借助标准圆柱测量键槽对称度的方法

刘兴富

(广州威而信精密仪器有限公司，陕西西安 710075)

0 引言

在机械装配传动中，键与键槽配合的结构使用较为广泛，键槽的加工质量直接影响着装配质量，特别是对称度的超差，常常引起不能装配的故障。轴、孔键槽加工精度十分重要，尤其是轴键槽对称度、键槽宽度的精度测量，会直接影响键联接装配后的技术性能。目前，轴键槽对称度的测量主要采用V形铁、平板、百分表以及表座，这种方法称为“打表法”。该方法操作不便，测量繁琐，可靠性差。生产车间加工现场对键槽的测量一般采用键槽塞规或游标卡尺。这两种测量方法都不能满足精度较高键槽精密测量的要求，而且有部分人员对键槽对称度的概念理解存在着误区。下面对键槽对称度的概念进行阐述，并介绍一种方便的键槽对称度测量方法。

1 键槽对称度公差

键槽对称度公差的定义[1]：键槽的中心面必须位于距离为公差值的两平行平面之间，该两平面对称配置在通过基准轴线的辅助平面两侧。所以键槽对称度误差不仅仅是如图1所示的f截、f长，它有一个确定的公差带。

如何确定误差带的宽度。下面以轴键槽为例，说明对称度误差的计算方法。

如果键槽铣刀旋转中心与工件水平基准轴线正交，且走刀方向与基准轴线垂直方向重合，则加工出的键槽对称度为零。但是，由于零件校正误差、机床误差以及铣刀切削的阻力等，使加工出的键槽产生了偏离，这种偏离应为键槽纵横向的歪斜，而不应只理解为对基面的平移。

(1)长度方向对称度误差f长

键槽铣刀旋转中心偏离工件基准轴线，走刀方向也不与轴线平行，如图2所示，检测时是在键槽的全长上测得各个横截面上的对称度误差，取其最大值作为键槽的对称度误差。

当以标准圆柱辅助测量键槽的对称度误差时，可采用如图3所示的方法：G-G为键槽中心面的左端点、交叉点、右端点对基准轴线O-O的偏离距离。过这些点分别作截面E-E、F-F、H-H，这些截面分别与键槽中心线G-G交于A、B、C三点，三点与基准轴线O-O的偏移量，即两径向测量截面内的距离差之半分别为a1、a2(a2=0)、a3，点A的径向距离最大，为对称度误差a3，则键槽的截面测量最大差值为a3。

只要分别测出横截面的最大测量截面内的距离差之半值Δ1和Δ2，就可计算出该零件的对称度误差[2]。由上述分析可得：

Δ1=a1Δ2=a3

(2)截面对称度误差f截

键槽铣刀旋转中心偏移工件基准轴线，但行走方向与轴线平行，此时键槽任一截面的对称度误差即是键槽对称度的误差。如图4所示，键槽中心面位于距离为f′的两平行平面之间，而且该两平面之间的距离最小。f′即是该截面的对称度误差[1]。由于α很小，为了检测计算方便，检测方法规定均用图中f代替f′[2]，由图中的几何关系可推算出：

式中:a是键槽中心面到基准轴线的偏离距离；

h是键槽深；

d是零件轴的直径。

2 键槽对称度的圆柱辅助测量

键槽对称度的检测一般都是用“打表法”进行，这种检测方法很麻烦，仅适用于单件小批量的轴键槽检测，用于大批量的轴键槽检测时效率太低。下面介绍一种借用标准圆柱进行对称度检测和计算的方法。

如图5所示，当键槽不对称时，将标准圆柱分别置于键槽的两侧，OO1与OO2大，键槽对称度的偏差越大，OO1与OO2之间的差值也越大。OO1和OO2可通过外径千分尺测量CD、EF的尺寸间接获得。由图5中的几何关系可计算出键槽的对称度。

从△OO1A和△OO2A中可以求出OO1和OO2：

这样，就可以根据零部件标注的对称度公差，事先计算出OO1与OO2的允许值δ，来控制对称度，简单方便。计算时则应引起注意的是：

(1)标准圆柱的直径d′越小，算出的值δ越大；d′越大，算出的δ值越小，即测量时小直径的标准圆柱对测量结果比较敏感，更加便于控制对称度误差。

(2)测量时零件的轴径、键槽宽及标准圆柱各参数都是给出公差要求的，参数的取值对δ有微小影响。批量生产中，为了控制产品质量，须控制δ不大于某一数值，计算时OB、b、a、H取最小值，h、d取最大值。但在对键槽对称度的质量进行判断时，应取键槽相关尺寸的实际值。

3 结束语

(1)借助标准圆柱辅助测量键槽对称度的方法，测量过程简便、快捷；

(2)借助标准圆柱辅助测量键槽对称度的方法，特别实用于大批量生产中键槽对称度的检测，方法简单，容易掌握，测量效率高。

【1】 全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会.GB/T 1182-2008几何产品技术规范(GPS)几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注[S].北京：中国标准出版社，2008.

【2】 全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会.GB/T 1958-2004产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差 检测规定[S].北京：中国标准出版社，2004.

【3】 王国扬.平键键槽对称度的测量[J].计量技术，2001(1).

【4】 刘新勇，赵平.机械制造检测技术手册[M].北京：机械工业出版社，2011.