第一章外花鍵和牙嵌離合器的銑削

第一章外花鍵和牙嵌離合器的銑削第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四1.了解花鍵聯(lián)接。2.掌握用單刀和組合銑刀銑削矩形齒外花鍵的方法。

3.掌握外花鍵的檢測和影響銑削質(zhì)量的因素。

4.了解牙嵌離合器的技術(shù)要求。

5.掌握矩形牙嵌離合器，正三角形牙嵌離合器，鋸齒形牙嵌離合器，正梯形牙嵌離合器的銑削方法。第一章外花鍵和牙嵌離合器的銑削第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)外花鍵的銑削一、花鍵聯(lián)接簡介

花鍵聯(lián)接是一種能傳遞較大轉(zhuǎn)矩和定心精度較高的聯(lián)接形式，在機械傳動中應(yīng)用廣泛，機床、汽車、拖拉機等機械的變速箱內(nèi)，大都用花鍵齒輪套與花鍵軸（圖1?1）配合的滑移作變速傳動。圖1-1花鍵軸第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-2矩形花鍵聯(lián)接的定心方式

a)小徑定心b)大徑定心c)齒側(cè)定心1)定心精度較高，承載能力大，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。

2)導(dǎo)向性好，如齒輪與軸的同軸度好，移動輕快。

3)當(dāng)軸徑相同時，花鍵齒側(cè)上擠壓應(yīng)力較小。第一節(jié)外花鍵的銑削第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四4)加工花鍵有時需要專用設(shè)備和量具、刃具，故制造成本高。

成批、大量的花鍵加工可在專用的花鍵銑床上用花鍵滾刀以展成法加工，這種加工方法具有較高的生產(chǎn)率和加工精度，但必須具備花鍵銑床與花鍵滾刀。

二、用單刀銑削矩形齒外花鍵

在銑床上用單刀銑削矩形齒外花鍵，主要適用于單件生產(chǎn)或維修加工，以加工大徑定心的矩形齒花鍵軸為主，對以小徑定心的花鍵軸，一般只進行粗加工。

1.工件的裝夾和校正第一節(jié)外花鍵的銑削第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四工件用分度頭與尾座兩頂尖或三爪自定心卡盤與尾座頂尖裝夾，然后用指示表按下述要求對工件進行校正：

1)工件兩端處的徑向圓跳動誤差不超差。

2)工件的上素線與銑床工作臺臺面平行。

3)工件的側(cè)素線與工作臺縱向進給方向平行。

對細長的工件，在校正之后還應(yīng)在長度的中間位置下面用千斤頂支承。

2.銑刀的選擇及切削位置的調(diào)整第一節(jié)外花鍵的銑削第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(1)銑刀的選擇花鍵鍵齒側(cè)面的銑削選擇外徑盡可能小一些、寬度適當(dāng)(銑削中不應(yīng)傷及鄰鍵齒)的標(biāo)準三面刃銑刀進行，這樣可以減小銑刀的端面圓跳動誤差，以保證鍵齒側(cè)面的表面粗糙度要求(一般為Ra3.2～1.6μm)。圖1-3側(cè)面對刀法第一節(jié)外花鍵的銑削第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(2)切削位置的調(diào)整(即對刀)調(diào)整切削位置的目的是：使三面刃銑刀的側(cè)面切削刃與花鍵齒側(cè)面重合，以保證花鍵的鍵寬和兩鍵側(cè)面的對稱性。

1)側(cè)面對刀法(圖1-3)：先使銑刀側(cè)面切削刃輕輕接觸工件側(cè)素線處的貼紙，然后垂直向下退出工件，再將工作臺向銑刀方向橫向移動一個距離S：

S=1/2（D-B）+δ(1?1)

