為了保住花鍵軸的加工能在cnc加工中心上完成，根據(jù)其結構特點，采用“一頂一夾”的裝夾方式，添加加工中心第四軸分度頭，按一定的工藝要求進行分度對鍵槽進行銑削。由于整個零件工序較多，本文只闡述和銑矩形花鍵相關的內(nèi)容。
　　

　　一、加工方法分析
 

　　

　　工件材料為40Cr，切削加工性較好。該零件在數(shù)控銑削加工前，工件除花鍵部位外的其他部位已經(jīng)切削加工完成，含有2個基準孔。銑矩形花鍵時可采用“一頂一夾”定位安裝。在立式cnc加工中心上加工這個零件的矩形花鍵，關鍵是要解決銑矩形鍵時的分度問題.可利用立式cnc加工中心上配置的數(shù)控萬能分度頭。當工件旋轉一定角度時，立銑刀定位完成后平行工件軸向走刀一次。工件依次旋轉，立銑刀依次軸向走刀，多次循環(huán)后就可完成一個矩形花鍵的銑加工。數(shù)控加工中可采用宏程序編程及子程序調(diào)用的方法，以減少數(shù)控加工程序過長的不足。

　　

　　二、加工過程及相關宏程序

　　

　　為提高切削效率盡示選用大直徑的銑刀，由于鍵槽較窄，根據(jù)工藝圖尺寸要求，選取φ8mm整體式硬質(zhì)合金立銑刀。

　　

　　采用“一頂一夾”定位安裝。在銑床上安裝好尾座和萬能分度頭，將工件安裝在尾座和萬能分度頭之間。

　　

　　由于銑鍵槽時*大輪廓深度只約3mm.所以銑削時可采用一次下刀至槽輪廓深度，主軸轉速1 500 r/min，進給速度150mm/min。由于每一個鍵槽第1次走刀的切削量是*大的.可以稍慢些;為了搞高效率，其他次走刀可加快進給速度。

　　

　　為便于對刀和編程，把工件坐標系原點定在圖1所示工件花鍵軸部位左端的軸心。為便于說明，假設從銑鍵槽左側位置開始銑削，直到銑鍵槽右側，工件逆時針旋轉分度，一個鍵槽的整個銑削過程分以下幾個階段:

　　

　　(1)銑鍵楷左側

　　

　　銑鍵槽左側時的初始位置，此時銑鍵槽左側位于垂直位置，如圖4所示，刀位點坐標Z=2l*arccosl1=20.616; Y=8/2+8/2=8。銑刀沿X軸向銑削整個花鍵棲左側。

　　

　　(2)鍵槽底部左下角空轉到正上方位置

　　

　　由于用的是平底立銑刀，當工件從初始位置逆時針轉11°到圖5所示位置的過程中，如果要銑削，只能用立銑刀左下角銑削，銑削量太少，所以這個過程不銑削，工件只空轉到位。此時刀位點坐標值Z=21;Y=4。

　　

　　(3)槽底銑削過程

　　

　　由于用的是平底立銑刀，當工件從圖5位置繼續(xù)逆時針轉到圖6位置時，立銑刀銑削位置從刀具左下角逐漸過渡到圖6所示的刀具底部中間位置進行銑削。

　　

　　為不造成刀具和工件的干涉，隨工件旋轉，刀具位置必須變化。刀位點Z坐標值為21mm;Y值隨工件旋轉而變化。從Y=4變化到Y=-4。

　　

　　當工件從圖6位置繼續(xù)逆時針旋轉，轉到圖7鍵槽底部右下角位于正上方時，立銑刀銑削位置從底部中間位置逐漸過渡到圖7所示的右下角位置進行銑削。此時刀位點坐標值Z=2I ;Y= 4。

　　

　　整個過程工件轉過23°。每轉一個小角度，銑刀沿X軸向銑削整個花鍵槽底。

　　

　　(4)鍵槽右側空轉到垂直位置

　　

　　當工件從圖7位置繼續(xù)逆時針轉11°到圖8所示位置的過程中，如果要銑削，只有立銑刀右下角的側刃微量銑削，銑削量太少，所以這個過程不銑削，工件只空轉到位。

　　

　　(5)銑削鍵槽右側

　　

　　*后銑鍵槽右側，此時鍵槽右側位于垂直位置，刀位點坐標Z=21arccos11=20.616; Y=-8.

　　

　　銑刀沿X軸方向銑削整個花鍵槽右側。

　　

　　從圖4一圖8整個加工過程中，除了槽底銑削過程外，其他階段只需簡單的GO1指令就可完成。所以以下只對槽底銑削宏程序作一些說明。

　　

　　在槽底銑削加工過程中,假設工件只逆時針轉動，則加工每個鍵槽底總共只要旋轉2°，Y向總位移量8，則旋轉角度θ和位移量Y的近似關系(1)

　　

　　這里以機械廠內(nèi)的FANUC Series Oi-MODELD數(shù)控系統(tǒng)編寫宏程序，把工件坐標系原點定在圖1所示工件花鍵軸部位左端的軸心，以下為槽底銑削宏程序一部分舉例：