一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装及其使用方法与流程

本发明涉及轴加工，具体涉及一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装及其使用方法。

背景技术：

1、在轴类传动零件加工中，180°对称布置的对键槽应用广泛，其对称度、同轴度直接影响传动精度和配合强度，目前轴类零件的对称键槽的铣削加工多采用划线找正法、通用分度头法和数控铣床加工法，然而，划线找正依赖工人经验，效率低且误差大；使用万能分度头虽然精度尚可，但装夹步骤繁琐，每次分度都需要手动摇动手柄并计算孔数，操作复杂，在大批量生产时劳动强度大；使用数控铣床加工虽然可以自动分度，但是设备成本高，经济性较差。

2、公告号为cn203390658u的实用新型专利公开了一种加工轴类零件对称键槽的工装，其采用两个v型夹块夹住转轴，其中一个v型夹块上有一基准面，使用百分表找正基准面，使基准面保持与机床主轴的轴线平行，即可在转轴旋转180°前后加工出两个对称的键槽。

3、然而，上述工装采用两个v型夹块抱合的夹紧结构，装夹同轴度依赖人工对位与螺钉锁紧度，一致性较差，且v型面与待加工轴类零件为线接触夹紧，铣削加工中容易出现周向窜动，难以保证分度精度；另外，上述工装只设置单个基准面，待加工轴类零件旋转180°后，必须将百分表座绕机床主轴同步旋转180°并重新调装，操作步骤繁琐，且容易引入额外的测量误差，工作效率较低；第三，仅依靠单一平面与机床主轴的平行度控制分度角度，缺少对工装底面与机床主轴的垂直度的校准，难以保证对称键槽的深度一致性；可见，上述工装虽然能够兼容多直径的轴类零件，但是牺牲了分度精度、批量加工一致性和加工效率，不适用于高精度量产场景。

技术实现思路

1、为解决现有技术中通常采用两个v型夹块抱合的夹紧结构夹紧待加工轴类零件，装夹同轴度依赖人工对位与螺钉锁紧度，一致性较差，且v型面与待加工轴类零件为线接触夹紧，铣削加工中容易出现周向窜动，难以保证分度精度；另外，现有技术通常只设置单个基准面，待加工轴类零件旋转180°后，需要重新调装，操作步骤繁琐，且容易引入额外的测量误差，工作效率较低；而且仅依靠单一平面与机床主轴的平行度控制分度角度，缺少对垂直度的校准，难以保证对称键槽的深度一致性的技术问题，本发明提供了一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装及其使用方法，其中轴类零件对称键槽铣削加工分度工装为整体一体式锻打成型结构，无需拆分组装、无需人工对位多组夹紧块，工装本体集成多组相互垂直、平行的高精度基准面，分度找正精准度高，单件装夹、分度、对刀全流程操作简单，适配普通立式铣床批量加工场景，且适配高精度量产场景，大幅降低人工操作门槛与单件辅助工时。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装，包括工装本体，工装本体具有a面、b面、c面和d面，a面与c面相平行，且a面、c面均与b面相垂直；工装本体上开设有沿轴向贯通的圆孔，圆孔的轴心线平行于a面和b面，d面位于圆孔的径向一侧，且d面上开设有贯穿至圆孔的螺纹孔。

4、本发明采用一体式的工装本体，工装本体上设有圆孔，圆孔与待加工轴类零件为圆柱面配合，相比于现有技术用两个v型块抱合的线接触夹紧，接触面积大幅提升，铣削加工过程中待加工轴类零件不容易出现周向窜动，分度精度的稳定性显著增强；同时装夹时直接将工装本体套入待加工轴类零件的外圆，向螺纹孔中拧紧固定螺栓即可，无需人工对位两个v型块，装夹同轴度由工装内孔的加工精度保证，不受工人操作水平影响，批量加工的质量一致性更好。第二，本发明在工装本体上设置一对相互平行的a面、c面，待加工轴类零件旋转180°后，可直接通过百分表找正c面完成二次分度，相比于现有技术将百分表座绕机床主轴旋转180°并重新调装，既减少了操作步骤、缩短辅助时间，又避免了二次装表带来的测量误差，分度精度与加工效率同步提升。第三，本发明中工装本体的b面与a面、c面均垂直，分度过程中可通过直角尺快速校验b面与工作台的垂直度，同时校准平行度和垂直度，相比于现有技术仅仅依靠单一平面的平行度控制分度角度，本发明能够从两个维度约束轴类待加工轴类零件，确保两次加工时对称键槽的深度的一致性。

5、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，d面为向外凸出的弧面。将d面设计为向外凸出的弧面，使d面与a面、b面、c面在外形上形成显著的视觉与触觉差异，操作人员在装夹、翻转分度过程中，可通过外观形态快速识别出非基准的d面，直观区分a、b、c基准工作面，避免因多个平面外观相似导致的基准面混淆、误找正等操作失误，有效缩短操作前的辨识时间，尤其适配批量生产中反复翻转工装的高频作业场景。第二，d面是固定螺栓螺纹孔的开设面，向外凸出的弧面结构可在不增大工装整体外形尺寸的前提下，自然增加螺纹孔径向方向的实体壁厚，显著提升螺纹连接部位的结构刚性与抗疲劳强度；避免反复拧动固定螺栓时因孔壁过薄出现螺纹滑牙、孔壁开裂变形等问题，延长工装的使用寿命与精度保持周期。

