借助標準圓柱測量鍵槽對稱度的方法

劉興富

(廣州威而信精密儀器有限公司，陜西西安 710075)

0 引言

在機械裝配傳動中，鍵與鍵槽配合的結構使用較為廣泛，鍵槽的加工質量直接影響著裝配質量，特別是對稱度的超差，常常引起不能裝配的故障。軸、孔鍵槽加工精度十分重要，尤其是軸鍵槽對稱度、鍵槽寬度的精度測量，會直接影響鍵聯接裝配后的技術性能。目前，軸鍵槽對稱度的測量主要采用V形鐵、平板、百分表以及表座，這種方法稱為“打表法”。該方法操作不便，測量繁瑣，可靠性差。生產車間加工現場對鍵槽的測量一般采用鍵槽塞規或游標卡尺。這兩種測量方法都不能滿足精度較高鍵槽精密測量的要求，而且有部分人員對鍵槽對稱度的概念理解存在著誤區。下面對鍵槽對稱度的概念進行闡述，并介紹一種方便的鍵槽對稱度測量方法。

1 鍵槽對稱度公差

鍵槽對稱度公差的定義[1]：鍵槽的中心面必須位于距離為公差值的兩平行平面之間，該兩平面對稱配置在通過基準軸線的輔助平面兩側。所以鍵槽對稱度誤差不僅僅是如圖1所示的f截、f長，它有一個確定的公差帶。

如何確定誤差帶的寬度。下面以軸鍵槽為例，說明對稱度誤差的計算方法。

如果鍵槽銑刀旋轉中心與工件水平基準軸線正交，且走刀方向與基準軸線垂直方向重合，則加工出的鍵槽對稱度為零。但是，由于零件校正誤差、機床誤差以及銑刀切削的阻力等，使加工出的鍵槽產生了偏離，這種偏離應為鍵槽縱橫向的歪斜，而不應只理解為對基面的平移。

(1)長度方向對稱度誤差f長

鍵槽銑刀旋轉中心偏離工件基準軸線，走刀方向也不與軸線平行，如圖2所示，檢測時是在鍵槽的全長上測得各個橫截面上的對稱度誤差，取其最大值作為鍵槽的對稱度誤差。

當以標準圓柱輔助測量鍵槽的對稱度誤差時，可采用如圖3所示的方法：G-G為鍵槽中心面的左端點、交叉點、右端點對基準軸線O-O的偏離距離。過這些點分別作截面E-E、F-F、H-H，這些截面分別與鍵槽中心線G-G交于A、B、C三點，三點與基準軸線O-O的偏移量，即兩徑向測量截面內的距離差之半分別為a1、a2(a2=0)、a3，點A的徑向距離最大，為對稱度誤差a3，則鍵槽的截面測量最大差值為a3。

只要分別測出橫截面的最大測量截面內的距離差之半值Δ1和Δ2，就可計算出該零件的對稱度誤差[2]。由上述分析可得：

Δ1=a1Δ2=a3

(2)截面對稱度誤差f截

鍵槽銑刀旋轉中心偏移工件基準軸線，但行走方向與軸線平行，此時鍵槽任一截面的對稱度誤差即是鍵槽對稱度的誤差。如圖4所示，鍵槽中心面位于距離為f′的兩平行平面之間，而且該兩平面之間的距離最小。f′即是該截面的對稱度誤差[1]。由于α很小，為了檢測計算方便，檢測方法規定均用圖中f代替f′[2]，由圖中的幾何關系可推算出：

式中:a是鍵槽中心面到基準軸線的偏離距離；

h是鍵槽深；

d是零件軸的直徑。

2 鍵槽對稱度的圓柱輔助測量

鍵槽對稱度的檢測一般都是用“打表法”進行，這種檢測方法很麻煩，僅適用于單件小批量的軸鍵槽檢測，用于大批量的軸鍵槽檢測時效率太低。下面介紹一種借用標準圓柱進行對稱度檢測和計算的方法。

如圖5所示，當鍵槽不對稱時，將標準圓柱分別置于鍵槽的兩側，OO1與OO2大，鍵槽對稱度的偏差越大，OO1與OO2之間的差值也越大。OO1和OO2可通過外徑千分尺測量CD、EF的尺寸間接獲得。由圖5中的幾何關系可計算出鍵槽的對稱度。

從△OO1A和△OO2A中可以求出OO1和OO2：

這樣，就可以根據零部件標注的對稱度公差，事先計算出OO1與OO2的允許值δ，來控制對稱度，簡單方便。計算時則應引起注意的是：

(1)標準圓柱的直徑d′越小，算出的值δ越大；d′越大，算出的δ值越小，即測量時小直徑的標準圓柱對測量結果比較敏感，更加便于控制對稱度誤差。

(2)測量時零件的軸徑、鍵槽寬及標準圓柱各參數都是給出公差要求的，參數的取值對δ有微小影響。批量生產中，為了控制產品質量，須控制δ不大于某一數值，計算時OB、b、a、H取最小值，h、d取最大值。但在對鍵槽對稱度的質量進行判斷時，應取鍵槽相關尺寸的實際值。

3 結束語

(1)借助標準圓柱輔助測量鍵槽對稱度的方法，測量過程簡便、快捷；

(2)借助標準圓柱輔助測量鍵槽對稱度的方法，特別實用于大批量生產中鍵槽對稱度的檢測，方法簡單，容易掌握，測量效率高。

【1】 全國產品尺寸和幾何技術規范標準化技術委員會.GB/T 1182-2008幾何產品技術規范(GPS)幾何公差 形狀、方向、位置和跳動公差標注[S].北京：中國標準出版社，2008.

【2】 全國產品尺寸和幾何技術規范標準化技術委員會.GB/T 1958-2004產品幾何量技術規范(GPS)形狀和位置公差 檢測規定[S].北京：中國標準出版社，2004.

【3】 王國揚.平鍵鍵槽對稱度的測量[J].計量技術，2001(1).

【4】 劉新勇，趙平.機械制造檢測技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2011.