巧用數控車、銑復合工藝批量加工零件的案例分析

白偉鵬

摘要：本文以作者在企業工作期間所設計的一款汽油動力航模直升機的零部件為例，介紹一種在不開模具的情況下，綜合運用數控車、銑復合加工工藝，批量生產零件的方法，以達到快速、精準完成中小批量零件的生產交貨，并能大量節約模具等生產裝備的費用投入，提升企業的產品生產利潤。

關鍵詞：數控加工；車、銑復合；中小批量生產

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2014）09-0101-03

筆者曾于一家生產航空模型的公司從事模型開發設計及數控編程加工工作，其中航模直升機的關鍵部位如螺旋槳零件全部采用強度高、質量輕的鋁合金作為材料（如圖2）。筆者主要負責制定零件的生產工藝，把零部件加工出來。加工此類零件存在以下一些實際問題：第一，由于愛好航模的專業群體人數有限，而且新款機型不斷推出，更新換代較快，所以每款機型的訂單都是兩千來套左右，屬于中小批量生產，每架飛機所包含的鋁合金零件有二十來個，工藝上如果采用開鋁合金壓鑄模具的方法生產零件，開模具的成本會非常高，得不償失，開模時間也會拖得太長，所以不可能采用模具大批量生產鋁合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精確度和表面光潔度要求高，所以適合采用數控加工方式生產。第三，由于零件要批量地生產，所以需要設計一些快速裝夾零件的工裝夾具。

一、旋翼夾座零件工藝性分析

1.該零件外部特征并非典型的旋轉體，存在許多不規則的特征，不能直接使用車削的方法生產，需要用到銑削的方法生產。

2.如果直接使用一塊方形原料進行銑削加工，難度比較大，主要是向內陷進去的圓柱部分和與其連接的斜線部分較難用銑刀處理。

3.鑒于零件存在一些圓柱的特征，可以先假設該零件本來就是旋轉體，只是經過后期銑床加工，才變成現在的不規則模樣。因而可以買圓柱棒料作為坯料，先用數控車床批量加工出半成品，然后用夾具把半成品裝夾好，用數控銑床進行批量加工。當然，該零件需要正面、反面作兩次裝夾，才能銑削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺紋孔最后使用普通鉆床和攻牙機處理，不再占用相對昂貴的數控設備加工。

5.鋁合金零件最后作去毛刺、氧化、著色處理，表面會出現藍色的色澤，較為新潮吸引。

二、旋翼夾座零件的加工過程

（一）用數控車床編程加工出半成品（坯料：￠28mm鋁合金圓棒），程序省略（見圖4）

圖4用數車加工的半成品

（二）使用MasterCAM軟件編程，并用數控銑床加工零件（分A、B兩面加工）

1.先加工零件頂面凸緣部分特征。考慮到批量生產，故設計了一個簡易的工裝夾具（如圖5），夾具先放正于銑床臺面，百分表找平，用組合壓塊緊固。四面分中，并以圓孔底面為對刀零面。依次把六個零件放入圓孔內（圓孔直徑比零件外徑稍大0.03mm），把夾具的活動壓條往里推，緊壓六個零件，然后用內六角螺釘鎖緊活動壓條，完成了工件的裝夾（如圖6）。

摘要：本文以作者在企業工作期間所設計的一款汽油動力航模直升機的零部件為例，介紹一種在不開模具的情況下，綜合運用數控車、銑復合加工工藝，批量生產零件的方法，以達到快速、精準完成中小批量零件的生產交貨，并能大量節約模具等生產裝備的費用投入，提升企業的產品生產利潤。

關鍵詞：數控加工；車、銑復合；中小批量生產

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2014）09-0101-03

筆者曾于一家生產航空模型的公司從事模型開發設計及數控編程加工工作，其中航模直升機的關鍵部位如螺旋槳零件全部采用強度高、質量輕的鋁合金作為材料（如圖2）。筆者主要負責制定零件的生產工藝，把零部件加工出來。加工此類零件存在以下一些實際問題：第一，由于愛好航模的專業群體人數有限，而且新款機型不斷推出，更新換代較快，所以每款機型的訂單都是兩千來套左右，屬于中小批量生產，每架飛機所包含的鋁合金零件有二十來個，工藝上如果采用開鋁合金壓鑄模具的方法生產零件，開模具的成本會非常高，得不償失，開模時間也會拖得太長，所以不可能采用模具大批量生產鋁合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精確度和表面光潔度要求高，所以適合采用數控加工方式生產。第三，由于零件要批量地生產，所以需要設計一些快速裝夾零件的工裝夾具。