2)按劃線對刀法：采用此法對刀，關(guān)鍵是準確的劃線。第一節(jié)外花鍵的銑削第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-4試切對刀法的步驟

a)銑鍵側(cè)面1和2b)銑鍵側(cè)面3

c)比較測量鍵側(cè)面1和3的高度第一節(jié)外花鍵的銑削第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四3)試切對刀法：在分度頭的三爪自定心卡盤與尾座頂尖之間裝夾一根直徑與工件直徑大致相同的試件，先用側(cè)面對刀法或劃線對刀法初步對刀，并在試件上銑出適當(dāng)長度的花鍵鍵側(cè)面1，退出工件，經(jīng)180°分度再銑出鍵側(cè)面2(圖1-4a)；接著橫向移動工作臺(移動量等于鍵寬B與銑刀寬度L之和，即S1=B+L)，銑出另一鍵側(cè)面3(圖1-4b)；退出工件后，使工件轉(zhuǎn)過90°，用杠桿指示表比較鍵側(cè)面1與3的高度(圖1-4c)。

試切對刀法可以獲得比側(cè)面對刀法和劃線對刀法更高的對刀精度。第一節(jié)外花鍵的銑削第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四3.花鍵的銑削

(1)用單刀銑削矩形齒外花鍵其順序如圖1-5所示。

1)銑鍵側(cè)面：對刀之后，工作臺縱向進給銑削鍵齒的右側(cè)面，并按齒分度依次銑完花鍵各齒的同一側(cè)側(cè)面(圖1-5a)。

S1=B+L(1?2)

2)銑鍵槽底圓弧面：在銑完全部鍵側(cè)面以后，槽底部的凸起余量可用裝在同一銑刀桿上的鋸片銑刀銑去。

槽底圓弧面也可采用凹圓弧形的成形單刀頭一次銑出，如圖1?6所示。第一節(jié)外花鍵的銑削第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-5外花鍵的銑削順序

a)銑花鍵的右側(cè)面b)銑花鍵的左側(cè)面

c)鋸片銑刀對中心d)e)銑槽底圓弧面(小徑)第一節(jié)外花鍵的銑削第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-6用成形單刀頭銑槽底圓弧第一節(jié)外花鍵的銑削第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(2)用組合銑刀銑削外花鍵對刀調(diào)整銑刀的切削位置時，兩銑刀內(nèi)側(cè)切削刃應(yīng)對稱于工件軸線。

銑削生產(chǎn)批量較大的花鍵軸時，可使用硬質(zhì)合金的組合銑刀銑削花鍵(圖1?8)，銑削速度可達120m/min，進給速度可達375mm/min，每一側(cè)的精銑余量一般為0．15～0．20mm,經(jīng)精銑后的鍵側(cè)面表面粗糙度Ra值可達1．6～0．8μm，在一定程度上可代替花鍵磨床的加工。圖1-7用組合銑刀銑削外花鍵

a)用組合銑刀銑削花鍵鍵側(cè)面b)用成形銑刀銑槽底(小徑)第一節(jié)外花鍵的銑削第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-8精銑花鍵用硬質(zhì)合金組合銑刀盤第一節(jié)外花鍵的銑削第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四三、成形銑刀銑花鍵

對于大批量的花鍵軸可采用刀齒形狀與花鍵槽形一致的成形銑刀一次銑出花鍵槽。圖1-9外花鍵成形銑刀第一節(jié)外花鍵的銑削第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-10適合高速旋轉(zhuǎn)的滾動軸承掛架第一節(jié)外花鍵的銑削第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-11成形外花鍵銑刀的對刀步驟第一節(jié)外花鍵的銑削第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四表1-1成形銑刀銑花鍵的系數(shù)K例1-1用成形銑刀銑N=4的矩形齒花鍵，在用指示表測量花鍵的對稱性時，兩鍵側(cè)的高度差Δx=0.10mm，求橫向工作臺的移動距離S。

解：由表1-1，當(dāng)N=4時，K=0.707

代入式（1?4a），S=0．10mm×0．707=0．07mm

四、外花鍵的檢測與質(zhì)量分析

1.外花鍵的檢測第一節(jié)外花鍵的銑削第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四外花鍵的各幾何要素及偏差的檢測，在單件、小批量生產(chǎn)中，一般用通用量具(游標(biāo)卡尺、千分尺和指示表等)進行，檢測項目如下：

