帶式運(yùn)輸機(jī)鍵槽工藝改進(jìn)研究

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摘要：分析了帶式輸送機(jī)零件鍵槽使用期間存在的問題，通過改進(jìn)拉削工藝、找準(zhǔn)合理位置以及確定拉削速度等提出了帶式輸送機(jī)零件鍵槽的工藝改進(jìn)。改進(jìn)后的零件鍵槽光潔度得到明顯提升，滾筒承載能力也相應(yīng)增強(qiáng)，主機(jī)的使用壽命明顯延長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);零件鍵槽;工藝改進(jìn)

1鍵槽作用及技術(shù)要求

鍵槽主要指的是在軸或孔內(nèi)加工出與鍵相配的槽，其主要被用于安裝鍵，用以傳遞扭矩。普通平鍵兩側(cè)面為工作面，為了保障基本的裝配要求，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格參照鍵槽的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，明確鍵槽深度、鍵槽寬度、鍵槽與軸線對(duì)稱度以及鍵槽兩側(cè)面表面粗糙度等參數(shù)，之后進(jìn)行對(duì)稱加工。加工期間，對(duì)鍵槽深度尺寸、鍵槽底面粗糙度的要求較低[1]。

2零件鍵槽加工工藝介紹

2.1軸類零件外圓鍵槽加工。立式銑床屬于軸類零件鍵槽的主要加工器械，且主要采用銑削加工方法，保證鍵槽位置公差的關(guān)鍵因素在于找準(zhǔn)銑刀與工件中心的對(duì)正精度。以往加工前期間，技術(shù)人員更多采用對(duì)刀方法，根據(jù)劃好的鍵槽外形線確定對(duì)刀，但此種找正方法精確度較低，無法滿足基本的鍵槽加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，應(yīng)在銑床工作臺(tái)上利用轉(zhuǎn)頭與頂尖對(duì)工件進(jìn)行鍵定位，保證工件中心線平行于工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)方向。之后利用深度尺將銑刀與工件中心找正，確保工件中心與銑頭重合，從而有效確保鍵槽加工的位置精度。2.2盤類零件內(nèi)孔鍵槽加工。插床屬于盤類零件內(nèi)孔鍵槽的主要加工平臺(tái)，且加工期間主要采用內(nèi)孔與端面定位方法，在采用插削加工方法的基礎(chǔ)上利用插刀進(jìn)行找正。但定位期間，工裝與零件內(nèi)孔存在間隙，以致影響了鍵槽插削位置的精確度。為了降低間隙對(duì)內(nèi)孔與鍵槽定位精確度的影響，加工時(shí)應(yīng)使用缺邊圓定位方法，這種方法使用了接近直徑的弦，因此定位精度更高。同時(shí)，定位工裝上除了弦具備定位作用外，其余外圓不存在定位作用，因此可盡量減少其面積。在零件定位中，使用兩個(gè)圓柱銷取代弦兩端的弧線，并在工裝上設(shè)置多組援圓柱銷孔，以增大工裝的通用性[2]。生產(chǎn)制造時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)注意下列問題，一是應(yīng)確保對(duì)刀槽與定位銷孔的對(duì)稱性，且確保基面與兩者中心線的平行度；二是基面還應(yīng)垂直于對(duì)刀槽；三是上下兩面應(yīng)保持平行且與銷孔垂直；四是應(yīng)盡量選擇規(guī)格較大的對(duì)刀槽，且加工小尺寸鍵槽時(shí)應(yīng)借助厚墊片、塞尺等工具。在工裝使用期間應(yīng)注意以下問題，一是使用之前，技術(shù)人員做好插床工作平臺(tái)以及工裝基面的找平工作；二是利用最接近定位孔直徑的定位銷確定定位孔直徑；三是保證鍵槽所在孔與零件定位孔的同軸度；四是利用墊鐵有效壓實(shí)零件鍵槽。2.3盤類零件外圓鍵槽加工。臥銑與鏜床屬于盤類零件外圓鍵槽的加工平臺(tái)，且加工期間采用類似盤類內(nèi)控鍵槽的工裝定位方法，其工裝制造及使用也與盤類內(nèi)控鍵槽插削相同。

