单刀铣削加工外花键的技巧

在铣床上用单刀铣削外花键，主要适用于单件生产。铣削的方法通常有两种：一是先铣削中间槽，后铣削键侧；二是先铣削键侧，后铣削中间槽。现分别介绍如下。

1.先铣削中间槽，后铣削键侧

（1）铣刀的选择及安装 根据图6-1的要求，选择铣削键侧用刀具和铣削小径用刀具。铣削键侧用刀具，选用直齿三面刃铣刀，外径尽可能小些，以减少铣刀的轴向圆跳动，使铣削平稳，保证键侧表面粗糙度达到Ra6.3μm。铣削小径用刀具，磨制成形刀头。即用高速工具钢车刀条在工具磨床上进行刃磨，或操作者自行在普通砂轮机上刃磨。用锯片铣刀铣削小径，选用外径ϕ80mm×1.5mm的锯片铣刀。

安装铣刀将三面刃铣刀和锯片铣刀同时安装在刀杆上，中间用60mm左右的垫圈隔开，铣刀的旋向为逆时针，并保证铣刀的径向圆跳动小于0.05mm。调整主轴转速n=75r/min（v_c=15m/min），锯片铣刀铣削速度可适当高些。

（2）毛坯的检查、安装及找正 检查毛坯时，外花键坯件的外径是装夹后找正和调整铣削层深度的依据，检查内容如下：用千分尺测量外花键外圆直径的实际尺寸及两端锥度，供找正及调整铣削层深度参考；将毛坯安装在两顶尖间，用百分表检查毛坯外圆两端的径向圆跳动在0.02mm以内，检查时用手转动毛坯；分度头与尾座安装选用F11-125型万能分度头，将分度头安放在纵向工作台中间T形槽右端处，将尾座安放在工件能装夹的位置上，使定位键按箭头指定方向贴紧，并将分度头及尾座压紧；工件的装夹及找正，将工件直接装夹在两顶尖间，用鸡心夹头与拨盘紧固。工件装夹后，用百分表找正。工件两端的径向圆跳动小于0.03mm。工件的上素线与工作台台面平行度100：0.02mm，如图6-2a所示。工件的侧素线与纵向工作台进给方向平行度100∶0.02mm，如图6-2b所示。

图6-2 用百分表找正工件

（3）铣削外花键的步骤 采用切痕对刀法，其方法与铣削半封闭键槽相同。调整铣削长度根据铣削长度，调整好自动停止挡铁。调整铣削层深度，根据对刀时擦到工件表面的记号，工作台垂向上升。铣削中间槽，铣削层深度调整好后铣削第一条槽，然后分度依次铣削六条槽，如图6-3a所示。铣削键侧1，当中间槽铣削完后，将分度头主轴转过，使键处于上方位置，根据原来位置使工作台横向移动s₁距离，如图6-3b所示。即横向工作台移动6.7mm。

预检键的对称度，为了保证键的对称度，每侧面可留0.3～0.5mm余量试铣削一段，然后横向工作台移动2s₁再铣削另一侧。键两侧都铣削一段后，停车退出工件。预检键对称度的方法是将工件转过90°（图6-4），用杠杆百分表测量键侧1，再将工件转过180°，高度尺平行移至另一边，测量键侧2，百分表读数如不一致，则可根据百分表读数差，将高的一面余量铣去。再测量键宽，横向工作台移动量是实际宽度与图样上宽度差的一半。同时垂向还需上升约0.8mm（齿侧加深量），以保证铣削小径及磨削时有退刀的位置。再将键侧1全部铣削完。铣削键侧2，根据预检的情况，铣削键侧2时保证键宽达到图样要求7.4mm±0.045mm，直至全部加工完毕，如图6-3c所示。

图6-3 外花键铣削步骤

铣削小径圆弧面，当键侧全部铣完后，升降台下降，移动横向工作台，铣削小径圆弧面。

图6-4 预检键的对称度

对刀时目测使锯片铣刀处于键的中间，如图6-5a所示。在键的外圆处贴一薄纸，开动机床，使铣刀微微擦到工件上的薄纸，退出工件，垂向上升量为2.625mm。铣削圆弧面转动工件，从靠近键的一侧处开始铣削（图6-5b），并调整好纵向自动进给停止挡铁，每铣削完一刀后，摇动分度手柄使工件转过一个小角度，继续进行铣削，这样铣出的圆弧面呈多边形。因此，工件转过角度越小，越接近圆弧面，铣削至另一侧面后，再依次铣削完全部圆弧面。应该注意铣削时切不可碰伤键的两侧。

