【摘要】在機械加工中我們（men）經常會遇到一些比（bǐ）較（jiào）複雜的三維曲（qǔ）麵的加工，如何利用合適的設備，合（hé）理的工藝，正確的刀具路徑加（jiā）工是我（wǒ）們一直需（xū）要考慮的（de）事情。有一批複雜的零件，需要運用五軸加工中心能很容易（yì）加工出來，由於操作車間隻有三軸立式加（jiā）工中心（xīn），結（jié）果我（wǒ）利用簡單的工裝，分步加工，合理設計加工工藝，最終用三軸加工中（zhōng）心加工出了這批零件，取得（dé）了最大的經（jīng）濟效益！

      0 前言

      加工中心是現代機械製造係統中（zhōng）的重（chóng）要組成設備（bèi）， 它（tā）的通用、靈活、高效率、高精（jīng）度、同質量等優點（diǎn），決（jué）定了該設（shè）備的應用日益廣泛。但如何（hé）提高加工效率，降低廢品率成為眾多企業共（gòng）同（tóng）探討的問題。在機械加工中我們經（jīng）常（cháng）會碰（pèng）到一些異形複雜（zá）的零件，有些需要（yào）四軸或（huò）者五軸加工中心來加工。但是現在（zài）的五軸加工中心價值不菲，動則上百萬，不是每（měi）個企（qǐ）業都能承受。那麽有些零件我們可以通（tōng）過加工工藝的設計，零件的裝夾方法（fǎ）等方麵著手，利用三軸加工中心生產，降（jiàng）低了企業的生產成本。

                                表（biǎo）1 加工工藝卡

      1 、問題提出（chū）

                                                       圖1
 

      圖1 所示零件是某模具上注料（liào）的圓轉方的過渡板，此零件的難點就（jiù）在於中間內腔部分是圓（yuán）轉變方形的（de）曲（qǔ）麵結構，長方形的長度大於圓的直徑（jìng），而長方形的寬度小於圓的（de）直徑，從長方形長邊方向看過（guò）去是個倒八的結構，但是從短邊方向看過（guò）去卻是正八的結構。由於長方形的寬（kuān）度小（xiǎo）於圓形的（de）直徑， 若采用三軸立式加工中心進行加工的話，不管從哪邊下刀加工刀具和零件都會（huì）造成幹涉。此（cǐ）類零件加工時需要主軸或者工（gōng）件能夠旋轉或擺動角度才能進行（háng）加工。通常情況下，最好是使（shǐ）用五軸立式加工中心進行加工生產。由於沒有（yǒu）五軸的加工中心（xīn），受到加工條件的限製。在現有的加工條件下，如何合理地針對產品特性進行加工工藝設計，並采用現有的設備對產品進行（háng）有（yǒu）效（xiào）的加工？ 在軟件（jiàn）上對產品複雜曲麵———圓轉（zhuǎn）方曲麵（miàn）的分（fèn）析和研究，得（dé）到結論（lùn）：可以利用（yòng）夾具對產品進行一定角度的擺放裝夾，在三軸立式加工中心上（shàng）是可以進行加（jiā）工的。現（xiàn）就此產品運用三軸立式加工中心所設計的加工工藝及工序進行剖析。由於本產品（pǐn）除了圓轉方曲麵相對複雜外（wài），其他需要加工部位較為簡單，所以（yǐ）本文主要就圓轉方曲麵部位的加工進行闡述。

      2 、問題分析、處理

      我先運用Mastercam 軟件繪製出了零件中間內腔（qiāng）的曲麵部分，如圖2 所示，若采用三軸立式加工中心上進行加工該組曲（qǔ）麵，不（bú）管從哪邊加工刀具和（hé）工件都會幹（gàn）涉（shè）。由於（yú）長方形這一麵的開口範圍大於圓形那麵，所（suǒ）以決定從長方形這麵下刀加（jiā）工,分（fèn）三步把曲麵部分（fèn）加工出來。

                                                 圖2

      第一（yī）步，先在零（líng）件的中心鑽一個通孔。此零件的外形是規則的長方體，所以選用台虎鉗進行裝夾比（bǐ）較（jiào）方便。由於零件中間是全部貫通的，為了更大程度地節約加工時間（jiān），提高加工效率，在工藝上先用覫16的鑽頭從（cóng）中心將零件鑽穿，然後分別（bié）用覫22 和覫25 的鑽頭擴孔（kǒng），先除去一（yī）部（bù）分餘量，這樣也方便後麵的（de）銑刀垂直（zhí）下刀保護刀（dāo）具（jù）以及提高加工效率。

