雙鍵槽銑槽設備研究

王捷耀

山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦

雙鍵槽銑槽設備研究

王捷耀

山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦

用于傳遞扭矩及動力的軸類零件,一般采用平鍵或花鍵聯接。在重型機械中，常采用對稱雙鍵實現軸與軸上零件的聯接，是機械制造業中的重要聯接方式。在機械制造及修理中,180°對稱雙鍵槽的加工并非易事,而且現有方法均有不足。例如,用插削法受結構限制,用刨削法效率低,用拉削法制造成本高等等。銑槽機因銑削精度高，質量好，自動化程度好等優點，已在機械制造行業中得到廣泛應用，成為機械制造行業的關鍵設備之一。現有銑槽機只適用于加工單鍵槽，若加工雙鍵槽需要更換零件位置，找正工序麻煩，耗費時間長，生產效率低，鍵槽的對稱度誤差大，致使使用壽命縮短。為此，設計了一種對稱雙鍵槽自動銑槽機。完成銑槽機總體傳動方案設計，主軸與分配軸的設計，凸輪機構的設計，電動機、減速器的合理選擇以及操作裝置的設計。

雙鍵槽；銑槽；研制

雙鍵槽銑槽機必須具有單獨的傳動裝置，一般包括電動機、減速器、聯軸器及機架等。其中進給驅動機構通常采用電機與變速器的組合，使工件和滑臺達到需要的速度。傳動裝置的作用是保證各工作軸獲得所需的扭矩。

傳動路線安排：銑刀的傳動由電動機通過刀軸單獨驅動；銑刀調節由調刀手柄調整；工件進給由電動機以及傳動系統組成的外聯傳動鏈驅動。電動機通過聯軸器、減速器、鏈傳動、驅動絲杠轉動；絲杠的轉動又帶動絲杠螺母移動，最終可以實現滑臺的進給運動，工件被三爪卡盤夾持在滑臺上，并隨滑臺運動。

該工作機有輕微振動，由于鏈傳動整體尺寸小，結構較為緊湊，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采用鏈傳動這種簡單的結構，并且價格便宜，標準化程度高，大幅降低了成本。該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還結構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。

滾珠螺桿是將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。滾珠螺桿副有多種結構型式。滾珠絲桿螺母副有很多優點：傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩：磨損小、壽命長；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。

動力卡盤的夾緊作用主要由動力裝置、滑軸、滑座和卡爪等組成。工作原理為卡盤通過螺母將螺桿軸的軸向移動轉換成三個滑座在其滑槽內的徑向移動，這三個滑座的頂部帶有梳形齒和卡爪底部的齒構成嚙合關系，通過滑座的移動帶動卡爪徑向移動從而夾緊工件。每個滑座后面安裝一個補償塊，卡盤旋轉時補償塊向外的離心力通過杠桿機構在滑座上施加一個向內的平衡力，用來補償卡爪向外的離心力，減小工作時的夾緊力損失。

盤體材料為40Cr鋼，硬度要求為HRC40-45，淬火后盤體的臺孔、內孔、槽口都要留下足夠的磨削留量。由于淬火時，孔徑基本上都要脹大，當脹大量超過磨削留量時，就要造成廢品。為此根據這個零件的形狀特點制定了相應的熱處理工藝。卡爪多采用45鋼或40Cr鋼經整體淬火。卡爪組件一般由滑座和卡爪組成，兩者之間通過細齒和螺釘連接，通過調整和更換不同的副爪來適應不同的夾緊任務。在每個滑座后面安裝一個補償塊，卡爪旋轉時補償塊的向外的離心力通過杠桿機構在滑座上施加一個向內的補償力，用來補償卡爪向外的離心力，減小外夾緊時的夾緊力損失。

滑軸是傳遞動力的一個極其重要的部件。滑軸左端通過法蘭盤與機床的液壓油缸活塞連接。工作性質要求該軸只能軸向往復運動，而不能有相對轉動，因此該軸結構較復雜。滑軸傳遞活塞動力，采用斜面結構，滑軸通過斜面與滑座斜面接觸傳遞動力，滑軸軸向運動驅動滑座沿滑工字槽徑向運動。滑座是重要的運動件，為使滑座具有較好的耐磨性和較高的強度，初步選用材料為38CrMoALA，先調質T300后經氮化，可以達到HV900硬度，足以達到使用要求。

滑座T型面與滑軸T型槽配合，滑座在滑軸動力的傳遞下產生徑向運動，又通過頂面矩形齒與卡爪配合迫使卡爪完成夾緊和放松動作。滑座通過卡盤工字槽定位，沿工字槽來回運動完成夾緊和放松的過程。為了減小卡盤工作過程中由于離心力的作用使滑座松動引起夾緊力損失，所以在滑塊側面加了杠桿，補償離心力引起的夾緊力的損失，滑座上開油孔以便潤滑。

杠桿作用是補償卡爪、滑座和緊固螺釘組成的卡爪組件的離心力損失。左端與補償塊嚙合，右邊與滑座嚙合。當卡盤工作時補償塊產生的離心力通過杠桿變成壓向卡爪座的夾緊力，從而實現夾緊力的補償作用。補償塊越重其補償作用越大。

盤體是整個系統的支撐部件，滑座通過工字型與卡盤工字槽相配合。法蘭盤也是支撐與連接部件，通過法蘭盤止口與機床主軸相連，支撐卡盤并起定位連接作用。

卡爪連接形式：動力卡盤的卡爪分為鍵、槽配合型和梳齒連接兩種梳齒連接的有帶硬爪和不帶頂爪兩種。鍵、槽連接的只有不帶上卡爪的一種。卡爪與滑座采用細齒定位，螺釘夾緊。

為保證一定的傳動精度和平穩性，又要求結構緊湊，所以選用絲杠螺母傳動副為主要部件的X-Y向工作臺,實現刀具的X-Y向進給。由于工作臺的運動載荷不大，因此采用有預加載荷的雙V形滾珠導軌。采用滾珠導軌可減少兩個相對運動面的動、靜摩擦系數之差，從而提高運動平穩性，減小振動。