薄壁細(xì)長(zhǎng)花鍵軸的加工是一項(xiàng)工藝難題，加工工藝流程的優(yōu)劣直接影響著零件加工質(zhì)量。傳統(tǒng)的加工工藝流程為備料→數(shù)車(chē)→深孔鉆→研內(nèi)孔→外磨→車(chē)環(huán)槽→研頂尖→滾花鍵→熱處理→磁粉探傷→檢驗(yàn)。如此將外花鍵安排在熱處理前加工，熱處理后往往出現(xiàn)變形現(xiàn)象，無(wú)法保證零件精度。

通過(guò)對(duì)零件(如下圖）的特性和加工難點(diǎn)進(jìn)行分析，我們對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，同時(shí)對(duì)滾齒夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)用一種過(guò)定位的設(shè)計(jì)思想，以增加夾具的剛度和定位精度。

1、加工零件難點(diǎn)分析
（1）外圓的3處環(huán)槽結(jié)構(gòu)使零件最薄處壁厚僅為1.7mm，降低了整體剛度，且加工過(guò)程中容易出現(xiàn)振刀、讓刀現(xiàn)象，使加工精度及表面粗糙度難以保證。
（2）滾花鍵加工找正困難。使用傳統(tǒng)定位方式壓緊后零件變形較大，平均每件找正時(shí)間約為30min。為防止零件從夾具上拆下后產(chǎn)生嚴(yán)重變形，采用低進(jìn)給速度進(jìn)行切削，造成生產(chǎn)效率低。
2、改進(jìn)工藝流程
改進(jìn)后加工流程為：備料→熱處理→數(shù)車(chē)→深孔鉆→研內(nèi)孔→外磨→研頂尖→滾花鍵→車(chē)環(huán)槽→磁粉探傷→檢驗(yàn)。
3、滾花鍵夾具的改進(jìn)

改進(jìn)工藝流程的核心思想是在淬硬狀態(tài)下完成零件的機(jī)械加工，這就需要夾具設(shè)計(jì)滿(mǎn)足工件定位的穩(wěn)定、可靠，要有足夠的承載力或夾緊力，并做到裝夾快速、便捷。改進(jìn)前與改進(jìn)后的夾具如下圖所示。

改進(jìn)后夾具圖

3.1夾具具體改進(jìn)措施
（1）優(yōu)化夾具整體剛度。改進(jìn)前，夾具結(jié)構(gòu)為分體式，定位軸和底座分別加工后再配裝并由螺栓緊固，定位精度和整體剛度都難以保證；改進(jìn)后，夾具由整根棒料進(jìn)行加工，在滿(mǎn)足機(jī)床走刀中心高的前提下盡量降低夾具總高，避免了因夾具懸伸過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)振刀、讓刀等現(xiàn)象。
（2）改良定位心軸。改進(jìn)前，夾具依靠分段式心軸、軸端臺(tái)階面定位，螺母墊圈壓緊，3處定位面的誤差累積經(jīng)長(zhǎng)度方向放大，導(dǎo)致零件找正困難；改進(jìn)后，夾具改用整體式直心軸，調(diào)整與零件配合間隙，將兩端平面改為錐面，以過(guò)定位方式裝夾零件，降低了找正難度，使零件在滾花鍵過(guò)程中相對(duì)夾具更加穩(wěn)定。
（3）調(diào)整壓緊方式。改進(jìn)前，夾具靠旋緊螺母帶動(dòng)墊圈壓緊，由于制造精度低、壓緊力不均勻，導(dǎo)致壓緊后零件發(fā)生撓曲變形；改進(jìn)后，夾具改用螺母帶動(dòng)錐套壓緊——錐套與定位心軸無(wú)間隙滑配。經(jīng)驗(yàn)證，壓緊后零件齒坯外圓全跳動(dòng)≤0.015mm，有效保證了壓緊力的均勻性。

小結(jié)

通過(guò)優(yōu)化加工工藝方案，改良了夾具結(jié)構(gòu)和定位方式，更新了傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)理念，解決了薄壁細(xì)長(zhǎng)外花鍵軸加工質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低的難題。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，使得該零件加工時(shí)間大幅降低，單件找正時(shí)間也由30min降至約15min，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，為類(lèi)似零件的加工提供了理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。