某型機梁類零件的數控加工工藝優化技術

摘要：通過對某型機梁類零件結構分析，總結出適合此類零件加工的工藝方法，全面地闡述了在加工中的具體實施過程，從而總結并提煉出此類零件的注意事項。

關鍵詞：梁 淺切高速銑削 閉角殘留

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-00-02

1 零件簡介

此零件為結構主要受力件，零件外廓尺寸：1000×450×70；零件材料為TA15 m，來料為最終熱處理退火狀態，零件的毛料狀態為模鍛件。

2 零件工藝性分析

2.1 結構的工藝性分析

此零件為雙面型腔，壁薄。加工過程中易變形，變形以翹曲、側彎為主，扭曲為輔。變形不但容易使零件的形位公差超出圖紙規定，而且在內形加工時對于保證緣條和腹板厚度造成一定的難度。

2.2 零件的關鍵部位及尺寸控制

此零件最關鍵的技術要求是如何保證厚度尺寸和理論外形。因此控制零件變形是加工關鍵控制點。

2.3 零件加工容差及檢測方法

零件理論外形的加工容差為±0.3 mm，局部緣條和腹板壁厚公差±0.15 mm，基準孔孔距公差為±0.1 mm。

基于數字化加工特點，零件的理論外形，筋條和基準孔距均采用數控測量機檢測。

3 加工方案論證及數字化加工實現過程

對于設定加工方案，主要從以下幾方面考慮。

（1）工裝系數降到最低。

（2）加工周期降到最少。

（3）加工過程完全實現全數字量傳遞，數字化加工，數字化檢測。

（4）表面質量達到技術要求。

（5）數控加工程序優化設計，運行時達到無人干預狀態。

3.1 具體加工方案

針對鈦合金材料的綜合性能、零件的具體結構情況，結合本單位加工鈦合金的經驗及設備的加工能力，總結了以下較為理想的加工流程如圖1。

3.2 加工設備的選擇

經過詳細分析零件的結構特點，最大擺角在10 °以內，及毛料情況，充分考量生產單元的機床現狀，得出如下結論。

在三坐標機床粗加工，在五坐標立式加工中心藍寶地機床進行精加工。

3.3 加工余量的分配

三坐標粗加工內外形留3 mm余量。五坐標半精加工后留0.5 mm余量，精加工后達到數模尺寸要求。

3.4 數字化加工過程

3.4.1 基準平面的加工

用標準墊塊墊平零件，保證零件在自然狀態下裝夾，加工基準面。通過這樣處理能夠保證基準平面加工后平面度在0.2 mm以內。

3.4.2 基準孔的加工

零件數控加工時，通常采用兩孔一面做為基準。由于毛料很厚，加工基準孔時加工成盲孔，避免孔太深，孔垂直度不合格。

3.4.3 內形粗加工

由于粗加工需要去除60%毛料，為了減少零件變形，粗加工采用快進刀片，淺切，每層切深1 mm。

3.4.4 閉角殘留的處理

此零件在內形局部存在閉角，內形用φ16R3刀具精加工后存在很大的閉角區。為了保證零件重量滿足設計需要，用φ8R3刀具行切加工。這樣既保證加工后重量又保證數控加工后接刀光順。

3.4.5 刀具的選擇及切削參數

下面表1列出加工此零件所使用的刀具及切削參數。

3.4.6 仿真檢查

依據預先設定的加工方案編制數控加工程序后，必須經過的一個關鍵環節是程序的校驗與仿真工作，它可以使程序問題提前暴露出來，不至于把問題帶到生產線中，仿真實現過程見圖3。

VERICUT仿真手段之所以被工程技術人員認同和認可，很大程度上取決于其強大的分析及比較功能，由于VERICUT可同時加載毛料模型和設計模型信息，所以經過仿真切削后，過切和殘余檢查的結果直接反映到大家面前，使大家很清晰地掌握零件程序編制的質量。

4 結語

此零件的數字化加工過程，通過采取有效的工藝方法，防止了零件變形；對閉角采取有效的編程方法，有效提高加工效率，保證了零件的加工質量。通過實驗刀具切削參數，總結了此零件加工參數，為今后這類零件的切削加工提供了有價值的技術資料。

參考文獻

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