一、旋翼夾座零件工藝性分析

1.該零件外部特征并非典型的旋轉體，存在許多不規則的特征，不能直接使用車削的方法生產，需要用到銑削的方法生產。

2.如果直接使用一塊方形原料進行銑削加工，難度比較大，主要是向內陷進去的圓柱部分和與其連接的斜線部分較難用銑刀處理。

3.鑒于零件存在一些圓柱的特征，可以先假設該零件本來就是旋轉體，只是經過后期銑床加工，才變成現在的不規則模樣。因而可以買圓柱棒料作為坯料，先用數控車床批量加工出半成品，然后用夾具把半成品裝夾好，用數控銑床進行批量加工。當然，該零件需要正面、反面作兩次裝夾，才能銑削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺紋孔最后使用普通鉆床和攻牙機處理，不再占用相對昂貴的數控設備加工。

5.鋁合金零件最后作去毛刺、氧化、著色處理，表面會出現藍色的色澤，較為新潮吸引。

二、旋翼夾座零件的加工過程

（一）用數控車床編程加工出半成品（坯料：￠28mm鋁合金圓棒），程序省略（見圖4）

圖4用數車加工的半成品

（二）使用MasterCAM軟件編程，并用數控銑床加工零件（分A、B兩面加工）

1.先加工零件頂面凸緣部分特征。考慮到批量生產，故設計了一個簡易的工裝夾具（如圖5），夾具先放正于銑床臺面，百分表找平，用組合壓塊緊固。四面分中，并以圓孔底面為對刀零面。依次把六個零件放入圓孔內（圓孔直徑比零件外徑稍大0.03mm），把夾具的活動壓條往里推，緊壓六個零件，然后用內六角螺釘鎖緊活動壓條，完成了工件的裝夾（如圖6）。

摘要：本文以作者在企業工作期間所設計的一款汽油動力航模直升機的零部件為例，介紹一種在不開模具的情況下，綜合運用數控車、銑復合加工工藝，批量生產零件的方法，以達到快速、精準完成中小批量零件的生產交貨，并能大量節約模具等生產裝備的費用投入，提升企業的產品生產利潤。

關鍵詞：數控加工；車、銑復合；中小批量生產

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2014）09-0101-03

筆者曾于一家生產航空模型的公司從事模型開發設計及數控編程加工工作，其中航模直升機的關鍵部位如螺旋槳零件全部采用強度高、質量輕的鋁合金作為材料（如圖2）。筆者主要負責制定零件的生產工藝，把零部件加工出來。加工此類零件存在以下一些實際問題：第一，由于愛好航模的專業群體人數有限，而且新款機型不斷推出，更新換代較快，所以每款機型的訂單都是兩千來套左右，屬于中小批量生產，每架飛機所包含的鋁合金零件有二十來個，工藝上如果采用開鋁合金壓鑄模具的方法生產零件，開模具的成本會非常高，得不償失，開模時間也會拖得太長，所以不可能采用模具大批量生產鋁合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精確度和表面光潔度要求高，所以適合采用數控加工方式生產。第三，由于零件要批量地生產，所以需要設計一些快速裝夾零件的工裝夾具。

一、旋翼夾座零件工藝性分析

1.該零件外部特征并非典型的旋轉體，存在許多不規則的特征，不能直接使用車削的方法生產，需要用到銑削的方法生產。

2.如果直接使用一塊方形原料進行銑削加工，難度比較大，主要是向內陷進去的圓柱部分和與其連接的斜線部分較難用銑刀處理。

3.鑒于零件存在一些圓柱的特征，可以先假設該零件本來就是旋轉體，只是經過后期銑床加工，才變成現在的不規則模樣。因而可以買圓柱棒料作為坯料，先用數控車床批量加工出半成品，然后用夾具把半成品裝夾好，用數控銑床進行批量加工。當然，該零件需要正面、反面作兩次裝夾，才能銑削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺紋孔最后使用普通鉆床和攻牙機處理，不再占用相對昂貴的數控設備加工。

5.鋁合金零件最后作去毛刺、氧化、著色處理，表面會出現藍色的色澤，較為新潮吸引。

二、旋翼夾座零件的加工過程

（一）用數控車床編程加工出半成品（坯料：￠28mm鋁合金圓棒），程序省略（見圖4）

圖4用數車加工的半成品

（二）使用MasterCAM軟件編程，并用數控銑床加工零件（分A、B兩面加工）

1.先加工零件頂面凸緣部分特征。考慮到批量生產，故設計了一個簡易的工裝夾具（如圖5），夾具先放正于銑床臺面，百分表找平，用組合壓塊緊固。四面分中，并以圓孔底面為對刀零面。依次把六個零件放入圓孔內（圓孔直徑比零件外徑稍大0.03mm），把夾具的活動壓條往里推，緊壓六個零件，然后用內六角螺釘鎖緊活動壓條，完成了工件的裝夾（如圖6）。