基于Master CAM車銑復合加工工藝規程設計

王麗潔，吳東

(1.西安理工大學高等技術學院，陜西西安710082；2.西安航空發動機(集團)有限公司，陜西 西安710021)

0 引言

隨著數控加工向高速化、高精度化、高智能化、高柔性化、高一體化等方向的發展，出現了車銑復合加工這種新興、高效的數控加工工藝。它以配有高性能數控系統的車銑中心為加工設備，整合了數控車床與加工中心的功能，除可以進行一般車削外，還可以進行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。車銑復合加工中心從設計概念上解決了零件的多次裝夾和基準轉換帶來的不必要的工序及零件加工精度的走失。這種設計概念解決了以下幾個問題:縮減物流長度，減少基準轉換，減少工裝夾具數量，減少占地面積，縮短新產品試驗周期，因此吸引了越來越多的使用者。

如何規劃車銑復合加工中心的工藝規程，首先應對不同產品的特點進行了解。本文以力矩器座零件為例，探討車銑復合加工工藝。

1 力矩器座零件數控加工工藝流程

對于軍用產品上用的力矩器座零件來說，它具有復雜的外型，嚴格的尺寸公差和形狀位置公差，用傳統的加工工藝方法品質難以保證，目前廣泛采用數控加工工藝。力矩器座零件的數控加工工藝流程如圖1所示。

圖1 數控加工工藝流程

2 力矩器座零件數控加工工藝分析

2.1 零件圖的分析

力矩器座是某產品中的一個重要組件，它的品質直接影響著產品主體組件的使用性能。力矩器座有很高的精度要求和尺寸要求，這些都對零件裝配能否成功有著重要影響。

對零件圖主要進行以下三方面的分析:

1)零件主次表面的區分和主要表面的保證。例如:D13.、D12.、D14.孔屬于7級精度，粗糙度 Ra0.8 μm，，需要采用粗車和精車加工才能達到要求。

2)重要的技術條件分析。例如:位置度D0.02關系到孔D13.、D12.、D14.的裝配位置，它的精度直接影響到組件的安裝使用性能。

3)零件圖上表面位置尺寸的標注。力矩器座的長度尺寸都以D12.5孔的上端面為基準，所以在工藝規程的編制中工序長度尺寸盡量與其保持一致。

力矩器座零件的實體造型如圖2所示，工序簡圖如圖3所示。

圖3 工序簡圖

2.2 力矩器座零件的數控加工工藝路線

力矩器座零件的工藝路線安排如下:

下料→數控車→鉗工→數控車→鉗工→車銑復合加工中心→鏜工→車銑復合加工中心→鉗工→鉬切→鉗工→鏜工→車銑復合加工中心→鉗工→檢驗→入庫

根據力矩器座零件加工工藝規程的需要，車銑復合加工工序為6、8、13工序，數控加工工藝卡如表1所示。

表1 車銑復合加工工藝卡

3 力矩器座零件的數控加工

Master CAM是美國CNC Software Inc.公司開發，適用于機械產品設計、制造的運行在PC平臺上的3D CAD/CAM交互式圖形集成系統。它集二維繪圖、三維實體、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑模擬及真實感模擬等功能于一身，對系統環境要求較低，用戶無論在造型設計、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。

力矩器座零件加工刀具路徑主要包括刀具的選擇、刀具參數的設定、加工順序的選擇、加工參數(安全高度、下刀方式、補償方式、補償量、切削量等)的設定。Master CAM系統對所規劃的加工刀具路徑及刀具參數設置等產生一個刀具路徑文件，即NCI文件，它是一個ASCII文字格式文件，含有生成的NC代碼的全部資料，包括一系列刀具路徑的坐標值、進給量、主軸轉速、冷卻液控制指令等，但無法直接應用于CNC機床，必須先通過后處理程序POST轉成NC代碼后才能被CNC機床所使用。生成的NC代碼可通過Master CAM系統的傳輸功能，傳輸到數控加工設備的控制器內儲存起來。

以加工軸斷面為例，其刀具參數設置如圖4所示，外形銑削參數設置如圖5所示，加工仿真如圖6所示。

圖4 刀具參數設置對話框

圖5 外形銑削參數設置對話框

圖6 加工仿真

結語

車銑復合加工是加工方式發展的一個重要方向，它可以節省工藝準備時間、簡化工藝流程，是提高產品品質和生產效率的有效手段。在對力矩器座零件進行車銑復合加工中心的工藝規程設計的基礎上，通過Master CAM軟件對力矩器座零件進行實體造型和數控加工仿真，具有一定的實用價值。

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