利用刀具装置在数控车床上加工键槽方法的探索

卢明扬

(茂名市高级技工学校，广东 茂名 525000)

按一般工艺方法加工，如图1所示工件。首先用车床加工外圆及内孔，再用铣床、插床或刨床等机械设备加工内C型键槽，然后用专用心轴装在分度头上，同样要用铣、插或刨的方法加工外圆A型键槽。该工艺方法，需要经过多次装夹，更换不同设备，无法保证工件加工的精度，并且加工效率低。

图1

1 情况简介

为了保证工件的加工精度，提高加工效率，我们根据车、铣削加工原理，成功设计出了一种小型简易铣削动力头，利用该铣削动力头配合相应的加工程序，能一次性完成如图1所示的零件。

经过实践证明，用铣削加工沟槽类工件是一种比较理想的工艺方法，不但加工质量好，而且工作效率也高。尤其是采用合适的铣刀，可以很方便、容易地在圆轴上加工出所需的A、C型键槽。由此可知，只要采用有效的传动方式，处理好铣刀的动力传动路径，研制出小型化工具，对一般圆轴上的键槽，用铣刀来加工键槽可行。基于此，根据铣削加工的原理，成功设计出了本装置，作为专用工具安装在数控车床上使用，用来增加X、Z轴的铣削加工能力，增加了数控车床X、Z轴方向为铣削使用，达到了理想的A、C型键槽的效果。其机构简图如图2所示，具体使用方法如下：

图2

固定板：使刀具夹紧并且能顺利安装刀架。

调节板Ⅰ、调节板Ⅱ及调节螺钉：调节板Ⅰ调节电机与传动器松紧；调节板Ⅱ调节传动器中心及水平方向。

电机：驱动铣刀作用。

传动器：在传动器两头安装铣刀夹头，方便替换。

皮带：使电机与传动器转动，使铣刀有铣削作用。

在卡盘上分别钻4个90º和1个45º的定位孔，再在主轴头上安装1个带通孔的定位板，如图3所示。

2 加工工艺

（1）加工外圆及内孔，首先用尾座手动钻为φ7．9的小内孔深为20；再用程序O001程序车削外圆加工外径φ51．7、长为 20 及内孔φ17×3的台阶孔。

（2）加工A型槽用图3的卡盘分度0°与主轴头的定位板定好位，配合刀具装置（图2）用程序O002铣削第1条A型键槽。加工完后，再用图3的卡盘分度90°、180°、270°分别与主轴头的定位板定好位，及配合刀具装置（图2），同样用程序O002铣削第2、3、4条A型键槽。

（3）加工内孔的C型键槽，在图3卡盘分度45°与主轴头的定位板定好位，配合刀具装置图2用程序O003铣削完成C型键槽。就这样用刀具装置顺利完成A、C型键槽。

（4）最后用程序O004程序来切断总长为15．8的完整零件。

（5）程序设计。

图3

3 使用注意事项

（1）根据铣削动力头的传动器结构，切削时受力较大，但有效截面却较小，故应采用较好的材料，并辅以适当的热处理，建议采用45钢或40cr调质钢处理。同时尽量采用锥变轴承，能减少轴向窜动，保证零件的精度及质量。

（2）为了能使传动器传动平稳和降低噪声，最好采用同步皮带来传动，能保证传动器的铣削动力和稳定。

（3）采用加工进给方式时，应首先调整好传动器与主轴的平行度及垂直度，防止键槽出现不应有的斜度，影响加工质量。

（4）加工时数控车床主轴一定用图3所示的锁定装置来锁定可靠，彻底消除不利的间隙，防止主轴产生径向和轴向窜动，以免起振动和影响加工质量。

4 结语

本文介绍的是A、C型键槽加工方法和相应的专用工具，具有构思新颖、原理正确、结构简单、使用方便、制造容易等特点，能在数控车床上方便地加工出A、C型键槽，因此特别适合中小型企业使用，利于其顺利完成这类产品。此外，它还有许多扩展功能，如利用刀具装置可加工出倾斜的键槽，在车床主轴上增加分度头，能加工出花键及孔等，使用方便灵活，可满足多种不同的需要。实践证明，该方法具有较大的实用价值，可以推广应用。