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浅谈保证键槽形位精度的方法

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浅谈保证键槽形位精度的方法　
广东韶关市技师学院　（５１２０２６）　李树清　
１．问题的提出　
在插床上插削键槽，除根据零件形状（如插削不通　
孔工件键槽）、尺寸精度要求，同时考虑机床等系统刚　
性，刃磨出符合要求的键槽成形插刀，并正确安装工件　
（本文讨论利用三爪自定心卡盘安装的工件）、插刀刀杆　
和插刀之外，还应该按图样要求准确找正工件中心，即　
保证插刀两侧刀尖（如图１所示Ａ、Ｂ两点）与工件　
“水平中心线”（如图１所示ＭＮ线）对称，否则所插削　
出来的键槽属于不合格键槽。　
２．工艺处理与操作方法　
（１）对于对称度要求不是很高的键槽的插削加工，　
可用“划线对中”或“两点对中”来找正工件中心。　
①利用“划线对中”找正工件中心　
ａ．划线在需插削键槽的其中一个工件表平面上划　
出中心线及对称于工件中心线的两条键槽边界线（如图　
１所示）。　
ｂ．安装校正工件校正工件中心线与横向工作台平行。　
ｃ．找正工件中心移动纵、横工作台，使成形键槽　
插刀两侧刀尖与两条键槽边界线重合。只要成形键槽插　
刀两侧刀尖与两条键槽边界线重合，就认为成形键槽插　
刀两侧刀尖对称于工件中心线。　
②“两点对中”找正工件中心　
ａ．安装工件。　
ｂ．找正工件中心首先在“键槽位”孔壁处均匀涂　
上一层粉笔，低速开动机床，然后移动纵、横工作台，　
使成形键槽插刀两侧刀尖与工件孔壁同时接触（如图２　
所示）。如果成形键槽插刀两侧刀尖同时切削工件厚度相　
同，则说明成形键槽插刀两侧刀尖对称于工件中心线。　
（２）对于对称度要求较高的键槽的插削加工，可用　
百分表来找正“工件中心”。　
①安装校正三爪自定心卡盘与机床圆转盘同心，安　

装校正插刀刀杆和成形键槽插刀。　
图ｌ　划线找正工件中心　图２两点找正工件中心　
②百分表表座吸在机床圆转盘上，并使百分表触头　

与成形键槽插刀侧面刀尖Ａ点接触（如图３所示）。转　
动横向工作台手动进给手柄，使百分表触头沿成形键槽　
插刀侧面刀尖前后移动，并记录百分表最大数值（即Ａ　
点百分表读数）。　
③将机床圆转盘转动１８０。（利用分度盘分度），并　
使百分表触头与成形键槽插刀侧面刀尖Ｂ点接触（如图　
４所示），重复上一步操作。如果此时Ｂ点百分表读数　
与Ａ点百分表读数相同，则证明此时成形键槽插刀两侧　
刀尖对称于机床圆转盘中心线（纵向）；否则还需转动　
工作台手动进给手柄（纵、横及圆转盘手动进给手柄）　
重复前面动作，直至Ｂ点读数与Ａ点读数相同。　