3帶式運(yùn)輸機(jī)零件鍵槽工藝改進(jìn)

某企業(yè)使用的TD75型帶式輸送機(jī)滾筒輪殼主要由A3鋼制成，且按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，鍵槽側(cè)面光潔度要求達(dá)到5級(jí)，目前很多加工廠的工藝水平無法滿足此要求，且在產(chǎn)品質(zhì)量檢查工作中，此問題已經(jīng)嚴(yán)重影響帶式輸送機(jī)產(chǎn)品的合格率。基于此，煤礦企業(yè)利用專用刀具與工藝對(duì)輸送機(jī)零件鍵槽工藝進(jìn)行了改進(jìn)，效果顯著[3]。3.1改進(jìn)拉削工藝及專用拉刀。當(dāng)前，在帶式輸送機(jī)零件鍵槽工藝改進(jìn)期間，內(nèi)孔鍵槽拉刀屬于最常用的多齒高效刀具，它可以一次性完成鍵槽的整個(gè)加工工作，但在加工A3鋼材鍵槽時(shí)存在一些問題，比如加工面的縱向波紋與光潔度低等問題會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量。基于此，某煤礦企業(yè)利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法明確了拉刀幾何參數(shù)、冷卻潤(rùn)滑液以及導(dǎo)向配合間隙等技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)行了有效改進(jìn)。3.1.1確定拉刀幾何參數(shù)。鍵槽拉刀期間主要采用類似于普通刀具的切削方法，被加工的塑性材料會(huì)在刀面上滑移，且此滑移過程直接影響著加工后鍵槽的光潔度。加工期間，鍵槽拉刀前角具備統(tǒng)一要求，因此拉削普通碳鋼材料不存在明顯問題，而在拉削A3鋼材輪殼時(shí)，15°標(biāo)準(zhǔn)角無法滿足拉削要求，應(yīng)將前角改為18°，以改進(jìn)拉削效果。同時(shí)，技術(shù)人員切削時(shí)應(yīng)有效控制刀口的鋒利度與刀面光潔度，若刃口圓弧半徑較大，切削期間容易出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象，出現(xiàn)積削瘤以及鱗刺問題，如圖1所示。同時(shí)，容屑槽與刀具的接觸不良會(huì)導(dǎo)致拉刀發(fā)生凸起或凹陷問題，增大了刀具的摩擦力，以致發(fā)生拉毛、切屑折斷擠塞等問題，影響了表面的光潔度。當(dāng)拉刀后面磨損時(shí)，刃口會(huì)出現(xiàn)小棱面，摩擦力增大，降低了表面質(zhì)量，尤其副工作后角其余零或?yàn)樨?fù)值時(shí)，黏結(jié)金屬微粒的側(cè)齒副偏角會(huì)導(dǎo)致拉刀表面出現(xiàn)縱向劃痕。對(duì)此，使用過程中應(yīng)定期檢查。為了有效保證拉削光潔度，技術(shù)人員還應(yīng)在普通鍵槽拉刀校正齒的后部增加刮削齒，通過削齒的專用拉刀提高鍵槽兩側(cè)的光潔穩(wěn)定性[4]。3.1.2選擇合理的冷卻潤(rùn)滑液。在使用鍵槽拉刀時(shí)，為了避免影響加工光潔度，影響冷卻潤(rùn)滑條件，技術(shù)人員應(yīng)充分注意冷卻液濃度變稀或變質(zhì)問題。對(duì)此，技術(shù)人員應(yīng)選擇合理的冷卻液，并定期進(jìn)行更換，以有效保證拉削的光潔度。在拉削A3鋼材時(shí)應(yīng)選擇硫化切削油或植物油，通過利用兩種油中的硫化物質(zhì)使鋼鐵接觸面發(fā)生化學(xué)變化。同時(shí)，為了獲得良好的潤(rùn)滑效果，降低拉刀前面、后面鐵屑與工件的摩擦力，應(yīng)通過上述化學(xué)變化中的化學(xué)鍵力形成吸附膜，有效提升低碳鋼性能。