      第二步，將長方形的垂直投影區域加工出來。使用粗加工挖槽方式加工曲麵，刀（dāo）具（jù）選取覫12 的平底銑刀，進刀選項中選擇指定（dìng）點下刀（dāo），而（ér）下刀點則選擇工件的零點， 挖槽方式選擇等距環切（qiē）並選擇由內而外環切, 這（zhè）樣銑刀可以從剛才鑽孔位置下刀從而保護刀具。

     選（xuǎn）取如圖3 所示的左右兩邊的橙色（sè）曲麵部分粗加工，餘量留0.2mm，曲麵粗加工完成後，再用（yòng）R6 的球刀精銑（xǐ）圖4 中（zhōng）兩邊橙色的曲麵， 在Mastercam 中（zhōng）選取曲麵精加工-等高外形加工。

                            圖（tú）3
 

      第三步，零件左右兩（liǎng）側加工完畢後，開始（shǐ）加工圖3 上下綠色部（bù）分的曲麵。由於這兩部分的曲麵有向外的拔模角，如果工（gōng）件水平放置的話刀具和工件幹（gàn）涉無法加工，我想將零件旋轉一定的角度，這樣刀具就可以加工到零件的底（dǐ）部而且也避（bì）免了刀（dāo）具幹涉（shè）。經過電腦計算和分析，我將工件旋轉（zhuǎn）10 度裝夾，剛好可以將這部分（fèn）的曲麵加工完。為（wéi）了節約成本，我沒有（yǒu）做複雜的夾具，而是用銑床加工了兩塊10度的墊鐵，墊在工件下方並用虎鉗裝（zhuāng）夾工件，這樣可以保證工件傾斜10 度的裝夾。

  
      工件傾斜10 度裝夾好後，因為加工表麵不是平麵，工件短邊一側的（de）加工坐標（biāo）零點和Z 軸的零點很難找到， 如（rú）果直接（jiē）對開口的尖角，誤差會很大，為了減少工件的加工（gōng）誤差，這時對刀就需要（yào）借助一些輔（fǔ）助措施。我用（yòng）了一把6mm 的直（zhí）柄銑刀輔助（zhù）對刀，如圖4 所示，在長方（fāng）形台階處放一把6mm 銑刀， 對刀時隻需（xū）要對（duì）銑（xǐ）刀頂（dǐng）端， 然後正向偏移1.09mm 的位置就是Z 軸的零點，對銑刀外圓的左側向右偏移（yí）31.1mm就（jiù）是X 軸的（de）零點，Y 軸直接利用工（gōng）件對稱分中就可以了， 以（yǐ）上這些對刀所需的數據都（dōu）可以通過電腦軟（ruǎn）件計算分析得出（chū）。

                                       圖4

     工件（jiàn）裝夾對好刀後，先（xiān）用覫12mm 的平刀粗（cū）加工，因為現在所加工的曲麵是個陡斜麵（miàn），高低差比（bǐ）較大，使用等高外形粗加工方式比較合適，抬刀較少，刀具路徑如（rú）圖5，精銑時用R6 的球刀，刀具路徑如（rú）圖6。另一邊的曲麵是對稱的，加工隻需將工件旋轉180 度裝夾，按照以上的步驟對刀，並（bìng）使用相同（tóng）的程序加工（gōng）。這樣此零件的所（suǒ）有切削均已完成。

      由於此零件通過是（shì）裝夾三次（cì）才完成加工的，裝夾和對刀多少會存在一些定位誤差，所以在工件內腔的四個角一定（dìng）會（huì）有（yǒu）接痕，需（xū）要用砂紙或者油石打磨修光。

                                 圖（tú）5                                       圖6

      3 、結束（shù）語

     實踐（jiàn）證明，此模具型腔曲麵圓轉方，雖然在五軸上有著明顯的優（yōu）勢，但在立式三軸（zhóu）加工中心上隻要充分地分（fèn）析好產品特性，並運用恰當的加工工藝方法也同樣可（kě）以達到其最終所要求的加（jiā）工效（xiào）果，同（tóng）樣可以取（qǔ）得良好的經（jīng）濟效益．可見大膽創新是提高生產效率，增長利潤的有效途徑，模具加工的每道工序及其加工工（gōng）藝（yì）都是非常關鍵（jiàn）的，每道（dào）工序也隻有通過多次比較，反複論證（zhèng），才能找到最好的方案，才能最大發揮機床的性能，滿足加工的需要。