山东博特精工股份有限公司 （济宁 272071） 张启义 季红丽 秦 鹏

在自动换刀的机床设计中，比较常用的主轴端部结构为7∶24锥度定位，这种结构锥孔和刀具锥柄并不自锁，要靠安装在主轴法兰盘端面键槽内的键传递扭矩，对端面键槽的对称度要求较高，一般为0.020～0.030mm。主轴法兰盘一般情况下为圆形，可以通过在键槽内放置量块，用千分尺测量量块端面至法兰盘外圆距离的方式，来检测端面槽的对称度；而对于方形、矩形、六方形等异形法兰盘结构形式的主轴，其端面键槽的检测则无法通过以上方式进行。在单件或小批量加工时可以通过将工件放置在检验平台上，用V形架定位，使用带百分表的测量架来检测端面键槽的对称度，但这种方式检测过程繁琐，在工件的加工过程中要反复进行4～5次的工件装卸，才能完成工件的加工。为方便该类型零件的加工、检测，根据此类工件的加工特点设计了一种专用对称度检具。

1. 零件结构及加工特点

图1 零件示意图

如图1所示，为该类零件的示意图，法兰盘为方形结构，宽度为H，需在淬火前加工至尺寸，端面槽宽B、深度h，对安装轴颈D的对称度为0.03mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm。该类零件的工艺流程为：零件粗加工→零件半精加工→铣四方→铣端面槽→钻端面孔→淬火→零件精加工→磨端面槽。端面槽的磨削使用导轨磨床，以V形架夹持安装基准轴颈D，工件与工作台呈T形布置，使工作台的往复运动与端面槽位置平行，加工前应找正工件安装基准轴颈上母线、侧母线，并对粗加工的端面槽进行找正，以保证加工余量的均匀。在加工过程中应不断测量槽宽尺寸、对称度尺寸，并综合考虑余量，最终保证槽宽尺寸、对称度、表面粗糙度全部合格。

2. 检具设计原理

传统的端面槽对称度检验方法是通过在检验平板上，使用V形架支承工件，将支承轴颈母线找平以及将端面槽找平后，使用带支架的指示表检验端面槽两侧的高度差，来计算端面槽的对称度。其检验的基准是检验平板，工件的定位以平板为基准，检验端面槽的高度差也是以平板为基准，端面槽对称度基准由支承轴颈转变为检验平板，这种检验方式要经过两次基准转换，需在专门的检验平板上进行，检验过程比较繁琐，并且无法在加工机床上实行在线测量，整个加工过程中需装卸工件4～5次方可完成。为便于在线测量键槽的对称度，设计了如图2所示的专用检具，检具由量块、垂直导轨、指示表支架、手柄、百分表、校对量块等组成。其测量原理为通过量块直接接触端面槽侧面，通过导轨和支架将指示表直接接触支承轴颈外圆，使用校对量块对百分表触头与量块距离的校对，可以直接测量端面槽与支承轴颈的距离，通过计算端面槽两侧的差值，就可以得到端面槽对称度的数值。量块的作用是支承整套检具，其底面与端面槽侧面接触，量块的高度略小于工件槽宽，以便于检具在槽内左右滑动，量块的上下表面的平行度应≤0.005mm，侧面对上下表面的垂直度≤0.01mm。导轨应垂直安装，其作用为支承支架、指示表，可根据工件法兰盘大小，以及轴颈尺寸上下调节指示表支架位置，调整完毕后分别用螺钉将支架和指示表固定。校对量块的高度H根据槽宽B、轴颈尺寸D来确定，其计算方式为

图2 异形法兰盘端面键槽对称度检具

H = B/2 + D/2

式中，H为校对量块高度；B为工件槽宽；D为工件安装轴颈尺寸。

计算时应综合考虑槽宽公差、轴颈尺寸公差、对称度要求。校对量块应在精密平面磨床上平磨上下平面，并进行研磨，使其上下表面的平行度小于等于0.005mm。

3. 对称度的检验方法

在检验前根据工件法兰盘及轴颈尺寸，将指示表支架调整到合适的位置，并将检具、校对量块放置在检验平板上，使百分表触头接触校对量块的上表面，使量块贴紧检验平板左右移动，微调百分表位置，使百分表压表0.5～0.8mm，在百分表触头接触校对量块的情况下，将表盘调整到零位。然后放置在平稳处，注意不要使检具歪倒或用重物碰压，一旦改变了百分表的位置，就需要重新校对。

在加工过程中，先将工件端面键槽的一侧及底面磨平，如图3所示，将对称度检具放置在槽内，使量块紧贴端面键槽的侧面与底面，左右移动对称度检具，记录百分表经过轴颈最高点时的读数，与零位的差值就是须去除的余量，一般在加工过程中需再测量一次。加工完成一侧后，将工件旋转180°，再重复以上步骤，就可以完成另外一侧的加工与测量。

图3 异形法兰盘端面槽对称度检验示意图