汽車傳動軸是車輪轉動的直接驅動件，汽車運行時，發動機輸出的扭矩經過變速器傳遞給傳動軸，再由傳動軸傳遞到車輪上，推動汽車前進或倒行，傳動軸是汽車傳遞扭矩的一個重要零件。三銷軸叉是汽車傳動軸的主要受力部件，工作情況及其復雜，它的性能優劣直接影響汽車傳動的安全性和可靠性。

三銷軸叉鍛件是汽車零部件中最難以成形的部件之一，而且其球道內腔機加工困難，所以要求三銷軸叉精鍛件杯壁內腔尺寸精度高、表面質量好、可以不再機加工。因此，模具尺寸精度是三銷軸叉鍛件尺寸精度的重要保證。

三銷軸叉溫鍛沖頭的加工過程

三銷軸叉溫鍛沖頭結構如圖1所示，沖頭材料特性如表1所示；三銷軸叉溫鍛沖頭的加工流程如圖2所示。

表1 溫鍛沖頭材料特性

圖1 三銷軸叉溫鍛沖頭

圖2 三銷軸叉溫鍛沖頭的加工流程

沖頭五軸加工參數選擇

PowerMill編寫數控銑床程序參見圖3。

圖3 PowerMill數控銑加工沖頭編程

數控編程

⑴編程坐標：位于沖頭底部。

⑵加工策略：采用3+2方式循環加工。

⑶加工方法：粗加工采用等高精加工，精加工采用平行精加工。

⑷刀具選擇：沖頭半精加工采用 φ5mm或 φ4mm刀具；精加工一般采用 φ3mm刀具。

⑸加工參數見表2。

表2 沖頭加工參數選擇

五軸加工程序優化對比

在實際加工生產中，既要考慮加工效率，又要考慮加工后沖頭表面粗糙度。由圖4可看出：行距S的大小，直接關系到加工后曲面上殘留溝紋高度H的大小；高度大，則表面粗糙度大，影響零件加工精度；行距S選得太小，雖然能提高加工精度，但程序太長，機加工時間成倍增加，效率降低。因此，行距S的選擇，應力求做到恰到好處。

圖4 行距S與殘留高度H的關系

優化行距前后加工時間對比

PowerMill數控銑加工沖頭編程時，精加工采用平行精加工，主軸轉速14000rpm，將行距由0.06mm優化更改為0.08mm，以GI3-20溫鍛沖頭為例：優化更改前實際程序加工時間為4小時58分鐘，優化更改后加工時間為3小時55分鐘，加工效率提高20%。

表3 優化行距加工后粗糙度對比

優化行距前后加工粗糙度對比

優化行距前加工粗糙度Ra平均值為0.8348μm，優化行距后加工粗糙度Ra平均值為1.0816μm。

圖5 PowerMill數控銑加工沖頭編程行距更改

結束語

本文主要闡述了三銷軸叉溫鍛沖頭硬銑精加工過程。在沖頭加工時，隨著行距的減少，相應的殘留高度減小，從而降低了表面粗糙度，提高了表面加工質量。但行距也不是越小越好，過小的行距會使加工程序長度增加，從而增加加工時間，影響加工效率。因此，需要在合適的粗糙度與加工時間之間選擇一個合理值。