零件整體機(jī)加工一次成形工藝技術(shù)應(yīng)用

■ 河南平原光電有限公司梁兵技能大師工作室 （焦作 454001）

劉紅德 梁 兵 劉聰俐

1. 零件結(jié)構(gòu)

隨著數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不斷提高，有些零件加工中，定位、裝夾非常困難，不適合多次定位、裝夾。整體機(jī)加工一次成形技術(shù)是在臥式或立臥轉(zhuǎn)換加工中心機(jī)床上，按角度旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)，對(duì)零件所有面、孔等整體一次加工成形，滿足圖樣所有形位公差要求后，再分層掏銑零件與工藝柄相連部分，使工藝柄與工件分離。如圖1所示，零件材料是鋁合金2A12―T4型材，外圓φ32mm、K基面與孔φ30mm、M基面關(guān)聯(lián)形位精度要求較高。若兩次定位裝夾，則定位誤差較大，并且裝夾困難。采用不卸零件一次加工成形技術(shù)，零件加工后形位精度得到了很好保證。

2. 加工原理

充分利用數(shù)控加工中心多角度、全方位加工優(yōu)勢(shì)，利用硬質(zhì)合金銑刀高速、小進(jìn)給加工零件變形小的特點(diǎn)，利用型材零件的外形殘留部分作為定位、壓緊工藝柄，利用U G軟件自動(dòng)編程功能，保證整體加工零件一致性、各面銜接吻合性好。

3. 工藝方案

（1）如圖2所示，零件單邊留量0.5mm，粗加工各面、孔，型材外形殘留部分預(yù)留成工藝安裝柄，在工藝柄處鉆螺釘過孔3×φ6.5mm，沉孔3×φ11mm，深6mm，鉆鏜孔2×φ4mm（定位銷孔）。零件穩(wěn)定化處理（消除內(nèi)應(yīng)力）后，研磨E 基準(zhǔn)大面，保證平面度0.008mm。

圖1 支架簡(jiǎn)圖

圖2 半精加工支架簡(jiǎn)圖

圖3 專用彎板夾具圖

（2）如圖3 所示，設(shè)計(jì)制作專用彎板，選用調(diào)質(zhì)鋼40C r材料，磨削保證安裝面平面度0.006mm，鉆攻3×M6-6H螺紋，點(diǎn)鉆鉸孔2×φ 3 m m（定位銷孔），鉆孔2×φ13mm彎板固定過孔，銑削讓位扁孔（為精加工圖1零件K面、φ32mm孔時(shí)，棒銑刀具可以探入扁孔內(nèi)加工）。

（3）如圖4所示，采用一面兩銷定位原則，將圖3專用彎板安裝在臥式加工中心工作轉(zhuǎn)臺(tái)靠近中心位置，架表驗(yàn)證F面與工作臺(tái)面垂直，螺栓緊固彎板。以圖2研磨E面、2×φ4mm孔定位，按圖1精加工零件各面，精銑外圓φ32mm及K基面，精銑M基面及背面，精鏜孔φ 30mm等，保證尺寸及形位精度。

圖4 零件精加工裝夾示意圖

（4）零件加工結(jié)束前，數(shù)控程序執(zhí)行暫停指令（M00）， 在零件掉落的正下部放置硬質(zhì)海綿墊（ 外形約20mm×300mm×300mm），繼續(xù)加工。根據(jù)圖1，用φ 6mm硬質(zhì)合金銑刀探入專用彎板夾具扁孔內(nèi)，按每層銑深0.1mm，分層銑削零件外輪廓R49mm、86mm與殘留工藝柄連接處，使工件與工藝柄脫離，零件掉落在預(yù)先放置的硬質(zhì)海綿墊上（避免零件磕碰變形），零件R49mm周邊殘留飛邊由鉗工清理干凈。

4. 實(shí)施效果

自主創(chuàng)新對(duì)支架零件采用整體機(jī)加工一次成形工藝技術(shù)，圖1所示支架零件批量生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)三坐標(biāo)檢測(cè)，形位精度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：K基面平面度≤0.012mm，M基面平面度≤0.01mm，M背面平行度≤0.015mm，φ30mm對(duì)M基面垂直度≤0.013mm，φ32mm對(duì)K基面垂直度≤0.015m m，φ 30m m與φ 32m m軸線相交度≤0.014mm。批量生產(chǎn)中零件形位精度穩(wěn)定，生產(chǎn)效率大幅提高。

5. 應(yīng)用及拓展范圍

零件整體機(jī)加工一次成形工藝技術(shù)不僅可以在臥式加工中心中使用，也可以在立式、立臥轉(zhuǎn)換加工中心中得到應(yīng)用。如圖5所示零件可以在五軸加工中心上用長(zhǎng)方體鋁合金型材整體一次加工成形，分層銑去工藝柄；如圖6所示零件可以在三軸加工中心上用長(zhǎng)方體鋁合金型材，倒壓板加工，左、右支座同時(shí)整體一次加工成形，分層銑削去殘留工藝臺(tái)。

圖5 轉(zhuǎn)換基座圖

圖6 左、右支座圖

6. 結(jié)語

零件整體機(jī)加工一次成形工藝技術(shù)主要應(yīng)用于定位、裝夾較為困難的零件加工，可以合并加工工序，提高工作效率，保證形位精度；可用于對(duì)稱結(jié)構(gòu)零件成對(duì)套裁加工，減少裝夾次數(shù)，節(jié)約工裝制作費(fèi)用；適用于高速小進(jìn)給逐層掃描加工，加工時(shí)切削力小、切削熱少，零件不易產(chǎn)生應(yīng)力變形，這一加工理念正在我公司逐步推廣。