1.1 装置结构 

用于双键槽齿轮轴的键槽加工对准装置主要由等高支撑块、角度模板、芯棒和百分表组成，如图2所示。

（1）等高支撑块。沿齿轮轴轴向设置两组，每组设有向上敞开的V形支撑口，用于支撑齿轮轴并限制其横向移动。支撑块底部设有定位键，与机床工作台的T型槽配合，定位键长度方向与齿轮轴轴向平行，槽向沿机床X轴或Y轴布置，可实现支撑块在工作台上的快速定位，确保齿轮轴轴向与水平高度一致。 

（2）角度模板。为扇形或等腰三角形，其扇形角或顶角等于双键槽槽底垂直中分面的夹角。模板安装于齿轮轴待加工键槽的轴端，其两侧边分别与两键槽的垂直中分面重合。为便于调节，模板上开有弧形安装孔，齿轮轴对应位置设有一系列螺孔，相邻螺孔中心距小于（L-2D）（L 为弧形孔中心弧长，D为孔宽）。 

（3）芯棒。共两根，对称夹持于与基准齿间隔相同齿数的齿槽内，通过磁性压块与齿槽紧贴固定，接触点位于齿轮分度圆附近，以保证测量基准准确。 

（4）百分表。通过磁性表座安装于机床主轴动力头上，可随动力头沿 X、Y、Z轴移动。百分表与表座之间设有可调角度的连接臂，便于测量头位置调整，用于校调角度模板与芯棒位置，进而调整齿轮轴在支撑块上的角度，使待加工键槽的垂直中分面处于水平或垂直位置。 

1.2 工作原理

装置工作时，首先通过定位键将等高支撑块快速安装于工作台，实现齿轮轴的水平装夹。角度模板预设键槽方向，提供初始对中基准。利用百分表测量 角度模板与芯棒，通过微调齿轮轴在支撑块上的角度，使待加工键槽垂直中分面达到理想加工方位，完成双键槽加工前的精确定位。 

第1步：将等高支撑块底部的定位键装入机床工作台T型槽中，并将百分表通过磁性表座固定在机床主轴动力头上。 

第2步：将齿轮轴置于等高支撑块的V形支撑口上，调整支撑块轴向位置，使两组支撑口支撑的轴段外径一致。用百分表检测齿轮轴轴线水平：使测量头接触光轴段最高点，移动动力头沿轴向平移，百分表示数变化应小于 0.02mm，以确保轴线水平且与移动方向平行。

第 3 步：以某一齿为基准齿，目测将其调至近似水平方向。在与基准齿间隔相等齿数（推荐夹角接近45°的齿槽）的齿槽内，分别装入芯棒，通过磁性压块吸附固定，如图3所示。 

第 4 步：调整百分表测量头，使其水平对准芯棒外缘。保持百分表位置不变，上下移动动力头，交替测量两芯棒外缘的示值变化。微调齿轮轴角度，使两

图 3 芯棒安装示意图

芯棒外缘示值变化均小于0.02mm，然后用辅助夹具固定齿轮轴。拆除芯棒，此时基准齿齿顶中心位于齿轮轴水平径向方向。 

第 5 步：将角度模板固定于轴端，调整其方位，使模板顶点与轴心重合，且一条侧边水平，并与基准齿齿顶垂直中分面共面；另一侧边则对应另一待加工键槽方向，如图4所示。

图 4 加工调整

第 6 步：按上述确定的水平方向键槽位置，完成第一个键槽的铣削加工。 

第 7 步：松开辅助夹具，旋转齿轮轴，使角度模板另一侧边转至水平方向，重新夹紧齿轮轴。此时该侧边对应的径向方向即为第二键槽槽底垂直中分面方位，启动机床完成第二键槽的加工。 

部分步骤补充说明如下。

第 2 步中，通过百分表检测齿轮轴的轴线处于水平的方法为：调整百分表的位置，使测量头与齿轮轴光轴部位最高点接触，通过机床主轴的动力头带动百分表沿齿轮轴的轴向平移，百分表的读数变化偏差小于0.02mm，以确认齿轮轴轴向水平高度一致并与机床动力头的平移方向平行。 

第 3 步中，芯棒卡装的齿槽槽位为：所卡齿槽的中心与基准齿齿顶的中心相对齿轮轴径向的夹角接近45°的齿槽内。 

第 5 步中，校调固定角度模板的方法为：先目测将角度模板的两个侧边大致对应两个待加工键槽的方位，通过一颗栓固定角度模板，使角度模板其中一条侧边水平并与基准齿的槽底中心位于同一水平面上；检测校调的方法为通过百分表移动测量角度模板的水平侧边，使百分表测量的水平侧边上各点的示数偏差小于0.015mm，以确认水平侧边水平并且顶点与齿轮轴的中心重合，此时，角度模板水平侧边与基准齿的槽底中心线重合于同一水平面。 

本文提出的用于双键槽齿轮轴键槽加工的对准装置及方法，有效解决了龙门铣床加工任意夹角双键槽时定位对中精度低的难题。通过结构巧妙的装置与严谨的对中步骤，实现了键槽加工前的精准定位，显著提高了加工精度，保障了齿轮轴的传动性能与设备运行稳定性。该装置与方法具备良好的适用性与可推广性，可为机械加工企业提供可靠的工艺参考。未来可进一步探索该技术在其他复杂键槽加工中的应用，并结合智能化测量与控制系统，实现更高效率与精度的加工。