內容來源：《金屬加工》冷加工第15期
文章作者：德州大陸架石油工程技術有限公司 敖竹青 熊興榮
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1、零件分析
花鍵槽一般用於迴轉體類零件的周向固定起傳遞扭矩和轉矩的作用。花鍵槽的位置可以在軸上，也可以在孔內。對於內孔裡的花鍵槽，可以採用插削、拉削、刨削、銑削及線切割等方法來加工。具體用哪種方法，在工藝的選擇上，需要根據工件的尺寸大小、精度技術要求、產品批量以及現有的加工設備等來確定。
公司需要加工一批工件，長1000mm，在距離端面200mm處，均勻分布了45°的4個花鍵槽，槽深5mm，槽長120mm，槽的表面粗糙度值為Ra=63μm，材質為35CrMo，調質後的硬度為290~320HBW。
通過對該工件的特徵進行分析可知：①加工工件較長，常用的插床、拉床的行程達不到要求。②內孔槽為圓弧，這就排除了採用車床等的加工方式。要實現槽底的圓弧，必須使用數控工具機。③內孔較深，市面上常規刀杆長度無法滿足需求，需要定製和自製加長刀杆。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。綜合上述情況，為降低成本，縮短加工周期，提高效率，決定充分利用現有的喬友FD18—22數控龍門銑床進行加工。該設備既可以進行立銑，也可以進行側銑（該設備附件配有一直角銑頭）。在該內孔花鍵槽的加工中，採用側銑。
2、加工方案的確定及實施
（1）加工工藝設計。通過對零件的分析，銑工序可以分為粗銑、半精銑、精銑和清根４個步驟（見表1）。
（2）夾具的設計。工件的外徑為150mm，長度為1000mm，對於該工件的裝夾，不但需要保證工件的穩定可靠，還需要保證工件的軸線位置不變，以保證軸槽的中心平面通過軸線。對工裝的總體要求是不僅要滿足限制工件自由度的要求，而且還要有好的剛性、穩定性和精度。主要原理是通過V形鐵和壓板，用導杆和螺母將工件固定在工作檯上。
（3）加工刀具的選擇。因工件的孔徑小於直角銑頭的尺寸，銑頭裝入常規刀具後無法進入孔內進行加工，所以在銑削過程中需要利用特製的加粗加長刀杆來加工。
銑刀按結構可分為整體式、焊接式、鑲齒式及可轉位式。粗銑和半精銑時，可以選用可轉位式銑刀，主要考慮到：一是粗銑時，吃刀量大；二是可轉位刀片切削性能好；三是換刀時間短；四是由於可轉位刀片是標準化和集中生產的，刀片幾何參數易於一致，切屑控制穩定。
加工中，用以粗銑和半精銑的粗銑刀是以D35mm（R08mm）為設計基礎，用以精銑的精銑刀則以D16mm（R08mm）為設計基礎，從而進行改進設計：一是將刀杆加長加粗，滿足深孔加工時的其長度和剛性需求；二是增加排屑空間。具體如圖1和圖2所示。
圖1粗銑刀圖2精銑刀在精銑過程中，當槽的深度大於100mm時，會因為抗刀而形成錐度，可以利用磨頭加工清除錐度，可以選用20mm的磨頭（材質為砂布）。金屬加工微信，內容不錯，值得關注。在使用過程中需要對磨頭進行改進設計，重新設計加長刀杆，再通過螺紋將磨頭與刀杆聯接。
（4）工件的裝夾。首先將V形鐵（必須成對）置於銑床工裝臺上，再將工件置於V形鐵上，然後把壓板置於工件上，最後用墊片、螺母將穿過壓板的T形螺栓進行鎖緊固定。裝夾過程中，需用槓桿百分表找正：一是保證工件的上素線與工作檯臺面平行；二是保證其側素線與工作檯縱向進給方向平行；三是保證工件的前端面與後端面平行。具體如圖3所示。
（5）加工路徑。在進行加工之前，要確定加工工件的起始點，以確定工件的加工軌跡。具體如圖4所示。
（6）切削用量的確定。銑削時合理地選擇銑削用量，對保證零件的加工精度與加工表面質量，提高生產效率，提高銑刀的使用壽命，降低生產成本等都有重要的作用。通過反覆的試驗和論證，銑削切削用量的選取如表2所示。
【結語】
實踐證明，採用上述方法，滿足了產品的加工需求。利用企業現有的數控銑床加工深孔圓弧花鍵槽，通過實際生產，其適用性、經濟性得到了有力的證明。在拉、插、線切割等方法無法解決的情況下，為深孔圓弧花鍵槽的加工提供一種新的解決方案。
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