一種航空類零件的車銑復合加工

（天津市職業技能公共實訓中心，天津 300350）

0 引言

對于復雜精密、需要多軸加工的零件，用普通三軸或四軸的機床較難一次性加工完成，而且涉及到轉工序、換工裝，這些均不利于尺寸的掌控。通過對比工藝分析，采用多軸復合類機床，譬如本文提到的萬能車銑復合中心，利用機床多軸復合加工的特點及機床本身精度高的優點，達到工序集中的目的，從而保證了尺寸的穩定性，同時減少了加工時間，提高了加工效率。

1 零件分析

圖1 零件三維圖

如圖1所示，這是一類尺寸精小、形狀略復雜、需多軸復合加工的零件。這種零件實用于航空航天類器械。零件的毛坯材料為6063T5鋁，抗拉強度不小于205MPa，伸長應力不小于170MPa，伸長率不小于7%。

從圖2可以看出該零件加工部位尺寸多而細小，需要多軸復合加工類的機床，用普通三軸或四軸機床較難一次性加工完成。加工刀具種類多、數量多，至少需要10把不同型號的車、銑刀具。加工精度要求偏高，譬如尺寸：150°±6′、34.80+0.1、5.4±0.1。從加工工藝編排上造成一些難度。經過實際操作，以下介紹兩種不同工藝路線的加工過程。

圖2 零件部分尺寸圖

2 使用車削中心、立式銑床設備加工工藝分析

2.1 工序1：用車削中心設備加工

用機床三爪卡盤將φ65的毛坯棒料夾緊，根據圖紙，探出長度設為40mm。用外圓車刀平端面，扒外圓、倒圓角；根據圖紙設置C軸分度，粗銑外輪廓；锪所有φ6孔；加工所有φ3.6孔；粗銑內輪廓；加工所有5.3×2.6（開口）鍵槽；加工φ10.1、φ5（90°）沉頭孔；精加工外輪廓、內輪廓；銑臺階；切斷。

2.2 工序2：用立式銑床設備加工

將一序半成品工件去毛刺后放入二序工裝（如圖3所示）中，刷平面；銑槽10.2mm×10.2mm；倒角。

圖3 二序加工工裝

圖4 上料實景圖

3 萬能車銑復合中心加工工藝分析

用萬能車銑復合中心設備一次性加工。

用機床主軸三爪卡盤將毛坯棒料夾緊（如圖4所示），根據圖紙，探出長度設為40mm。用55度外圓車刀平端面，扒外圓、倒圓角，保證外圓、倒圓尺寸；用φ10銑刀根據分度，粗銑外輪廓；用φ6銑刀锪孔，加工出所有φ6孔；用φ3.6鉆頭加工出所有φ3.6孔；用D8R1.5牛鼻子銑刀粗銑內輪廓；用φ2變徑銑刀加工所有5.3×2.6（開口）鍵槽；用φ5C45鉆頭加工φ10.1、φ5（90°）沉頭孔；用φ10銑刀精加工外輪廓；用D6R1.5銑刀精加工內輪廓；用D6銑刀銑臺階；用3mm切刀切斷（切斷之前先用冷卻液沖洗副主軸工裝如圖5所示）；在切斷的同時，副主軸已夾緊工件已完成部分，并且與主軸同步旋轉（如圖6所示）；切斷后主軸停止轉動，工件隨副主軸回到零點位置；用55°外圓車刀平端面；用φ8mm銑刀銑槽10.2mm×10.2mm；用90°D8倒角刀倒角。加工成品如圖7所示。

圖5 副主軸工裝

圖6 副主軸與主軸同步旋轉

圖7 成品實物圖

4 兩種工藝對比分析

采用車削中心及立式銑床加工產品，首先機床本身的加工精度不夠高，并且二次裝夾工件也造成了精度不易保證。其次，二序立式銑床的工裝是利用液壓虎鉗夾緊聚四氟乙烯材質的工件模型，聚四氟乙烯具有冷流性，材料在長時間連續受液壓虎鉗載荷作用下會發生塑性變形，這會產生工件的裝夾誤差，5.4±0.1、6×2.7這些尺寸不易保證。

圖8 萬能車銑復合中心

采用萬能車銑復合中心加工產品，機床型號為CTX beta 1250 TC（如圖8所示）。首先，這種車銑復合機床配備了高端設置：五軸聯動加工；尾座可配合副主軸加工；帶通孔的三爪卡盤；工作溫度控制系統；XYZ軸帶有光柵尺；強力的車銑主軸為扭矩電機，B軸可擺動；XY軸為直線電機，Z軸具有最佳動力和精度；24刀位盤式刀庫兼容等等。設備本身的加工精度得到了保證，滿足產品的加工要求。其次，該機床滿足零件加工的工序集中要求，進一步提高了加工精度，降低了加工時間，高效完成了生產任務。

5 結論

萬能車銑復合中心設備實現工序集中、提供更高精度，更適合于加工復雜精密、需多軸加工類零件。