淺談異形類零件的數控加工

孔方亮

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

許昌煙草機械有限責任公司作為我國煙草設備行業濾棒成型、輔聯物流類設備制造基地,每年為各大卷煙廠和卷煙材料廠提供大量的濾棒成型、輔聯、存儲設備，其生產的ZL26C型（600米/每分鐘）濾棒成型機以其可靠的質量保證覆蓋全國眾多卷煙廠和卷煙材料廠家。

異形類零件由于其可實現復雜的運動要求廣泛應用于煙草設備中，加工過程復雜，質量不易控制，在機械加工中占有顯著的位置。通過多年實踐，我對該類零件在數控機床上的加工有了一定認識。

1 異形類零件的特點

1.1 異形零件一般體積較小，外形較復雜，零件加工不易夾緊，加工中一般采用組合夾具的夾緊方式，利用夾具元件保證多次裝夾定位基準的重合，利用壓板夾緊工件，如圖一，零件需通過兩個組夾元件來定位，三個元件支撐，兩個元件壓緊，壓板位置不確定，夾具不易操作。

1.2 零件的設計特點是其尺寸公差，形位公差要求較高,在進行加工工藝設計時，為保證精度，加工時防止變形，以往加工中經常采用工序分散的原則，粗精分開加工，多采用銑、磨、鏜等多道工序，造成加工工步過多。如圖2。

2 異形類零件的數控加工效率低下的原因

零件結構是制約零件加工效率低下的主要因素，由于該類零件的結構特點導致了該類零件加工效率低下的原因有以下幾點：

在零件裝夾過程中，由于夾具選用不當，導致零件裝夾校正的速度較慢，零件的加工工序過于分散，單次裝夾加工部位少，裝夾校正次數多，這些都是導致零件裝夾校正時間長的主要原因。此外，由于在加工過程中，切削方式不合理，刀具選用不當，加工中頻繁更換刀具也會造成零件的純切削時間過長。

3 提高異形類零件數控加工效率的方法

3.1 零件裝夾的一般規律

針對異形零件的結構特點，我們把常用組合夾具夾緊的方法改為利用平口虎鉗夾緊，針對不同類型的下料毛坯，首先加工出適合平口虎鉗夾持的卡口，然后用平口虎鉗直接夾緊，可有效減少因拼裝夾具和校正零件等用的輔助時間。

3.2 優化工藝路線，工序集中，減少工步

我們根據數控設備精度高，可以進行直線及圓弧插補的特點，在零件裝夾在平口虎鉗后，原來零件加工工藝上的銑、磨、鏜等零加工件外形的工序可以一次加工出來 ，然后再銑去工藝搭子。我們以圖三零件為例，采用組合夾具裝夾工藝路線為1.銑四周及兩端面；2.銑18°斜面；3.銑6mm厚臺階面；4.銑30°斜面；5. 銑 30°斜面 2；6. 銑 30°斜面 3；7.銑45°斜面；8銑R10圓弧；9.鉆孔、鉸孔、鏜孔；10.沉孔。采用平口虎鉗方式裝夾后，零件工藝路線優化成1.銑夾口；2.銑外形各斜面，及鉆孔；3.銑掉工藝搭子，銑R10圓弧，背面沉孔。

優化工藝路線以后，我們把零件的加工工步從原來的10步縮短至3步，而每一工步都需要重新裝夾校正，相當于縮短了7步裝夾校正的時間。

3.3 合理選用加工刀具

隨著刀具技術的發展和新型刀具材料的出現，切削技術也在不斷提高，各種切削技術相繼用于加工不同的材料。在異形零件加工過程中，刀具材料和工件材料的力學、物理和化學性能必須得到合理的匹配，切削過程才能正常進行并獲得較長的刀具壽命。我們根據不同材料選用適合加工的不同刀具，對于材料為鋼類的異形零件，由于材料本身韌性較好，很容易粘刀，一般切削這類材料采用硬質合金刀具，磨出很鋒利的刃口（就是較大的前角和后角），對于鋁合金材料選擇鋁合金加工專用立銑刀。

3.4 采用高速低負荷的分層環切削方式

高速切削是當今比較流行的切削方式，隨著高速切削機床應用越來越廣泛，我們通過選用高速機床和與零件材料相適應的刀具，應用變量編程，采用分層環切削加工，可有效增加單位時間內的材料去除量。同時降低零件加工時產生的切削力，使零件熱變形減少，有利于保證零件的尺寸、形位精度，零件加工表面質量高，并為三維曲面形狀高效精密加工問題和薄壁零件的加工提出了新的加工方案，程序實例及分層環切削加工軌跡示意圖如圖4。

總之，由于異形類零件的數控加工較為復雜，以上經驗僅僅提供了一些可供借鑒的一般規律，加工過程中應綜合考慮各種因素才能保證零件順利加工完成。

[1]王燕，楊軍. 支架加工工藝設計[J].機械工程師，2007（07）：128.