為了保住花鍵軸的加工能在精密車削加工中心上完成，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用“一頂一夾”的裝夾方式，添加精密車削加工中心第四軸分度頭，按一定的工藝要求進(jìn)行分度對(duì)鍵槽進(jìn)行銑削。由于整個(gè)零件工序較多，本文只闡述和銑矩形花鍵相關(guān)的內(nèi)容。
一、加工方法分析
工件材料為40Cr，精密車削加工性較好。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(gè)基準(zhǔn)孔。銑矩形花鍵時(shí)可采用“一頂一夾”定位安裝。在精密車削加工中心上加工這個(gè)零件的矩形花鍵，關(guān)鍵是要解決銑矩形鍵時(shí)的分度問(wèn)題.可利用精密車削加工中心上配置的數(shù)控萬(wàn)螚分度頭。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，立銑刀定位完成后平行工件軸向走刀一次。工件依次旋轉(zhuǎn)，立銑刀依次軸向走刀，多次循環(huán)后就可完成一個(gè)矩形花鍵的銑加工。精密車削加工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(guò)長(zhǎng)的不足。
二、加工過(guò)程及相關(guān)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(wàn)螚分度頭，將工件安裝在尾座和萬(wàn)螚分度頭之間。
由于銑鍵槽時(shí)蕞大輪廓深度只約3mm.所以銑削時(shí)可采用一次下刀至槽輪廓深度，主軸轉(zhuǎn)速1 500 r/min，進(jìn)給速度150mm/min。由于每一個(gè)鍵槽第1次走刀的切削量是蕞大的.可以稍慢些;為了搞高效率，其他次走刀可加快進(jìn)給速度。
為便于對(duì)刀和編程，把工件坐標(biāo)系原點(diǎn)定在圖1所示工件花鍵軸部位左端的軸心。為便于說(shuō)明，假設(shè)從銑鍵槽左側(cè)位置開(kāi)始銑削，直到銑鍵槽右側(cè)，工件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)分度，一個(gè)鍵槽的整個(gè)銑削過(guò)程分以下幾個(gè)階段:
(1)銑鍵楷左側(cè)
銑鍵槽左側(cè)時(shí)的初始位置，此時(shí)銑鍵槽左側(cè)位于垂直位置，如圖4所示，刀位點(diǎn)坐標(biāo)Z=2l*arccosl1=20.616; Y=8/2+8/2=8。銑刀沿X軸向銑削整個(gè)花鍵棲左側(cè)。
(2)鍵槽底部左下角空轉(zhuǎn)到正上方位置
由于用的是平底立銑刀，當(dāng)工件從初始位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)11°到圖5所示位置的過(guò)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(gè)過(guò)程不銑削，工件只空轉(zhuǎn)到位。此時(shí)刀位點(diǎn)坐標(biāo)值Z=21;Y=4。
(3)槽底銑削過(guò)程
由于用的是平底立銑刀，當(dāng)工件從圖5位置繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)到圖6位置時(shí)，立銑刀銑削位置從刀具左下角逐漸過(guò)渡到圖6所示的刀具底部中間位置進(jìn)行銑削。
為不造成刀具和工件的干涉，隨工件旋轉(zhuǎn)，刀具位置必須變化。刀位點(diǎn)Z坐標(biāo)值為21mm;Y值隨工件旋轉(zhuǎn)而變化。從Y=4變化到Y(jié)=-4。
當(dāng)工件從圖6位置繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到圖7鍵槽底部右下角位于正上方時(shí)，立銑刀銑削位置從底部中間位置逐漸過(guò)渡到圖7所示的右下角位置進(jìn)行銑削。此時(shí)刀位點(diǎn)坐標(biāo)值Z=2I ;Y= 4。
整個(gè)過(guò)程工件轉(zhuǎn)過(guò)23°。每轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，銑刀沿X軸向銑削整個(gè)花鍵槽底。
(4)鍵槽右側(cè)空轉(zhuǎn)到垂直位置
當(dāng)工件從圖7位置繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)11°到圖8所示位置的過(guò)程中，如果要銑削，只有立銑刀右下角的側(cè)刃微量銑削，銑削量太少，所以這個(gè)過(guò)程不銑削，工件只空轉(zhuǎn)到位。
(5)銑削鍵槽右側(cè)
zui后銑鍵槽右側(cè)，此時(shí)鍵槽右側(cè)位于垂直位置，刀位點(diǎn)坐標(biāo)Z=21arccos11=20.616; Y=-8.
銑刀沿X軸方向銑削整個(gè)花鍵槽右側(cè)。
從圖4一圖8整個(gè)加工過(guò)程中，除了槽底銑削過(guò)程外，其他階段只需簡(jiǎn)單的GO1指令就可完成。所以以下只對(duì)槽底銑削宏程序作一些說(shuō)明。
在槽底銑削加工過(guò)程中,假設(shè)工件只逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則加工每個(gè)鍵槽底總共只要旋轉(zhuǎn)2°，Y向總位移量8，則旋轉(zhuǎn)角度θ和位移量Y的近似關(guān)系(1)
這里以機(jī)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(biāo)系原點(diǎn)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：