图6-5 铣削小径圆端面(www.xing528.com)

（4）外花键的检测与质量分析

1）测量键宽和小径。用千分尺测量键宽尺寸应为7.355～7.445mm，小径尺寸应为ϕ28.295～ϕ28.505mm。铣削完毕后在工作台上直接测量键侧对称度、平行度和等分误差。测量对称度时，将键侧转至与工作台面平行，然后用百分表测量出两对应键侧的读数差值应在0.1mm以内。测量平行度时，在测量对称度后，移动百分表测量出键侧两端读数差值应在0.05mm以内。测量等分误差时，在测量平行度后，分度测量，若测量出6条键侧的跳动量在0.07mm以内，即为合格件。

2）质量分析。键宽尺寸超差的原因有：①测量错误；②移动横向工作台时，摇错刻度盘或传动间隙未消除；③刀杆垫圈端面不平行，致使刀具侧面圆跳动过大；④分度差错或摇分度手柄时未消除传动间隙。小径尺寸超差的原因有：①测量及调整铣削层深度有差错；②未找正工件上素线与工作台台面平行度，致使小径两端尺寸不一致。键侧平行度超差的原因是工件侧素线与工作台纵向进给方向不平行。对称度超差的原因有：①对刀不准；②移动横向工作台时，摇错刻度盘或未消除传动间隙。等分误差较大的原因有：①摇错分度手柄；②调整分度叉孔距错误；③未消除传动间隙；④未找正工件同轴度；⑤铣削过程中工件松动。表面粗糙的产生原因与铣削台阶相同。

2.先铣削键侧，后铣削中间槽

（1）选择铣刀先铣削键侧，铣刀宽度可适当大些，现选用ϕ63mm×8mm直齿三面刃铣刀。铣削小径用刀具选用成形刀头。安装方法如图6-6所示。

图6-6 成形刀头的安装方法

（2）检查、安装及找正工件与先铣削中间槽，后铣削键侧相同。

（3）铣削外花键步骤对刀方法较多，现采用划线对刀法，将工件装夹、找正后划线，再对刀。

图6-7 铣外花键时划线

划中心线，将高度尺调整到125mm游标刻度上，在工件外圆两侧面上各划一条线，然后将工件转过180°，再在两侧面上重划一次，观察两次所划的线是否重合，如不重合，将高度尺调整至两条线的中间重复再划，直至重合。划键宽线，根据正确中心线的刻度，将高度尺调高或调低键宽尺寸的一半（3.7mm），再在工件外圆两侧面上各划一条线，然后将工件转过180°，再划两条线，就得到对称的键宽线（7.4mm），如图6-7所示。划线后对刀，将工件转过90°，使所划的线转至上方，作为对刀时参考。试铣对刀，使三面刃铣刀的侧刃离开键宽线0.3～0.5mm，并在横向刻度盘上划线作记号。紧固横向工作台。调整铣削长度，根据铣削长度，安装好自动停止挡铁。调整铣削层深度，使铣刀微微擦到工件表面后，工作台垂向上升，即垂向上升量为3.22mm（其中0.4mm为齿侧加深量）。试铣削键侧1，调整好铣削层深度后，开动机床铣削键侧1，如图6-8a所示。试铣削键侧2，键侧1试铣完后，横向工作台移动s后，铣出键侧2，如图6-8b所示。即横向工作台移动16.2mm（其中0.3～0.5mm为预铣时单面留的铣削余量）。预检键的对称度，测量对称度方法如图6-4所示。根据预检结果，若测得键侧1比键侧2少铣去0.2mm，则将工件转过90°，使键处于上方，然后移动横向工作台，将键侧1铣去0.2mm。再测出键宽实际尺寸，按图样尺寸与实测尺寸的差值一半，调整横向工作台铣削键侧1，然后分度依次铣削各键的同一侧面。键侧1全部铣削完后，移动横向工作台并保证键宽尺寸达到7.4mm±0.045mm，依次铣出全部键侧2。当键侧全部铣完后，调换安装成形刀头，铣削小径圆弧面。对刀，使外花键键宽两尖角同时与刀头圆弧面接触。紧固横向工作台。

图6-8 铣外花键步骤

调整工件转角，对刀完成后，将分度头转过θ。试铣，工作台垂向微量上升切到槽底，铣出圆弧面后，退出工件，将工件转过180°，铣出另一圆弧面后，用千分尺测量小径尺寸。当测量出小径尺寸后，垂向上升小径尺寸余量的一半，依次铣毕小径圆弧面，如图6-8c所示。