带式运输机键槽工艺改进研究

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摘要：分析了带式输送机零件键槽使用期间存在的问题，通过改进拉削工艺、找准合理位置以及确定拉削速度等提出了带式输送机零件键槽的工艺改进。改进后的零件键槽光洁度得到明显提升，滚筒承载能力也相应增强，主机的使用寿命明显延长。

关键词：带式输送机;零件键槽;工艺改进

1键槽作用及技术要求

键槽主要指的是在轴或孔内加工出与键相配的槽，其主要被用于安装键，用以传递扭矩。普通平键两侧面为工作面，为了保障基本的装配要求，技术人员应严格参照键槽的设计标准，明确键槽深度、键槽宽度、键槽与轴线对称度以及键槽两侧面表面粗糙度等参数，之后进行对称加工。加工期间，对键槽深度尺寸、键槽底面粗糙度的要求较低[1]。

2零件键槽加工工艺介绍

2.1轴类零件外圆键槽加工。立式铣床属于轴类零件键槽的主要加工器械，且主要采用铣削加工方法，保证键槽位置公差的关键因素在于找准铣刀与工件中心的对正精度。以往加工前期间，技术人员更多采用对刀方法，根据划好的键槽外形线确定对刀，但此种找正方法精确度较低，无法满足基本的键槽加工质量标准。对此，应在铣床工作台上利用转头与顶尖对工件进行键定位，保证工件中心线平行于工作台横向运动方向。之后利用深度尺将铣刀与工件中心找正，确保工件中心与铣头重合，从而有效确保键槽加工的位置精度。2.2盘类零件内孔键槽加工。插床属于盘类零件内孔键槽的主要加工平台，且加工期间主要采用内孔与端面定位方法，在采用插削加工方法的基础上利用插刀进行找正。但定位期间，工装与零件内孔存在间隙，以致影响了键槽插削位置的精确度。为了降低间隙对内孔与键槽定位精确度的影响，加工时应使用缺边圆定位方法，这种方法使用了接近直径的弦，因此定位精度更高。同时，定位工装上除了弦具备定位作用外，其余外圆不存在定位作用，因此可尽量减少其面积。在零件定位中，使用两个圆柱销取代弦两端的弧线，并在工装上设置多组援圆柱销孔，以增大工装的通用性[2]。生产制造时，技术人员应注意下列问题，一是应确保对刀槽与定位销孔的对称性，且确保基面与两者中心线的平行度；二是基面还应垂直于对刀槽；三是上下两面应保持平行且与销孔垂直；四是应尽量选择规格较大的对刀槽，且加工小尺寸键槽时应借助厚垫片、塞尺等工具。在工装使用期间应注意以下问题，一是使用之前，技术人员做好插床工作平台以及工装基面的找平工作；二是利用最接近定位孔直径的定位销确定定位孔直径；三是保证键槽所在孔与零件定位孔的同轴度；四是利用垫铁有效压实零件键槽。2.3盘类零件外圆键槽加工。卧铣与镗床属于盘类零件外圆键槽的加工平台，且加工期间采用类似盘类内控键槽的工装定位方法，其工装制造及使用也与盘类内控键槽插削相同。

