1 矩（jǔ）形（xíng）花（huā）鍵加工現狀（zhuàng）

      現階段（duàn）高精度矩形花鍵的加工，通常是采用（yòng）銑切或滾切成形（xíng），再磨削花鍵達到設計要求。在銑（xǐ）切加工矩形花鍵時，一（yī）般（bān）采用專門設計的T 形槽銑刀（dāo），這種銑刀適（shì）合大批量專業化生產，針對中、小批量非專業化生產采用三麵刃銑刀及片銑（xǐ）刀。對於無法磨削的（de）高精度矩形花鍵加工（gōng），尚無參考資料。現行矩形花鍵相關國家標準均是針（zhēn）對小（xiǎo）徑定心，而由於該細長軸端高精度矩形花鍵的特殊結構采用大（dà）徑定心。

      2 細（xì）長軸端高精度（dù）矩形花鍵加工難點分析

      該零件（jiàn）材質（zhì）為2Cr12NiMo1W1V，鍛件並（bìng）經調質處理（lǐ），總長達1552.2mm，花鍵處直徑僅42mm，長徑比達37 倍，是典型的細長軸類零件，而矩形花鍵位於該軸件的一端，其毛坯圖如圖1 所（suǒ）示。從該花（huā）鍵的結構特點分析（xī），由於軸件過長和結構限製，該矩形花鍵無法采用我公司現有花鍵銑床、滾齒機等專用設備加工。

      該矩形花鍵尺寸公差和位（wèi）置公差都極為嚴格（gé），鍵齒寬（kuān）度公差為0.022mm，位置度要求為0.02mm，鍵齒兩側麵對稱（chēng）度要求為0.009mm，加（jiā）工存在很大難（nán）度，如圖2 所示。

      3 細長軸端高精度矩形花鍵的（de）加工

      該細長軸端高（gāo）精（jīng）度矩形花鍵的加工重點是加工刀具的選（xuǎn）型、切削參數的確定、加工方法的確定以及數控程序的編製。根據對該花鍵結構分（fèn）析和對公司現有設（shè）備情況調（diào）研結果，現擬（nǐ）在DMG CTXgamma2000TC 車銑複合機床上完成，程序編製（zhì）采（cǎi）用機床自帶Siemens ShopTurn 模塊化編程係統。3.1 細（xì）長軸端高精度矩形（xíng）花鍵的加工方案設（shè）計針對此細長軸端高精度矩（jǔ）形花（huā）鍵的（de）結構特點和（hé）加工（gōng）難點（diǎn），分別設計了矩形花鍵的粗加工方案，精加（jiā）工方案和花鍵小徑加工方案，在精加工方案和花（huā）鍵小徑加工方案中（zhōng）分別采用兩種方（fāng）案來保證加工精度的要求。其具體加工方案如表1 所（suǒ）示。在細長軸端高精度矩形花鍵（jiàn）加工中，粗加工采用型（xíng）腔銑削，用φ5 立銑刀進行粗銑開槽，鍵齒兩（liǎng）

      側麵及花鍵小徑部分均留量0.20～0.30mm，然後通（tōng）過陣列銑削單個槽的程序來完成整個花鍵粗銑工序（xù），加工路徑如圖3 所示。

      3.1.1 矩形花鍵的精加工方案

      在矩形花鍵的精加工方案中（zhōng），設計了以下兩種加工方案：

      （1）方案一（yī）。用（yòng）φ5 立銑刀以單個鍵齒中心為基準，編製精銑程序，精銑鍵齒兩側壁（bì）並保證兩側去量一（yī）致，以保證每個鍵齒的寬度以及單個鍵齒兩（liǎng）側壁的（de）對稱度要求。精加工各鍵齒側麵，陣列精銑（xǐ）單個鍵齒兩個側（cè）壁程序，完成整個（gè）花鍵側壁的精銑，加工（gōng）路徑（jìng）如圖4 所示。

      （2）方（fāng）案二。用φ5 立（lì）銑刀以鍵槽中（zhōng）心（xīn）為基準，編製精銑單個見槽內的鍵齒的兩個側壁程序，然後陣列，完（wán）成整個（gè）花鍵側壁的精銑（xǐ）。加工路徑如圖5 所示。

