1 矩形花鍵加工（gōng）現狀

      現階（jiē）段高精度矩（jǔ）形花（huā）鍵的加（jiā）工，通常是采用銑切或滾切成形，再磨削花（huā）鍵達到設計要求。在銑切加工矩形花鍵時，一般采用專門（mén）設計的T 形槽銑刀，這種（zhǒng）銑刀適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刀。對於無法（fǎ）磨削的高精度矩形花鍵加工，尚無參考資料（liào）。現行矩形花鍵相關國家標準均是針對小徑定心，而由於該細長軸（zhóu）端高精度（dù）矩（jǔ）形（xíng）花鍵的特殊結構采用大徑定心。

      2 細長軸端高精度矩形花鍵加工難點分析

      該零件材質為2Cr12NiMo1W1V，鍛件並經（jīng）調質處理，總長達1552.2mm，花鍵處直徑僅42mm，長徑比達37 倍，是典型的細（xì）長（zhǎng）軸類零件，而矩形花（huā）鍵位於該軸件的一端，其毛坯圖如圖1 所示。從該花鍵的結構特點分（fèn）析，由於軸件過長和結構限製，該矩形花鍵（jiàn）無法采用我公司現有（yǒu）花（huā）鍵銑床、滾齒機等專用設備加工。

      該矩形花鍵尺寸公差和位置公差都極為嚴格，鍵齒寬（kuān）度公差為（wéi）0.022mm，位置度要求為0.02mm，鍵齒兩（liǎng）側麵對稱度要求（qiú）為0.009mm，加工（gōng）存在很大難度，如圖2 所示。

      3 細長軸端高精度矩形花（huā）鍵的加工

      該細長軸端高精度矩形花鍵的加工重點是加工刀具的選型、切削參數的確定、加工（gōng）方法的確定以及數控程序的編製。根據對該花鍵結構分析和對（duì）公司現有設備情況調研（yán）結（jié）果，現擬在DMG CTXgamma2000TC 車銑複合機床上完（wán）成，程序（xù）編製采用機床自帶（dài）Siemens ShopTurn 模塊化編程係統。3.1 細長軸（zhóu）端高精度矩形花鍵的加工方案（àn）設計針對此細長軸端高精度矩形花鍵的結構特點和加工難點，分別設計了矩（jǔ）形花鍵的粗加工方案（àn），精加工（gōng）方案和花鍵小徑加工方案，在精加工方（fāng）案和花鍵小徑加工方案中分別（bié）采用兩種方案來保證加（jiā）工精度的要求。其具體加工方案如表1 所示。在細長軸端高精度（dù）矩形花（huā）鍵加工中，粗加工采用型腔銑削，用φ5 立銑刀進行（háng）粗銑開槽，鍵齒（chǐ）兩

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

      3.1.1 矩形花鍵（jiàn）的精加工方案

      在（zài）矩形花（huā）鍵的精加工方案中，設計了以下兩種加工方案：

      （1）方案一。用φ5 立銑刀以單個鍵齒中心為基準，編製精銑程（chéng）序，精銑鍵齒兩側壁並保證兩側去量一致，以保證每個鍵齒的寬度以及單個鍵齒兩側壁的對稱度要求（qiú）。精加工各鍵齒側麵，陣（zhèn）列精銑單個（gè）鍵齒兩個側壁程序，完成整（zhěng）個花鍵側壁的精銑，加工路徑如圖4 所示。

      （2）方案二。用（yòng）φ5 立銑刀以鍵槽中心為基準，編製精（jīng）銑單個見槽內的鍵齒的兩個側壁程序，然（rán）後陣列，完成整個花鍵側壁的精（jīng）銑。加工路徑如圖5 所示。

      3.1.2 矩形（xíng）花（huā）鍵的小徑加工方案

      在矩形花鍵的小徑加工方案中，同樣也設計了（le）兩種加工方案：

      （1）方案一。采用（yòng）專用成（chéng）型銑刀銑（xǐ）準花鍵小徑，專用成型銑刀如圖6 所示。

      （2）方案二。用φ3 立銑（xǐ）刀進行插補銑削，精銑花鍵（jiàn）小徑。

       在矩（jǔ）形花鍵粗、精及小徑加工方案中，采用了不（bú）同的刀具和切削用量，刀具和切削用量的對比如表2 所示。

      3.2 細長軸端高精（jīng）度矩（jǔ）形花（huā）鍵的（de）檢測方案

      在細長軸端高精度矩形花鍵的精加工過程（chéng）中，使用（yòng）的精加工刀具直（zhí）徑隻有（yǒu）φ5mm，剛性較差，在銑削鍵齒（chǐ）側壁時還存在少許讓刀現象，因而在每加工完畢（bì）一個（gè）鍵齒時均采用公（gōng）法線千分尺檢測鍵齒寬度。全部加工完畢後，用三坐標儀檢測鍵齒寬度，單個鍵齒兩側麵對稱（chēng）度以及各鍵齒的位置度。

      3.3 細長軸端高精度矩形花鍵的加工試驗

      首先（xiān），對編製完（wán）成的加工程序進（jìn）行圖形模擬，確認各處均無加工幹涉後，再（zài）進行（háng）機床空運行模擬，以確認程序的正確性，避免在後期矩形花鍵的加工中造成事故以及保證加工的順利進行。在加工（gōng）中，通過用加工時間和加工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，細長軸端高精度矩形花鍵（jiàn）的精加工及（jí）花間小徑（jìng）加工的兩種加工方案所用時間差距很小，而加工精度方案一遠高於方案二。

      精加工時，采用方案一加工矩形花鍵，每刀切深一定不能大於0.02mm，否則寬度尺寸和對稱度都很難保證。其加工結果經三坐標檢測，隻有一個鍵齒寬（kuān）度超差0.0031mm，其餘齒的位（wèi）置度、對稱度和齒寬（kuān）均符合要求。刀具磨損（sǔn）是造（zào）成鍵齒寬度超差的主要原因。采用方案二矩形花（huā）鍵精加工過程中，發現刀具的快速磨損造（zào）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（fāng）案（àn）一，使用矩形花鍵（jiàn）小（xiǎo）徑專用銑刀2224- 151，效果很好，各項均符合要求。但采用方案二使用φ3 立銑刀進行插補銑（xǐ）削，加工完畢（bì）後觀測花鍵小徑粗糙度較（jiào）差，不滿足表麵粗糙度Ra1.6 要求。

      4 結束語

      通過針對（duì）細長軸端高精度矩形花鍵的（de）結構特點和精（jīng）度要求進行了分析，製定了恰當的加工方案並進行了試驗，最終（zhōng）確定了加工該矩形花鍵的加工及編程方法，即利用車銑複合機床先用φ5 立（lì）銑刀進行粗銑加工，然後用（yòng）φ5 立銑刀精銑花鍵各（gè）鍵齒。精銑編程時需以（yǐ）每個鍵齒中心為基礎準，保（bǎo）證鍵齒兩側均勻去（qù）量，花鍵小徑的加工采用專用銑刀2224- 151。在加工過程中應時刻監控刀（dāo）具的磨（mó）損情況，及時（shí）更換新刀具，以防止（zhǐ）因刀具磨損而導致加工花鍵鍵齒的（de）超差。