本文提出的带倒角矩形花键铣刀的设计方案简便易行，与原有计算方式相比，缩短了设计周期，采用该方案设计制造的带倒角矩形花键铣刀经用户实际使用后效果很好。

在机械制造业中常常用到花键联接。在各种花键联接形式中，矩形花键因为加工方便，因此在生产中应用最为广泛。加工矩形花键一般采用铲齿成形铣刀进行铣削。由于该铣刀经铲齿后所得的齿背曲线为阿基米德螺旋线，铣刀沿前刀面重磨后，其轴向剖面形状可保持不变，同时直径和后角也变化不大，因此铣刀重磨方便，使用寿命较长，成本较低。经铲齿成形铣刀铣削加工后的矩形花键表面粗糙度能达到R_a1.6µm，可满足常用矩形花键联接的要求。但在设计用户定制的带倒角的矩形花键轴铣刀时，由于没有现成的设计依据，只能借用成形铣刀的部分数据进行近似设计，给工作带来许多不便。为了方便设计工作，笔者对带倒角矩形花键铣刀的设计思路和步骤进行了总结。

1 铣刀截形设计

带倒角矩形花键。通常根据花键轴的各参数来设计铣刀，即已知齿数N、小径d、大径D和键宽B。由于铣刀的齿部截形实际上就是花键轴的槽形，因此花键轴的各已知参数是确定铣刀齿部形状的基础。

(1)齿形角2ψ

铣刀的齿形角即为花键轴两键间的夹角，即2ψ=360°/N

(2)齿顶圆弧半径R_d

铣刀齿顶圆弧半径为花键轴槽底弧半径R_d=d_min/2

(3)齿顶宽L_b

槽底宽L_b应按弦长计算L_b=d_minsinØ式中Ø=ψ-arcsin(B/d_min)

(4)齿形高h

齿形高h根据花键轴的键全高h₀和倒角大小来确定，即h=h₀-c式中h₀=[(D²-B²)^½-(d²_min-B²)]/2，因其与公式(D-d_min)/2计算结果相差较小，使用后者不影响齿形高h的确定。因此，为方便计算，用(D-d_min)/2代替[(D²-B2²)^½-(d²_min-B²)]/2，故有h=[(D-d_min)/2]-c

(5)铣刀宽L_d

铣刀宽度根据轴槽宽度而定(通常在槽宽基础上加大1～3毫米)，故L_d=L_b+2b₁+2b₂+(1～3)(取整数)式中：b₁=hsinψ

b₂=√2c·cos(45°-ψ)

(6)齿顶圆角半径r_d

齿顶圆角半径与槽底圆角半径相等，所以r_d=r

2 铣刀结构参数的确定

(1)铣刀孔径d₀及键槽尺寸的确定

常用花键铣刀的孔径d₀和键槽尺寸均已标准化，可按GB6132-85选取。也可以按用户要求直接确定孔径d₀，再选取键槽宽b。

(2)容屑槽槽底形式

成形铣刀槽底形式有平底形和加强形两种。由于花键铣刀齿形深度差别不大，一般采用便于加工制造的平底形槽底。

(3)铣刀其它参数

花键铣刀结构尺寸表工件最大
廓形高h₀铣刀外径
D₀孔径
d₀全齿高
h_d全齿高
H齿数
Z铲背量
K槽夹角
θ槽底半径
r≤36022≤4814230°0.75>3～570274～61112330°1.05～780276～81410425°1.57～990328～1017104.525°1.59～111003210～122010525°211～131103212～142310625°213～151203214～1627106.525°2.5

铣刀的齿形高度h_d、直径D₀、容屑槽夹角θ、齿数Z以及铣刀的校验，均可参照《刀具工程手册》中《成形铣刀》一章，这里不再赘述，仅将有关数据列于右表，以方便使用。