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大型转轴对称键槽的铣削

发布日期：2018-02-13

本文介绍了大型转轴对称键槽的铣削方法。

在机械制造中，传递较大功率的大型转轴，其轴伸(轴端)部分往往采用两条180°对称分布的键槽结构，这两条键槽相对于轴心线的对称度要求是相当高的。

例如，图1所示的某种系列蒸气发动机与发电机机组的转轴(重量由几吨至几十吨)，某轴伸部分有两条180°对称分布的键槽，键槽对圆锥轴伸轴心线的对称度允差分别只有0.04mm，键槽的两侧面和底面的粗糙度分别都是R_z=3.2µm。

图1 大型转轴的圆锥轴伸

1.弹性膨胀筒夹 2.拉紧螺杆 3.螺母
图2 180°校正工具

图3 卧式镗床主轴高度的调整

1 准备工作

针对图1所示的大型转轴圆锥轴伸部分的结构特征，设计并制造了如图，所示的180°校正工具。在大型转轴的第一条键槽铣削结束后，可利用该工具对大型转轴翻身(绕轴心转动180°)进行指导和修正，然后进行180°对称位置的第二条键槽的铣削工作。该校正工具是由弹性膨胀筒夹1、圆锥头的拉紧螺杆2和螺母3等零件组成。工作时，将校正工具的Ø₁端插入转轴的H孔中旋动螺母使拉紧螺杆向右侧移动，从而导致圆锥部分迫使弹性膨胀筒夹的外径Ø₁胀大，使校正工具紧紧地贴在转轴的中心孔H内，与转轴形成一体。

该校正工具的水平校正面A、B两平面的平行度是越高越好。为了保证A、B两个面能够达到最佳的平行度，要求在一次装夹中完成A、B两个面的加工。

2 铣削第一条键槽

在铣削大型转轴的第一条键槽前，先把卧式镗床的主轴调整至圆锥轴伸的中心高度位置，这样才能保证铣削好的第一条键槽位置达到设计的精度要求。具体的操作方法是将卧式镗床的主轴移到图3所示的位置，使卧式镗床的主轴外径d的表面与转轴的加工基准外径D的表面之间保持微小的间隙e，并且用间隙规(厚薄规、塞尺)测量e的实际数值(注意:加工基准外径D与圆锥轴伸必须是同心的)。接着将卧式镗床的主轴向右移至大型转轴的圆锥轴伸的外(右)侧，然后再向下移动(D+d)/2+e的距离。此时装上铣刀就可以进行第一条键槽的铣削加工了。

3 铣削180°对称位置的第二条键槽

第一条键槽铣削结束后，要将转轴翻身(绕轴心转动180°)，然后再铣削180°对称位置的第二条键槽。为了保证转轴转动180°后的角度误差小于允差范围，我们使用了图2所示的180°校正工具。

首先把180°校正工具装入转轴的中心孔(希望校正工具的A面水平朝上)，初步拧紧螺母使拉紧螺杆向右侧移动，从而迫使弹性膨胀筒夹的外径Ø₁胀大而贴住转轴的中心孔(图1中的H)。再加上弹性膨胀筒夹右端大直径Ø₂与转轴圆锥轴伸中的止口孔(图1中的H)相配合，180°校正工具便初步完成其固定于转轴中心孔内的工作。接着用一架框式水平仪平稳地安置在180°校正工具的A面上，然后按照水平仪中所显示的数值微量地调整(转动)180°校正工具，使校正工具的&面处于水平位置，最后锁紧180°校正工具的螺母，使校正工具紧紧(牢固)地与转轴结合成为一体。

接下来是取下框式水平仪，将转轴缓慢地翻身180°，再把框式水平仪平稳地安置在180°校正工具的B面上。接着再按照水平仪中所显示的数值缓慢地微量地调整(转动)转轴，使弹性膨胀筒夹的B面处于水平位置的状态，取下框式水平仪，此时可对转轴的180°对称键槽的进行铣削了。

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