3.1.3確定合理的導(dǎo)向套的配合間隙。在拉削過程中，拉刀與導(dǎo)向套配合存在較大間隙時(shí)，拉刀的左右擺尾會(huì)影響切削穩(wěn)定性，降低加工面的光潔度。且若兩者之間配合間隙過小，則裝卸拉刀時(shí)存在一定困難。對(duì)此，拉削期間應(yīng)盡量采用動(dòng)配合方式，且技術(shù)人員還應(yīng)利用軟刷定期清除下個(gè)套種存在的鐵屑等雜質(zhì)，保證良好的潤(rùn)滑度。3.1.4確定合理的拉削速度。提高切削速度會(huì)增大生產(chǎn)效率，但若鍵槽拉刀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時(shí)應(yīng)選擇合理且經(jīng)濟(jì)性較高的切削速度，以提高工件的質(zhì)量水平，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，確保切削工作的正常進(jìn)行。根據(jù)帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況及試驗(yàn)可以得出，當(dāng)拉削速度大于2m/min時(shí)，切削刃會(huì)出現(xiàn)刀瘤問題；當(dāng)拉削速度大于5m/min時(shí)，速度的遞增會(huì)導(dǎo)致刀瘤隨之增大，且尤其在切削A3鋼材時(shí)更易出現(xiàn)刀瘤。對(duì)此，企業(yè)應(yīng)選擇合理的切削速度，具體如表1所示。3.1.5其他注意事項(xiàng)。技術(shù)人員在使用拉刀時(shí)，工件拉削長(zhǎng)度應(yīng)滿足達(dá)到的基本標(biāo)準(zhǔn)，以有效確保內(nèi)孔鍵槽拉削的光潔度。且期間若技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)刀具磨損問題，還應(yīng)有效修磨，并采用圖2方法進(jìn)行改進(jìn)完善。同時(shí)，技術(shù)人員若發(fā)現(xiàn)拉刀個(gè)別齒出現(xiàn)崩刃問題，則應(yīng)立即停止拉削作業(yè)，有效磨去崩刃刀齒，利用其他刀齒平分齒升量，平衡各齒負(fù)載力，從而確保拉削工作的順利進(jìn)行。3.2改進(jìn)后的效果。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，該煤礦企業(yè)適用的TD75型帶式輸送機(jī)滾筒輪殼鍵槽光潔度得到明顯提升，產(chǎn)品質(zhì)量水平也明顯提升，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)水平，并得到了行業(yè)檢查組的肯定。拉削表面不平度由原來的21.9μm下降至5.5μm，滾筒承載能力得到大幅度提升，主機(jī)的使用壽命明顯延長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]高博，蓋文.細(xì)長(zhǎng)軸多角位鍵槽加工夾具設(shè)計(jì)[J].金屬加工（冷加工），2017（21）：34-35.

[2]金小鋒，李文俊，杭金培.大型工件高精度鍵槽加工[J].金屬加工（冷加工），2016（21）：33-34.

[3]張博超，杜明，鄭素春.輸出軸上鍵槽加工工藝改進(jìn)[J].橡塑技術(shù)與裝備，2014（6）：23-24.

[4]趙國強(qiáng)，武迎迎，張春明.高精度深通孔內(nèi)鍵槽銑削柔性工藝研究[J].機(jī)械制造，2015（1）：71-74.

作者:陳建光 單位:山西汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)備修造廠