      3.1.2 矩形花鍵的小徑加工方（fāng）案

      在矩形花鍵的小徑加工（gōng）方案中，同樣也設計了兩種加工方案：

      （1）方（fāng）案一。采用專用成型銑刀銑準花鍵小徑，專用成型銑刀如圖6 所示。

      （2）方案二。用φ3 立銑刀（dāo）進（jìn）行插補銑削，精銑花鍵小（xiǎo）徑。

       在矩形花（huā）鍵粗、精及小徑加工（gōng）方案中，采用了不同的刀具和切削用量，刀具（jù）和切削用量（liàng）的對比如表2 所示。

      3.2 細（xì）長軸端高精度矩形花鍵（jiàn）的檢測方案

      在細長軸端高精度矩形花鍵的精加工過程中，使用（yòng）的精加工刀具直徑隻有φ5mm，剛性（xìng）較差，在銑削鍵齒側（cè）壁時還存在少許讓刀現（xiàn）象，因而在每加（jiā）工完畢一個鍵齒時均采用公法線千分尺（chǐ）檢測鍵齒寬度。全部加工完畢後（hòu），用三坐（zuò）標儀檢測鍵齒寬度，單個鍵齒兩側麵對稱度以及各鍵（jiàn）齒的位置度（dù）。

      3.3 細長軸端（duān）高精度矩形花鍵的加工試驗

      首先，對編製完成的加工（gōng）程序進行圖形模擬，確認各處（chù）均無加工幹涉（shè）後，再進行機床空（kōng）運行模擬，以確（què）認程序的正確性（xìng），避免在後期矩形（xíng）花鍵的加工（gōng）中造成事故（gù）以及保證加工的順利進行（háng）。在加工中，通過用加工時（shí）間和加工（gōng）精度對兩種加工方案進行了對比，其結果如表3 所示。

      從試驗結果對比表中可以看出，細（xì）長軸（zhóu）端高精度（dù）矩形花鍵的精加（jiā）工及花（huā）間小徑加工的兩種（zhǒng）加工方案（àn）所用時間差距很小，而加工精度方案一遠高於方案二。

      精加工時，采用方案一加（jiā）工矩形花鍵，每刀切深一定不能大於0.02mm，否（fǒu）則寬度尺寸和對（duì）稱度都很難保證。其加工結果經三坐標檢測，隻有一（yī）個鍵齒寬度超差0.0031mm，其（qí）餘齒（chǐ）的位置度、對稱度和齒寬均符合要求。刀具磨損（sǔn）是造成鍵齒（chǐ）寬度超差的（de）主（zhǔ）要原（yuán）因（yīn）。采用方案二矩形花鍵精加工過（guò）程中，發現刀具的快速磨損造成單個鍵齒寬度超差，嚴重影響了加工精度。

      花鍵小徑加工時采用方案一，使用（yòng）矩形花鍵（jiàn）小徑專用（yòng）銑刀2224- 151，效果很（hěn）好，各項均符合要求。但采用方案二使（shǐ）用φ3 立銑刀進行插補銑削，加工完畢後觀測花鍵小徑粗（cū）糙度較差，不滿足表麵（miàn）粗糙度Ra1.6 要求。

      4 結束語

      通過針對細長軸端高精度矩形花鍵的結構特點和（hé）精度要（yào）求進（jìn）行了分析，製定了恰當的加工方（fāng）案並進行了試（shì）驗，最終（zhōng）確定了加（jiā）工該矩形花鍵的加工（gōng）及編程方法，即（jí）利用車銑複合機床先用φ5 立銑刀進行粗銑加工，然（rán）後用φ5 立銑刀精銑花鍵各鍵齒。精銑編程時需以每個鍵齒中心為基礎準，保證鍵（jiàn）齒兩側均勻去量，花鍵小（xiǎo）徑的加（jiā）工采用（yòng）專用銑刀2224- 151。在加工過程中應時刻監控（kòng）刀具（jù）的磨損情況，及時更換新（xīn）刀具，以防止因刀具磨損而導（dǎo）致加工花鍵鍵齒（chǐ）的（de）超（chāo）差。