(1)用千分尺或游標(biāo)卡尺測量外花鍵的鍵寬B和小徑d尺寸。

(2)用指示表檢測外花鍵鍵側(cè)面對工件軸線的平行度和對稱度誤差對稱度誤差的檢測方法與試切對刀法所用的比較測量方法相同。第一節(jié)外花鍵的銑削第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-12外花鍵的綜合量規(guī)2.銑削外花鍵的注意事項第一節(jié)外花鍵的銑削第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四在銑床上用三面刃銑刀銑削外花鍵時應(yīng)著重注意下列事項：

1)準確校正夾具(分度頭、尾座)的位置，保證工件軸線平行于工作臺臺面，且與工作臺縱向進給方向一致。

2)在保證不銑切到鄰鍵側(cè)面的條件下，三面刃銑刀的寬度尺寸盡量選擇大的，以增強銑刀的剛度。

3)銑刀的切削刃應(yīng)鋒利，安裝后側(cè)面切削刃的偏擺量要小。

4)仔細調(diào)整銑刀的切削位置，用單刀銑削時，尤應(yīng)保證對刀準確。第一節(jié)外花鍵的銑削第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四5)細心分度操作，防止因分度錯誤或未消除分度間隙而引起等分不準。

6)合理選擇銑削用量，避免加工中因振動引起鍵側(cè)面產(chǎn)生波紋。

3.外花鍵銑削的質(zhì)量分析第一節(jié)外花鍵的銑削第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四表1-2花鍵銑削時常見問題及防止方法第一節(jié)外花鍵的銑削第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四表1-2花鍵銑削時常見問題及防止方法第一節(jié)外花鍵的銑削第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)牙嵌離合器的銑削圖1-13牙嵌離合器的齒形

a)矩形齒b)正三角形齒c)鋸齒形齒d)梯形收縮齒e)梯形等高齒第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四一、牙嵌離合器的技術(shù)要求

牙嵌離合器一般都是成對使用的。

1)齒形(包括齒形角、槽底的傾角和齒槽深等)準確。

2)同軸精度高。

3)等分精度高。

4)表面粗糙度值小。

5)齒部強度高，齒面耐磨性好。

二、矩形牙嵌離合器的銑削第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四矩形牙嵌離合器的齒頂面和槽底面相互平行且均垂直于工件軸線，沿圓周展開齒形為矩形（圖1?13a），按齒數(shù)不同分為奇數(shù)齒和偶數(shù)齒兩種。

1.奇數(shù)矩形齒離合器的銑削

奇數(shù)矩形牙嵌離合器用三面刃銑刀或立銑刀加工。圖1-14三面刃銑刀

寬度的計算第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(1)銑刀選擇

L(或d)≤b=sinβ=sin180°/z(1?5）

(2)工件的裝夾與校正工件裝夾在分度頭的三爪自定心卡盤上，并校正工件的徑向圓跳動和端面圓跳動至符合要求。

(3)調(diào)整切削位置(對刀)銑削時，三面刃銑刀的側(cè)面切削刃或立銑刀的圓周切削刃應(yīng)通過工件中心。圖1-15奇數(shù)矩形齒離合器的銑削順序第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(4)銑削方法圖1-15所示為用三面刃銑刀銑削奇數(shù)矩形牙嵌離合器。

(5)銑齒側(cè)間隙為了使離合器工作時能順利地嵌合和脫開，矩形牙嵌離合器的齒側(cè)應(yīng)有一定的間隙。圖1-16銑齒側(cè)間隙

a)偏移中心法b)偏轉(zhuǎn)角度法第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四1)偏移中心法：銑刀對中后，使三面刃銑刀的側(cè)面切削刃或立銑刀的圓周切削刃向齒側(cè)面方向偏過工件中心0.2～0.3mm，如圖1-16a所示，依次銑削各齒槽，這樣銑后的離合器齒略為減小，嵌合時就產(chǎn)生間隙。

2)偏轉(zhuǎn)角度法：銑刀對中后，依次將全部齒槽銑完，然后將工件轉(zhuǎn)過一個角度Δθ(Δθ=2°～4°或按圖樣規(guī)定要求)，再對各齒的一側(cè)銑一次，使齒側(cè)產(chǎn)生間隙。

