图1舵部件示意图舵(图1)是船上的重要部件之一。其对称键槽既要求尺寸精度，又要求形位公差，键槽长575mm。如何有效地加工其键槽一直困扰着许多企业。长期以来，C630和C650机床在实际加工中被改装成悬臂铣削。人工加工后进行研究匹配，不仅费工费时(加工时间长达一个月)，而且对操作人员要求高，质量难以保证。为此，我们设计了铣键槽的专用机床，很好地解决了舵键槽的加工。

1 设计方案的制定

键槽加工的技术方案3360用规格30 mm左右的粗齿端铣刀粗铣键槽，然后用规格30 mm左右的细齿端铣刀精铣键槽侧面，再用飞刀铣键槽底部，最后研磨配合键槽侧面(此工艺将根据试加工情况确定)。舵键槽切削参数表切削参数表粗铣和精铣侧飞刀铣削切削速度(r/mm)150180150进给量(mm/齿)0.150.10切削深度(mm)3.50.50.25铣削过程中，端铣刀和飞刀一直在断续切削。当刀齿周期性地切入金属时，切削力周期性地从切入变为切出。舵的材质是ZB55。正火后，底座的硬度为220 ~ 280 HB，其铣削力大于普通碳钢。键槽太长，悬臂铣头悬空较长，悬臂系统的刚度不容易在结构上有大的提高。为了充分发挥立铣刀的切削性能，提高生产效率，选择合适的切削速度、进给量、切削深度和铣刀直径尤为重要。否则会加大切削功率，使铣削电机过载，发生镗车，损坏刀具。为了安全起见，我们在常规推荐切削参数的基础上增加了一个保险系数。同时，切削速度和进给速度由变频电机无级调节，这样在实际铣削过程中，可以根据不同的材料选择不同的刀具和步长，合理选择切削深度、每齿进给速度和切削速度。关于铣刀直径的选择，考虑到悬臂铣削的刚性，尽量选择小直径铣刀。由于直径过大，切削扭矩增大，容易引起切削振动。但直径太小，铣刀刚性差，生产效率低。设计时选择30mm左右的立铣刀作为动力参数的设计依据。下表所示的切削参数是加工方向舵键槽的建议参数。由于键槽在锥孔内壁上，底面为锥面，铣削进给方向应与锥孔母线方向一致，与舵零件锥孔中心线的夹角等于舵锥孔锥角的一半。工件中心旋转平移以适应铣削进给方向，键槽的宽度和相互位置由垂直手动进给辅以高精度光栅读数来保证。1.摆线针轮减速器2。滚珠丝杠副3，9。调整螺钉4。齿轮减速器5。垂直移动手轮6。旋转铣头7。铣刀8。垂直滑架10。拨11。水平移动手轮12。中间13号车厢。垂直移动手轮14。换手柄图2机床结构示意图(俯视图)

2 专机的主要结构及操作

图2为铣键槽。由3360纵向进给、横向切削深度、垂直进给和主运动机构四部分组成。纵向进给机构实现纵向自动铣刀进给，摆线针轮减速器1(BWY-23-2.2kW)通过一对齿轮传动滚珠丝杠副2带动旋转铣头6纵向运动。为了方便机床的调整和保护变频器，增加了一对双滑动齿轮，通过换向手柄14实现手动和电机转换。变频器设定的频率范围为35 ~ 50 Hz，自动进给速度范围为30 ~ 325 mm/min。这

主运动机构实现铣刀的旋转运动，由齿轮减速器4(TCJY132F-335-3)通过弹性环销联轴器传递给传动轴，再通过一对锥齿轮(齿数比133601)传递给主轴。因为键槽宽90H8，铣刀宽30mm，所以在设计时，减速器、铣刀主轴箱等。与垂直滑架紧密连接并随垂直进给运动。为了铣削对称键槽，铣刀主轴箱必须旋转180并定位。电机由变频器转换，使主轴转速在60 ~ 320 r/min范围内可调。具体操作过程如下：夹紧工件进行校正，一端粗铣键槽，旋转工作台安装工件并移动，消除各部分间隙并锁紧，将铣刀主轴箱旋转180，另一端粗铣键槽。换细齿端铣刀，精铣键槽一侧，垂直移动固定拖板铣键槽另一侧，同理反铣对称键槽两侧。实际铣削过程表明，精铣侧铣刀的转速应低于预设转速，以满足侧面粗糙度的要求。专机的设计满足了舵零件的加工要求，其键槽底面无需飞刀铣削即可满足用户要求，优于设计预期。

3 设计及操作注意事项

悬臂长，铣削过程是间歇切削过程，机械冲击使切削力波动。因此，在设计过程中应充分考虑各部分结构的刚度、刀具直径和切削参数的选择。在操作过程中，移动托架必须锁定，以消除手动水平进给和垂直进给后的间隙。ZG55切削性能差，切削载荷大，工件夹紧机构刚性好，夹紧力强，使工件在铣削时夹紧稳定。否则工件松动，加工面粗糙，铣刀崩刃。严重时会损坏刀体、工件甚至机床。铣削方向和纵向进给方向的选择应使铣刀径向阻力方向尽可能向下，以避免因铣刀径向阻力方向的变化而造成水平拖板与床身之间的间隙。