浪費工時。

(7) 在銑削模具型腔比較復(fù)雜的曲面時，一般需要較長的周期，因此，在每次開機(jī)銑削前應(yīng)對機(jī)床、夾具、刀具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查，以免在中途發(fā)生故障，影響加工精度，甚至造成廢品。

(8) 在模具型腔銑削時，應(yīng)根據(jù)加工表面的粗糙度適當(dāng)掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位，如果加工表面粗糙度較差，應(yīng)適當(dāng)多留些修銼余量；而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位，應(yīng)盡量降低加工表面粗糙度值，減少修銼工作量，避免因大面積修銼而影響型腔曲面的精度。

齒輪加工工藝進(jìn)程常見問題

齒輪是現(xiàn)代機(jī)械傳動中的重要組成部分。從機(jī)械到民用機(jī)械，從重工業(yè)機(jī)械到輕工業(yè)機(jī)械，無不廣泛的選用齒輪傳動。隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技能的飛躍開展，關(guān)于齒輪的需求明顯增加。因而，多快好省精的生產(chǎn)齒輪已經(jīng)成為開展機(jī)械工業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)。

　1 齒輪加工工藝進(jìn)程常見問題

　　1.1 齒數(shù)不正確。在齒輪的整個圓周上輪齒的總數(shù)稱為齒數(shù)。齒輪齒數(shù)的確定原則和要求先初定齒輪模數(shù)及傳動軸直徑，以便滿足結(jié)構(gòu)要求。首要，滾刀選用不正確。因為齒輪齒形比較復(fù)雜，影響其加工精度的要素也非常復(fù)雜多變。除滾齒設(shè)備的本身精度、齒坯的設(shè)備調(diào)整、齒輪原料、熱處理等要素外，齒輪滾刀的合理挑選也是非常重要的。齒數(shù)差錯會引起每對齒輪嚙合進(jìn)程中傳動比的瞬時變化。其次，工件毛坯尺度不正確。傳統(tǒng)毛坯尺度基準(zhǔn)設(shè)計疏忽了工藝進(jìn)程的差異，而統(tǒng)一將零件圖中各尺度基準(zhǔn)作為毛坯尺度基準(zhǔn)，導(dǎo)致毛坯在后續(xù)加工進(jìn)程中余量差錯增大而浪費資料。第三，附加運動方向不對。在滾齒機(jī)加工斜齒輪時，附加運動方向的斷定比較困難，再加上銑削方式、工件螺旋方向及滾刀螺旋方向等要素的變化，更增加了判斷的難度。

　　1.2 齒形不對稱。首要，滾刀設(shè)備不對中。滾刀的設(shè)備好壞影響著滾刀徑向、軸向跳動，終究影響切齒精度。一般設(shè)備滾刀前宜先校對刀軸，操控兩頭徑向圓跳動小于0.005mm。臺階與螺母端面對軸線的垂直度應(yīng)小于0.01mm，墊圈應(yīng)淬硬磨平。滾刀裝到刀軸上需校對兩邊凸臺的徑向圓跳動，盡可能使其“同步”，即兩頭徑向圓跳動的蕞高點在同一方向。其次，滾刀刃磨后，螺旋角或?qū)С滩铄e大。常用的加工外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時，滾刀相當(dāng)于一個螺旋角很大的螺旋齒輪，其齒數(shù)即為滾刀的頭數(shù)，工件相當(dāng)于另一個螺旋齒輪，互相依照一對螺旋齒輪作空間嚙合，以固定的速比旋轉(zhuǎn)，由順次切削的各相鄰位置的刀齒齒形包絡(luò)成齒輪的齒形。

　　1.3 齒形差錯。齒形差錯是指在齒形工作部門內(nèi)，包容實踐齒形廓線的兩抱負(fù)齒形（漸開線）廓線間的法向距離。齒輪滾刀是加工外嚙合直齒和斜齒圓柱漸開線齒輪常用的一種刀具。這種滾刀側(cè)后刀面的軸向截形是直線，假如用它代替漸開線滾刀切齒時，則切出的齒輪齒形不是漸開線，因而在理論上造成了必定的齒形差錯，稱為齒輪滾刀的造形差錯。別的，在實踐加工進(jìn)程中不可能取得徹底晶確的漸開線齒形，老是存在各種差錯，然后影響傳動的平穩(wěn)性。齒輪的基圓是決議漸開線齒形的專一參數(shù)，假如在滾齒加工時基圓產(chǎn)生差錯，齒形勢必也會有差錯。