3带式运输机零件键槽工艺改进

某企业使用的TD75型带式输送机滚筒轮壳主要由A3钢制成，且按照设计标准，键槽侧面光洁度要求达到5级，目前很多加工厂的工艺水平无法满足此要求，且在产品质量检查工作中，此问题已经严重影响带式输送机产品的合格率。基于此，煤矿企业利用专用刀具与工艺对输送机零件键槽工艺进行了改进，效果显著[3]。3.1改进拉削工艺及专用拉刀。当前，在带式输送机零件键槽工艺改进期间，内孔键槽拉刀属于最常用的多齿高效刀具，它可以一次性完成键槽的整个加工工作，但在加工A3钢材键槽时存在一些问题，比如加工面的纵向波纹与光洁度低等问题会降低产品质量。基于此，某煤矿企业利用数理统计方法明确了拉刀几何参数、冷却润滑液以及导向配合间隙等技术参数，并进行了有效改进。3.1.1确定拉刀几何参数。键槽拉刀期间主要采用类似于普通刀具的切削方法，被加工的塑性材料会在刀面上滑移，且此滑移过程直接影响着加工后键槽的光洁度。加工期间，键槽拉刀前角具备统一要求，因此拉削普通碳钢材料不存在明显问题，而在拉削A3钢材轮壳时，15°标准角无法满足拉削要求，应将前角改为18°，以改进拉削效果。同时，技术人员切削时应有效控制刀口的锋利度与刀面光洁度，若刃口圆弧半径较大，切削期间容易出现拉毛现象，出现积削瘤以及鳞刺问题，如图1所示。同时，容屑槽与刀具的接触不良会导致拉刀发生凸起或凹陷问题，增大了刀具的摩擦力，以致发生拉毛、切屑折断挤塞等问题，影响了表面的光洁度。当拉刀后面磨损时，刃口会出现小棱面，摩擦力增大，降低了表面质量，尤其副工作后角其余零或为负值时，黏结金属微粒的侧齿副偏角会导致拉刀表面出现纵向划痕。对此，使用过程中应定期检查。为了有效保证拉削光洁度，技术人员还应在普通键槽拉刀校正齿的后部增加刮削齿，通过削齿的专用拉刀提高键槽两侧的光洁稳定性[4]。3.1.2选择合理的冷却润滑液。在使用键槽拉刀时，为了避免影响加工光洁度，影响冷却润滑条件，技术人员应充分注意冷却液浓度变稀或变质问题。对此，技术人员应选择合理的冷却液，并定期进行更换，以有效保证拉削的光洁度。在拉削A3钢材时应选择硫化切削油或植物油，通过利用两种油中的硫化物质使钢铁接触面发生化学变化。同时，为了获得良好的润滑效果，降低拉刀前面、后面铁屑与工件的摩擦力，应通过上述化学变化中的化学键力形成吸附膜，有效提升低碳钢性能。3.1.3确定合理的导向套的配合间隙。在拉削过程中，拉刀与导向套配合存在较大间隙时，拉刀的左右摆尾会影响切削稳定性，降低加工面的光洁度。且若两者之间配合间隙过小，则装卸拉刀时存在一定困难。对此，拉削期间应尽量采用动配合方式，且技术人员还应利用软刷定期清除下个套种存在的铁屑等杂质，保证良好的润滑度。3.1.4确定合理的拉削速度。提高切削速度会增大生产效率，但若键槽拉刀结构较为复杂时应选择合理且经济性较高的切削速度，以提高工件的质量水平，延长刀具的使用寿命，确保切削工作的正常进行。根据带式输送机运行情况及试验可以得出，当拉削速度大于2m/min时，切削刃会出现刀瘤问题；当拉削速度大于5m/min时，速度的递增会导致刀瘤随之增大，且尤其在切削A3钢材时更易出现刀瘤。对此，企业应选择合理的切削速度，具体如表1所示。3.1.5其他注意事项。技术人员在使用拉刀时，工件拉削长度应满足达到的基本标准，以有效确保内孔键槽拉削的光洁度。且期间若技术人员发现刀具磨损问题，还应有效修磨，并采用图2方法进行改进完善。同时，技术人员若发现拉刀个别齿出现崩刃问题，则应立即停止拉削作业，有效磨去崩刃刀齿，利用其他刀齿平分齿升量，平衡各齿负载力，从而确保拉削工作的顺利进行。3.2改进后的效果。通过改进设计，该煤矿企业适用的TD75型带式输送机滚筒轮壳键槽光洁度得到明显提升，产品质量水平也明显提升，达到了优质水平，并得到了行业检查组的肯定。拉削表面不平度由原来的21.9μm下降至5.5μm，滚筒承载能力得到大幅度提升，主机的使用寿命明显延长。

参考文献

[1]高博，盖文.细长轴多角位键槽加工夹具设计[J].金属加工（冷加工），2017（21）：34-35.

[2]金小锋，李文俊，杭金培.大型工件高精度键槽加工[J].金属加工（冷加工），2016（21）：33-34.

[3]张博超，杜明，郑素春.输出轴上键槽加工工艺改进[J].橡塑技术与装备，2014（6）：23-24.

[4]赵国强，武迎迎，张春明.高精度深通孔内键槽铣削柔性工艺研究[J].机械制造，2015（1）：71-74.

作者:陈建光 单位:山西汾西矿业集团有限责任公司设备修造厂