帶式運輸機鍵槽工藝改進研究

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摘要：分析了帶式輸送機零件鍵槽使用期間存在的問題，通過改進拉削工藝、找準合理位置以及確定拉削速度等提出了帶式輸送機零件鍵槽的工藝改進。改進后的零件鍵槽光潔度得到明顯提升，滾筒承載能力也相應增強，主機的使用壽命明顯延長。

關鍵詞：帶式輸送機;零件鍵槽;工藝改進

1鍵槽作用及技術要求

鍵槽主要指的是在軸或孔內加工出與鍵相配的槽，其主要被用于安裝鍵，用以傳遞扭矩。普通平鍵兩側面為工作面，為了保障基本的裝配要求，技術人員應嚴格參照鍵槽的設計標準，明確鍵槽深度、鍵槽寬度、鍵槽與軸線對稱度以及鍵槽兩側面表面粗糙度等參數，之后進行對稱加工。加工期間，對鍵槽深度尺寸、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鍵因素在于找準銑刀與工件中心的對正精度。以往加工前期間，技術人員更多采用對刀方法，根據劃好的鍵槽外形線確定對刀，但此種找正方法精確度較低，無法滿足基本的鍵槽加工質量標準。對此，應在銑床工作臺上利用轉頭與頂尖對工件進行鍵定位，保證工件中心線平行于工作臺橫向運動方向。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盤類零件內孔鍵槽加工。插床屬于盤類零件內孔鍵槽的主要加工平臺，且加工期間主要采用內孔與端面定位方法，在采用插削加工方法的基礎上利用插刀進行找正。但定位期間，工裝與零件內孔存在間隙，以致影響了鍵槽插削位置的精確度。為了降低間隙對內孔與鍵槽定位精確度的影響，加工時應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，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，使用兩個圓柱銷取代弦兩端的弧線，并在工裝上設置多組援圓柱銷孔，以增大工裝的通用性[2]。生產制造時，技術人員應注意下列問題，一是應確保對刀槽與定位銷孔的對稱性，且確保基面與兩者中心線的平行度；二是基面還應垂直于對刀槽；三是上下兩面應保持平行且與銷孔垂直；四是應盡量選擇規格較大的對刀槽，且加工小尺寸鍵槽時應借助厚墊片、塞尺等工具。在工裝使用期間應注意以下問題，一是使用之前，技術人員做好插床工作平臺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，且加工期間采用類似盤類內控鍵槽的工裝定位方法，其工裝制造及使用也與盤類內控鍵槽插削相同。

3帶式運輸機零件鍵槽工藝改進

某企業使用的TD75型帶式輸送機滾筒輪殼主要由A3鋼制成，且按照設計標準，鍵槽側面光潔度要求達到5級，目前很多加工廠的工藝水平無法滿足此要求，且在產品質量檢查工作中，此問題已經嚴重影響帶式輸送機產品的合格率。基于此，煤礦企業利用專用刀具與工藝對輸送機零件鍵槽工藝進行了改進，效果顯著[3]。3.1改進拉削工藝及專用拉刀。當前，在帶式輸送機零件鍵槽工藝改進期間，內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加工工作，但在加工A3鋼材鍵槽時存在一些問題，比如加工面的縱向波紋與光潔度低等問題會降低產品質量。基于此，某煤礦企業利用數理統計方法明確了拉刀幾何參數、冷卻潤滑液以及導向配合間隙等技術參數，并進行了有效改進。3.1.1確定拉刀幾何參數。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，15°標準角無法滿足拉削要求，應將前角改為18°，以改進拉削效果。同時，技術人員切削時應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，切削期間容易出現拉毛現象，出現積削瘤以及鱗刺問題，如圖1所示。同時，容屑槽與刀具的接觸不良會導致拉刀發生凸起或凹陷問題，增大了刀具的摩擦力，以致發生拉毛、切屑折斷擠塞等問題，影響了表面的光潔度。當拉刀后面磨損時，刃口會出現小棱面，摩擦力增大，降低了表面質量，尤其副工作后角其余零或為負值時，黏結金屬微粒的側齒副偏角會導致拉刀表面出現縱向劃痕。對此，使用過程中應定期檢查。為了有效保證拉削光潔度，技術人員還應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的光潔穩定性[4]。3.1.2選擇合理的冷卻潤滑液。在使用鍵槽拉刀時，為了避免影響加工光潔度，影響冷卻潤滑條件，技術人員應充分注意冷卻液濃度變稀或變質問題。對此，技術人員應選擇合理的冷卻液，并定期進行更換，以有效保證拉削的光潔度。在拉削A3鋼材時應選擇硫化切削油或植物油，通過利用兩種油中的硫化物質使鋼鐵接觸面發生化學變化。同時，為了獲得良好的潤滑效果，降低拉刀前面、后面鐵屑與工件的摩擦力，應通過上述化學變化中的化學鍵力形成吸附膜，有效提升低碳鋼性能。3.1.3確定合理的導向套的配合間隙。在拉削過程中，拉刀與導向套配合存在較大間隙時，拉刀的左右擺尾會影響切削穩定性，降低加工面的光潔度。且若兩者之間配合間隙過小，則裝卸拉刀時存在一定困難。對此，拉削期間應盡量采用動配合方式，且技術人員還應利用軟刷定期清除下個套種存在的鐵屑等雜質，保證良好的潤滑度。3.1.4確定合理的拉削速度。提高切削速度會增大生產效率，但若鍵槽拉刀結構較為復雜時應選擇合理且經濟性較高的切削速度，以提高工件的質量水平，延長刀具的使用壽命，確保切削工作的正常進行。根據帶式輸送機運行情況及試驗可以得出，當拉削速度大于2m/min時，切削刃會出現刀瘤問題；當拉削速度大于5m/min時，速度的遞增會導致刀瘤隨之增大，且尤其在切削A3鋼材時更易出現刀瘤。對此，企業應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。技術人員在使用拉刀時，工件拉削長度應滿足達到的基本標準，以有效確保內孔鍵槽拉削的光潔度。且期間若技術人員發現刀具磨損問題，還應有效修磨，并采用圖2方法進行改進完善。同時，技術人員若發現拉刀個別齒出現崩刃問題，則應立即停止拉削作業，有效磨去崩刃刀齒，利用其他刀齒平分齒升量，平衡各齒負載力，從而確保拉削工作的順利進行。3.2改進后的效果。通過改進設計，該煤礦企業適用的TD75型帶式輸送機滾筒輪殼鍵槽光潔度得到明顯提升，產品質量水平也明顯提升，達到了優質水平，并得到了行業檢查組的肯定。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，主機的使用壽命明顯延長。

參考文獻

[1]高博，蓋文.細長軸多角位鍵槽加工夾具設計[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[J].橡塑技術與裝備，2014（6）：23-24.

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

作者:陳建光 單位:山西汾西礦業集團有限責任公司設備修造廠