　　2 齒輪加工工藝進(jìn)程常見問題解決對策

　　2.1 正確確定齒輪齒數(shù)。首要，合理選用滾刀。咱們要挑選模數(shù)、壓力角相同，螺旋角相近，變位系數(shù)差異在0.1mm內(nèi)，這樣齒根差異才不會太大。假如相差很大，也可以經(jīng)過微調(diào)滾刀的設(shè)備視點，以達(dá)到圖紙上要求的根徑。假如發(fā)現(xiàn)做出的齒輪齒頂變寬，根徑變小，情況不嚴(yán)重時，也可以適當(dāng)加大刀架視點，這樣滾出的齒輪的齒頂就會變尖一點。根徑變小。其次，承認(rèn)好工件毛坯尺度。加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工進(jìn)程中占有很重要的位置。無論從提高生產(chǎn)率，仍是從確保齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。因而，在齒輪的技能要求中，應(yīng)注意齒頂圓的尺度精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準(zhǔn)的，齒頂圓精度太低，必然使所測量出的齒厚值無法正確反映齒側(cè)空隙的大小。第三，附加運動方向要經(jīng)確。目前，金屬切削機(jī)床書本及有關(guān)資猜中，對滾切斜齒圓柱齒輪時工件附加運動方向的斷定是：滾刀豎直移動工件螺旋線導(dǎo)程的進(jìn)程中，當(dāng)滾刀與齒輪螺旋線方向相一起，工件應(yīng)多轉(zhuǎn)一周，即工件附加運動方向與工件展成運動方向相同。反之，當(dāng)滾刀與齒輪螺旋線方向相反時，工件應(yīng)少轉(zhuǎn)一周。由此可見，附加運動是形成齒輪螺旋線的運動，附加運動方向與展成運動方向、銑削方式、工件螺旋方向有關(guān)。因而，附加運動必定要經(jīng)確才能確保齒輪加工質(zhì)量。

　　2.2 齒形要對稱。齒形加工是齒輪加工的要害，其計劃的挑選取決于多方面的要素，如設(shè)備條件、齒輪精度等級、外表粗糙度、硬度等。首要，確保滾刀的設(shè)備精度。滾刀設(shè)備在滾齒機(jī)的心軸上，需求用千分表檢驗滾刀兩頭凸臺的徑向圓跳動不大于0.005 mm。一起，要適時竄位。滾刀在滾切齒輪時，一般情況下只要中間幾個刀齒切削工件，因而這幾個刀齒簡單磨損。為使各刀齒磨損均勻，延長滾刀耐用度，可采取當(dāng)滾刀切削必定數(shù)量的齒輪后，用手動或機(jī)動辦法沿滾刀軸線移動一個或幾個齒距，以提高滾刀壽命。其次，操控滾刀刃磨質(zhì)量。積極選用滾刀刃磨床，它具有精度高、價格低、操作便利靈活等特色。選用直線導(dǎo)軌、精細(xì)分度盤，確保了滾刀刃磨的精度。獨立的砂輪修整設(shè)備和滾刀的螺旋進(jìn)刀、對刀設(shè)備，大大提高了操作靈活性和刃磨滾刀的工作效率。第三，查看交流齒輪的設(shè)備及運轉(zhuǎn)情況。交流齒輪是用以改變機(jī)床切削速度或進(jìn)給量（見切削用量）的可更換齒輪組，并在使用中可以交流位置使用的齒輪。經(jīng)過使用交流齒輪可以將本來的升（降）速傳動變成降（升）速傳動，而傳動比互為倒數(shù)。因而，為了確保車床的正常運轉(zhuǎn)，必須及時查看交流齒輪的設(shè)備及運轉(zhuǎn)情況。