2.偶數(shù)矩形牙嵌離合器的銑削

偶數(shù)矩形牙嵌離合器用三面刃銑刀或立銑刀加工。

(1)銑刀選擇第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-17三面刃銑刀直徑的計算第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(2)銑削方法偶數(shù)矩形牙嵌離合器的銑削，要經(jīng)過兩次調(diào)整切削位置才能銑出準確的齒形。圖1-18偶數(shù)矩形齒離合器的銑削順序三、正三角形牙嵌離合器的銑削第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-19銑收縮離合器時

分度頭主軸傾斜α角第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四1.銑刀選擇

銑削正三角形牙嵌離合器，一般都選用對稱雙角銑刀。

2.分度頭主軸傾斜角度(起度角)α的計算

分度頭主軸相對工作臺臺面的傾斜角α按式(1?7)計算

例1-2銑削齒形角ε=60°，齒數(shù)z=80的正三角形牙嵌離合器，試確定分度頭主軸的傾斜角度α。

解：選用對稱雙角銑刀的廓形角θ=ε=60°

cosα=tan90°/zcotε/2=tan90°/80cot60°/2

3.銑削方法第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(1)對刀銑削正三角形牙嵌離合器時，必須使對稱雙角銑刀的刀尖(或中心平面)通過工件軸線。

(2)齒形銑削銑削正三角形牙嵌離合器時，無論齒數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，每分度一次只能銑出一條齒槽。

四、鋸齒形牙嵌離合器的銑削

鋸齒形牙嵌離合器也是收縮齒離合器，因此，同樣具有收縮齒的齒形特征。

1.銑刀選擇

銑削鋸齒形牙嵌離合器，一般選用單角銑刀。第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-20銑鋸齒形牙嵌離

合器的擦側(cè)邊對刀方法第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四2.對刀

對刀時，應(yīng)使單角銑刀的端面?zhèn)热型ㄟ^工件軸線。

3.分度頭起度角α的計算。

分度頭主軸相對工作臺臺面的傾斜角α按式（1?8）計算

例1-3銑削鋸齒形牙嵌離合器，已知離合器齒數(shù)z=30，齒形角ε=75°，試計算分度頭主軸的傾斜角度α。

解：已知z=30，ε=75°

cosα=tan180°/zcotε=tan180°/30cot75°

五、正梯形牙嵌離合器的銑削第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四正梯形牙嵌離合器分為梯形收縮齒和梯形等高齒兩種離合器，如圖1?13d，e所示。

1.梯形收縮牙嵌離合器的銑削

梯形收縮牙嵌離合器的齒形，實際上就是把正三角形齒的齒頂和槽底分別用平行于齒頂線和槽底線的平面截去了一部分，其齒頂及槽底在齒長方向上都是等寬的，并且它們的中線都通過離合器的軸線（圖1?13d）。

例1-4銑削梯形收縮牙嵌離合器，已知齒數(shù)z=12，齒形角ε=40°，試計算分度頭起度角α。

解：已知z=12，ε=40°第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四根據(jù)式(1?7)

(1)銑刀選擇銑削梯形收縮牙嵌離合器，使用梯形槽成形銑刀。圖1-21梯形槽成形銑刀第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四(2)對刀對刀時應(yīng)使梯形槽成形銑刀廓形的對稱線對準工件軸線。圖1-22銑削梯形收縮牙嵌離合器的對刀方法第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四圖1-23銑梯形等高牙嵌

離合器銑刀的切削位置第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第四十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四2.梯形等高牙嵌離合器的銑削

梯形等高牙嵌離合器的齒頂面與槽底面平行，且垂直于離合器軸線，因此，齒側(cè)高度不變（圖1?13e），齒側(cè)的中線通過離合器的軸線。

(1)銑刀選擇銑削梯形等高齒離合器采用專用的成形銑刀。

(2)對刀刀具切削位置的調(diào)整必須保證銑出的齒側(cè)面的中線通過離合器的軸線，因此，調(diào)整時應(yīng)使銑刀側(cè)刃離刀齒頂T／2處的K點通過離合器的軸線(圖1-23)。第二節(jié)牙嵌離合器的銑削第四十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期四1)采用試切法對中，使銑刀廓形的對稱線對