形键槽　
刀　

图３找正插刀一侧刀尖　
距圆工作台中心的距离　

３．结语　

形键槽　
刀　

图４找正插刀另外一侧刀尖　
距圆工作台中心的距离　

（１）利用百分表来找正工件中心可以获得较高的形　
位精度，对称度一般能控制在０．Ｏｌｍｍ之内。　
（２）利用“两点对中”找正工件中心方法较“划线　

缸板ｌ一‘：冷加工　ｚ笙塑塑囵　
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偏重液压缸体的工艺改进　
青海重型机床有限责任公司　（大通８１０１００）　白连杰张剑　
弧形卡爪结构是铁路车轮车床的轮对夹紧装置。由　
于卡爪体（见附图）的台阶孔较深，在长期加工过程中　各孔的同轴度不能保证，影响了夹紧装置的功能及效　率。为改变这种状况，决定对其加工方法进行改进，提　高加工精度。　１．工艺分析与实施措施　（１）工艺分析总结原有加工工艺发现，原工艺中　采用先镗１，１００Ｈ７孔至要求，后配重磨￣１００Ｈ８、　￣１２０Ｈ８、／，１２５Ｈ７各孔至要求，加工后经检测同轴度在　０．０５ｍｍ以上，不符合设计结构以上四个台阶孔的同轴　度０．０１５ｍｍ的要求。经过分析及在现场反复验证，得　出以下结论：由于离心力的作用，使偏重的工件在高速　旋转条件下，工件轴线发生偏离，造成后磨出孔与先镗　出孔同轴度超差。因此只有改进机械加工工艺才能保证　工件的加工精度。　（２）实施措施根据装配功能分配加工精度，工艺要　求，Ｉ１００ＨＢ、，Ｉ１２０ＨＢ孔与日基准达到同轴度０．０１０ｍｍ，　，Ｉ１００｝ｆ７与日基准保证同轴度在０．０１５ｍｍ之内。　根据分析工艺采用先磨后镗，控制同轴度０．０１５ｍｍ　要求。实施过程中，首先磨２８０ｍｍ尺寸的上平面　面，　要求与Ａ基准面垂直度为０．００５ｍｍ、表面粗糙度值Ｒ　＝０．４ｐ－ｍ；再磨曰基准面，要求与Ａ、　基准面垂直度　为０．００５ｍｍ，表面粗糙度值Ｒ　＝０．４ｐ．ｍ，以提高工艺　基准的准确性。然后在万能磨工序中按Ｂ、Ｌ基准面拉　表找正０．００５ｍｍ，磨／，１２５Ｈ７、￣，１２０Ｈ８至￣１２５Ｈ６、　对中”找正工件中心方法简单（找正之前无需划线），　所加工出的键槽对称度一般能控制在０．０３ｍｍ之内（转　动手动进给手柄对刀时，刻度盘每一小格为０．０５ｍｍ）。　且操作简单，容易掌握，效率高，能满足一般图样的要　求。因此，笔者在日常教学和实际加工中均极力推荐采　用此方法。蠕　（收稿日期：２００６１２１５）　囵　ｚ堡　缸板ｌ一‘：冷加工　坩●　．ｒ￣ａｃ０ｎ／ｓｔ．ａ　．ｃｎ　￣１２０Ｈ６，磨，Ｉ１００Ｈ８至￣，１００Ｈ６，表面粗糙度值Ｒ　＝　０．４ｐ－ｍ。经三坐标检测￣１００Ｈ８孔与￣＇１２０Ｈ８、／，１２５Ｈ７　
孔同轴度为０．０１０ｍｍ。再次在镗工序中将零件置于工作　
台等高垫铁上，在／＇１２５Ｈ７、／＇１２０Ｈ７与￣１００Ｈ８孔内穿　
检套、检棒，拉表找正检棒侧线０．００５ｍｍ／３００ｍｍ，上　
线０．００５ｍｍ／３００ｍｍ，镗，Ｉ１００Ｈ７孔至要求。　
２．改进后的结果　
加工后经三坐标检测，，Ｉ１００Ｈ７、￣１００Ｈ８、　
／，１２０Ｈ７、／，１２５Ｈ８孔同轴度均在０．０１５ｍｍ以内，符合　
设计结构精度要求。在偏重液压缸体的加工过程中，我　
们通过工艺改进，正确安排了加工工序，生产出了合格　
的零件，满足了机床的生产需要。　

卡爪体结构示意图　
蠕　（收稿日期：２００６１０１８）　

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公差配合与形位公差

公差配合与形位公差


3、 形位公差的选择
3、考虑零件的结构特点 刚性较差的零件，工艺性差， 刚性较差的零件，工艺性差，加工时易产生较大的形位误 应根据实际情况选较大的形位公差值。 差，应根据实际情况选较大的形位公差值。 4、形状公差与表面粗糙度的关系 一般情况下， 值约占形状公差值的20 20％～ 一般情况下，表面粗糙度的Ra值约占形状公差值的20％～ 25％。 25％。 凡有关标准已对形位公差作出规定的， 5、凡有关标准已对形位公差作出规定的，如与滚动轴承 相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、 相配的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差 齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等， 、齿轮箱体孔的轴线的平行度公差等，都应按相应的标准 确定。 确定。
2、
形位公差的选择
4、 考虑检测的方便性 、 确定公差项目必须与检测条件相结合，考虑现有条 确定公差项目必须与检测条件相结合， 件检测的可能性与经济性。 件检测的可能性与经济性。当同样满足零件的使用要求 应选用检测简便的项目。 时，应选用检测简便的项目。 10.3.2公差原则的选择 10.3.2公差原则的选择 选用独立原则还是选用相关原则，主要考虑以下三方面： 选用独立原则还是选用相关原则，主要考虑以下三方面： 被测要素的功能要求； 1、被测要素的功能要求； 各公差原则的应用场合； 2、各公差原则的应用场合； 经济性。 3、经济性。
（三）、基本偏差 靠近零线的那个尺 寸偏差。 φ50H8
基本偏差共有28个， 代号用拉丁字母表示， 大写为孔，小写为轴。
φ50f7
（四）、配合制度 1、基孔制 2、基轴制 （五）、标注与查表
二、形位公差 形状和位置公差是指零件的实际形状和实际位置对理想 形状和理想位置的允许变动量。
形位公差的标注
第十三章 表面粗糙度
形位公差详解 含图片说明