　　2.3 防止齒形差錯。首要，合理選用工件裝夾。數(shù)控加工時夾具首要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有牢靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時一是要一般考慮可調(diào)整夾具，組合夾具及其它適用夾具，防止選用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時刻。當(dāng)在成批生產(chǎn)時，才考慮選用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。裝卸工件要敏捷便利，以減少機(jī)床的停機(jī)時刻。其次，充分考慮使用新工藝、新技能和新資料隨著毛坯制作專業(yè)化生產(chǎn)的開展，目前毛坯制作方面的新工藝、新技能和新資料的使用越來越多，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的使用日益廣泛，這些辦法可大大減少機(jī)械加工量，節(jié)省資料，有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。第三，做好定位基準(zhǔn)的挑選。關(guān)于齒輪定位基準(zhǔn)的挑選常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同，而有所差異。帶軸齒輪首要選用鼎尖定位，孔徑大時則選用錐堵。鼎尖定位的精度高，且能做到基準(zhǔn)統(tǒng)一。

　　3 結(jié)束語

　　總歸，齒輪的加工進(jìn)程是由若干工序組成的。為了取得符合精度要求的齒輪，整個加工進(jìn)程都是圍繞著齒形加工工序服務(wù)的。如今，齒輪加工正朝著、及綠色制作方向開展，齒輪加工也正朝著全數(shù)控、功用復(fù)合、智能化、自動化及信息化方向開展。廣闊技能工作者要抓住這一開展趨勢，更好地為我國的齒輪加工職業(yè)供給、復(fù)合、智能的技能服務(wù)。

為了提高ISO S資料的銑削性能，咱們將推出一系列具有獨特槽型和原料的立銑刀。CoroMill?Plura

HFS (高進(jìn)給側(cè)銑) ISO S刀具可保證鈦合金和鎳基合金工件的加工牢靠且富有成效，在航空發(fā)動機(jī)和結(jié)構(gòu)件應(yīng)用中均有不俗的體現(xiàn)。

為了應(yīng)對未來幾年航天航空業(yè)務(wù)的預(yù)期增加，CoroMillPlura HFS 產(chǎn)品包含兩個針對鈦合金優(yōu)化的立銑刀系列，以及一個針對鎳基合金優(yōu)化的立銑刀系列。排屑和發(fā)熱是鈦合金加工的特定應(yīng)戰(zhàn)，咱們開發(fā)了一款硬質(zhì)合金立銑刀以應(yīng)對普通排屑工況，以及一款選用內(nèi)冷卻液和全新內(nèi)冷增強器

(專利申請中) 的立銑刀以保證蕞佳切屑和溫度操控。

加工鈦合金的立銑刀

選用GC1745原料，具有鞏固的細(xì)晶粒 (亞微米) 燒結(jié)硬質(zhì)合金基體，其尖利且可控的切削刃可應(yīng)對非常嚴(yán)苛的銑削工況。此外，全新含硅涂層具有出色的耐磨性和低熱傳導(dǎo)性。刀具為6齒產(chǎn)品，端刃不過中心，具有不等齒距設(shè)計。此外，芯部尺寸經(jīng)過優(yōu)化，在鈦合金加工中具有更高的剛性，而刀尖圓弧半徑、前角和后角均專門針對這些嚴(yán)苛資料的加工而設(shè)計。

加工鎳基合金的立銑刀

選用GC1710原料，也具有尖利且可控的切削刃。堅硬耐磨的細(xì)粒度基體，經(jīng)優(yōu)化可用于在加工具有硬質(zhì)點、高粘性、作業(yè)硬化資料

(比方時效處理的Inconel 718) 時接受高作業(yè)負(fù)荷。此處，選用立異HIPIMS (高功率脈沖磁控濺射) 技能制造的新涂層也具有下降表面粘脫附特性，可以防止構(gòu)成BUE (積屑瘤) 并延伸刀具壽命。

山特維克可樂滿硬質(zhì)合金立銑刀全球產(chǎn)品經(jīng)理Tiziana Pro說：“新刀具的設(shè)計可保證大軸向切深

(ap)

和小徑向切深 (ae) 以及可控蕞大切屑厚度的高進(jìn)給側(cè)銑，可以有效操控切削力并完成流暢切削。生產(chǎn)效率的提高帶來了更高產(chǎn)量，而刀具壽命的延伸和牢靠性的增強又下降了高價值零件的報廢率?？蛻暨€進(jìn)一步下降刀具單個零件本錢并提高了安全水平?！?

誰將受益？

方針航天航空零件包含鈦合金機(jī)翼和掛架零件，以及由Inconel 718制造的發(fā)動機(jī)機(jī)匣。石油和天冉氣、衣療和曬車運動等領(lǐng)域

(其間鈦和鎳合金變得越來越遍及) 的應(yīng)用也將從中受益。