6、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，a面和c面上分别设有基准线，基准线为圆孔的轴心线在对应面上的正投影线。基准线直接对应圆孔轴心线的径向对称中心，找正a面平行度后，将铣刀刀尖对准基准线即可直接确定键槽的轴对称中心，不需要再通过百分表扫测、人工计算找中，大幅缩短对刀时间，对工人操作经验要求更低，a面、c面均设置基准线，进一步保证两个键槽的对称度。

7、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，圆孔的轴心线到a面与到c面的垂直距离相等。圆孔居中布置，a面到轴心线的距离与b面到轴心线的距离相等，待加工轴类零件翻转180°找正c面之后，轴心线到工作台的高度与第一次加工时相等，无需调整铣削深度，进一步提高对称键槽的深度的一致性；另外，还可以使工装本体呈对称结构，铣削加工时受力均匀，进一步提高分度精度，长期使用也不容易发生形变。

8、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，螺纹孔的轴心线与b面垂直。由此，固定螺栓的顶紧方向与a面、c面平行，紧固螺栓拧紧时不会产生使工装偏转的力矩，避免装夹后a、c面的平行度发生偏移，保障找正精度不受紧固操作影响。

9、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，螺纹孔的轴心线到a面与到c面的垂直距离相等，且螺纹孔的轴心线到圆孔的两个轴向端面的垂直距离相等。由此，螺纹孔在径向上均居中设置，固定螺栓的顶紧力可以沿径向直线传递至待加工轴类零件表面，无侧向分力，紧固效果更可靠，待加工轴类零件在铣削过程中不易发生周向打滑偏移，保证分度精度的稳定性，并且，螺纹孔还在轴向上居中设置，铣削加工时待加工轴类零件的装夹性能更好，振动更小，加工表面质量和尺寸精度更稳定，另外，整体对称式布置使得工装本体受力更加均衡，长期使用不容易变形。

10、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，a面和b面的相交棱边、b面和c面的相交棱边处均设有倒角。有利于消除棱边的毛刺和锋利边角，工人装夹、拿取工装本体时不容易被划伤，另外，加工出倒角可以避免铣刀与工装本体的棱边发生碰撞，同时避免因搬运、存放时的磕碰而产生变形，既可以保护刀具刃口，也防止工装棱边崩坏而破坏a面、b面和c面的平面度。倒角还可以去除棱边应力集中区域，提升工装本体结构强度。

11、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，圆孔与待加工轴类零件的配合间隙≤0.03mm。0.03mm以内的间隙既满足精度要求，又不会因配合过紧导致装拆困难，工人可徒手完成套装与拆卸，装夹效率也不受影响。

12、作为一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的优选的实现方案，圆孔的两个轴向端面为e面和f面，e面和f面相互平行，且e面、a面和b面互相垂直。可以通过端面校验工装的轴向垂直度，避免工装倾斜导致的键槽轴向偏斜，提升键槽的位置精度。

13、本发明中一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的使用方法所采用的技术方案如下：

14、一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装的使用方法，用于上述的一种轴类零件对称键槽铣削加工分度工装，包括以下步骤：

15、将工装本体的圆孔套在待加工轴类零件的外圆上，使用固定螺栓拧入螺纹孔，拧紧固定螺栓，使固定螺栓的端部与待加工周零件的外周面抵紧；

16、使用百分表找平工装本体的a面，使工装本体的a面与铣床的工作台面平行，在待加工轴类零件的外周面上找出轴对称中心，加工出第一个键槽；

17、将加工出一个键槽的待加工轴类零件绕轴中心旋转180°，使用直角尺找b面与铣床工作台面垂直，使用百分表找平工装本体的c面，使工装本体的c面与铣床的工作台面平行，在加工出一个键槽的待加工轴类零件的外周面上找出轴对称中心，加工出第二个键槽，加工完后，第二个键槽与第一个键槽相对设置。

18、本方法将180°角度分度转化为平面找正操作，普通铣床操作工无需专业分度技能即可完成，且本方法结合平行度找正与垂直度校验，从两个维度约束轴件周向位置，误差更小，对称键槽的对称度、深度一致性更有保障。

19、本发明的有益效果包括：

20、本发明采用一体式的工装本体，工装本体上设有圆孔，圆孔与待加工轴类零件为圆柱面配合，相比于现有技术用两个v型块抱合的线接触夹紧，接触面积大幅提升，铣削加工过程中待加工轴类零件不容易出现周向窜动，分度精度的稳定性显著增强；同时装夹时直接将工装本体套入待加工轴类零件的外圆，向螺纹孔中拧紧固定螺栓即可，无需人工对位两个v型块，装夹同轴度由工装内孔的加工精度保证，不受工人操作水平影响，批量加工的质量一致性更好。

21、本发明在工装本体上设置一对相互平行的a面、c面，待加工轴类零件旋转180°后，可直接通过百分表找正c面完成二次分度，相比于现有技术将百分表座绕机床主轴旋转180°并重新调装，既减少了操作步骤、缩短辅助时间，又避免了二次装表带来的测量误差，分度精度与加工效率同步提升。

22、本发明中工装本体的b面与a面、c面均垂直，分度过程中可通过直角尺快速校验b面与工作台的垂直度，同时校准平行度和垂直度，相比于现有技术仅仅依靠单一平面的平行度控制分度角度，本发明能够从两个维度约束轴类待加工轴类零件，确保两次加工时对称键槽的深度的一致性。

23、本发明能够适配普通立式铣床批量加工场景，且适配高精度量产场景，提高了加工效率，降低了操作难度。