形位公差详解 含图片说明


形位公差的分类介绍 线轮廓度
采用线轮廓度首先 必须将其理想轮廓 线标注出来，因为 公差带形状与之有 关。 理想线轮廓到底面 位置由尺寸公差控 制，则线轮廓度公 差带将可在尺寸公 差带内上下平动及 摆动。
公差带形状为两等距曲线
形位公差的分类介绍 面轮廓度
面轮廓度：限制实际曲面对理想曲面变动量的一项 指标
公差带形状为两等距曲面
形位公差的分类介绍 面轮廓度（复合轮廓度，美国ASME新标准）
可 在 尺 寸 公 差 内 平 动 和 摆 动
在 尺 寸 公 差 内
只 能 上 下 平 动
我国GB标准尙未放入此标注形式。因可用25±0.25来等效替代上格。
形位公差的分类介绍 平行度
平面度：两平面或者两直线平行的误差最大允许值 实际应用：
轴线直线度公差 0.5 0. 75 …… 1
0.5 M
图 78
公差原则
示例(用公差带图解释)
最大实体 原则M
最大实体要求（轴）
19.7 - 20
0.4
0.1 - 0.3 0 +0.1 尺寸
0.1 M
LMS = 19.7
Hale Waihona Puke MMS = 20 MMVS = MMS + t = 20 + 0.1 = 20.1
.
形位公差的定义
定义
形状公差和位置公差简称为形位公差 形状公差：形状公差是指单一实际要素的形状所 允许的变动全量；形状公差标注无基准
要素是指零件上的特征部分 — 点、线、面 实际要素 Real Feature — 零件加工后实际存在的要素(存在误差)
位置公差：位置公差是关联实际要素的位置对基 准所允许的变动全量；位置公差标注一般需有基 准
花键的公差及检测

花键的公差及检测

综合量规的形状与被测环节相对应，检验花键孔用花键塞规， 检验花键轴用花键环规。矩形花键综合量规如图7-8所示。
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7.3 键和花键的检测
检验小径定心用的综合塞规如图7-8（a）所示，塞规两端 的圆柱作导向及检验及检验花键孔的小径用。综合塞规花键 部分的小径作成比基本尺寸小0.5~1mm，不起检验作用， 而使导向圆柱体的直径代替综合塞规内径，这样就可以使综 合塞规的加工大为简化。
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7.2 矩形花键的公差与配合
7.2.1 概述
花键连接是用在轴径向均布的外花键和在轮毂孔上带有相应 内花键相配合的可拆连接。与平键连接相比，花键连接的承 载能力强、对中性和导向性好、键与轴或孔为一整体，强度 高，负荷分布均匀，可传递较大的扭矩。一般用于载荷较大、 定心精度要求高和经常作轴向滑移的场合，在机械制造领域 应用广泛。
尺寸、大径对小经的同轴度误差及键齿(槽)位置误差进行测 量，以保证各尺寸偏差及形位误差在其公共公差范围内。 花键表面的位置误差是很少进行单项检验的，一般只在分析 花键加工质量（如机床检修后）以及制造花键刀具、花键量 规时，或在首件检验和抽查中才进行。若需对位置误差进行 单项测量，可在光学分度头或万能工具显微镜上进行。花键 等分累积误差与齿轮周节累积误差的测量方法相同。
半圆键
一般联结 较紧联结
N9
Js9
p9
p9
定位及传递扭矩
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图7-3 键槽尺寸和公差的标注示例
返回
图7-4 矩形花键主要尺寸
返回
表7-3 内外花键的尺寸公差带
返回
图7-5 花键位置公差标注
返回
表7-4 花键位置度公差
3 键槽宽或键宽B
键槽宽
键、花键的公差与配合

键、花键的公差与配合


3、表面粗糙度的选择：
矩形花键的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的上限 值推荐如下：
内花键：小径表面不大于0.8μm,键槽侧面不大 于3.2μm,大径表面不大于6.3μm。
外花键：小径表面不大于0.8μm,键槽侧面不大 于0.8μm,大径表面不大于3.2μm。
4、内、外花键标注示例
矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花 键规格规定的次序标注，即N×d×D×B。即：
3、表面粗糙度的选择
键和键槽配合面的表面粗糙度一 般取Ra1.6～3.2μm；
非配合面取Ra6.3μm。
4、轴的标注示例
1、标注槽深d-t及公 差
2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
0
50 -0.2
0
16N9（ -0.043 ）
0.02 A
3.2 3.2
Φ58r6（ +0.060 ）Ⓔ
1、尺寸精度设计
一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽 配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相 配合，且配合性质不同。国家标准对轴槽 宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成 三种配合形式，分别对应于松联结、正常 联结和紧密联结。
2、形位精度设计
为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的 接触面积和可装配性规定轴键槽对轴的 基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的对称 度公差，一般可按对称度公差7～9级选 取，查表时，公称尺寸是指键宽。
+0.041
A
5、轮毂的标注示例
1、标注轮毂深d+t1 及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
-0.2
60.3 0
6.3
16JS9（ ±0.021 ）
0.02 A
3.2 3.2