1.數控加工的工藝分析

　　(1)零（líng）件（jiàn）的結（jié）構特點 該零件材（cái）料為硬鋁LY12，其切削性能良好，屬於典型的薄壁盤類結構（gòu），外（wài）形（xíng）尺（chǐ）寸較大，周邊及（jí）內部筋的厚度僅（jǐn）為2mm，型腔深度為27mm。該零件在加工過程中如果工藝方案或（huò）加工參（cān）數（shù）設置不當，極易變形，造（zào）成尺寸超差，零件結構如圖1所示。

　　(2)工藝分析 該零件毛坯選用棒料（liào），采用粗加工、精加工的工藝方案，具體工藝流程如（rú）下：毛坯→粗車（chē）→粗銑→時效→精車→精銑（xǐ）。

　　粗車：分別在外圓及端麵預留1.5mm精加工餘量，並預鑽中心孔。

　　粗銑：分別在（zài）型腔側麵及底麵預留餘量1.5mm，並在φ12mm孔位處預鑽工藝孔。

　　時效：去除材料及加工應力。

　　精車：精車端麵（miàn）、外圓並鏜工藝孔φ6mm，要求一次裝夾完成，以便保證同（tóng）軸度，為後序加（jiā）工打好基礎。

　　精銑：保證零件的最終要求，是本文論述的重點。

　　①粗銑型（xíng）腔粗加工主要是去除大餘量，並為後序（xù）精加工打好基礎，所以加工型（xíng）腔時，選擇（zé）低成本的普通數控銑床加工。該工序要求按（àn）所示零件結構圖（tú）加工出內形輪廓（kuò），圓弧（hú）拐角為R5mm，所留（liú）精加工餘量均勻，為1.5mm。而且（qiě）本道工序還需要在φ12mm孔位（wèi）處預先（xiān）加工精加工所需的定位孔。

　　②精銑型腔高速加（jiā）工技術是近年應用（yòng）起來的製造技術。在高（gāo）速切削加工中（zhōng），由於切削力小，可減小零件的加工變（biàn）形（xíng），比較適合於薄壁件，而且切屑在（zài）較（jiào）短時間內被（bèi）切除，絕大部分切削熱被（bèi）切屑帶走，工件的熱變形小（xiǎo），有利於保證零件的（de）尺寸、形狀精度;高速（sù）加工可以獲（huò）得較高的表麵質量，加工（gōng）周期也大（dà）大縮短，所以結合該類薄壁盤類零件的特點，精加工型腔時選用（yòng）高速加工（gōng）。

　　③定（dìng）位孔的加工 該（gāi）零件精加工選用中心孔φ6mm及φ12mm孔作為定（dìng）位孔，所以精加工型腔前必須先將其加工到位（wèi）。中心孔φ6mm在車工精車外圓φ301.5mm時將其鏜削為（wéi）φ6H8;φ12mm孔由數控銑床鑽、鉸至（zhì）φ12H8。

　　(3)精加（jiā）工型腔時零件的定位（wèi）與裝夾 為了使工件在機床上能迅速、正確裝夾，而且在加工一批工件時不必逐個找正，所以（yǐ）此次加工采用一麵兩銷的定位方式（shì）。以（yǐ）零件上已經存在的φ6mm及φ12mm孔作為定位孔，做簡易工裝，該工裝采用一個圓柱銷和一個扁形銷作為（wéi）定位元件。由於該零件屬於薄壁件（jiàn），容易變形，在夾緊工件時，壓（yā）板應壓在工件剛性較好的部位，分布盡可能均（jun1）勻，以保（bǎo）證夾緊的（de）可靠性，而且夾緊力的大小應適當，以防破壞工件的定位（wèi）或（huò）使工件產生不允許（xǔ）的變形。其具體定位與裝夾示（shì）意圖見圖2。此裝夾方式完全符合加工中心（xīn）的特點，一次裝夾可以完成型腔及所有孔的加工。

　　2.加工型腔的數（shù）控加工程序總方案

　　(1)編程軟件該零（líng）件的數控加工程序是基於（yú）軟件MasterCAM生成的。該軟件無須畫出實體（tǐ），隻需按1：1正確畫出要加工的輪廓線，選擇適當的圖形和參數即可生成用於加工的（de）程序。

　　(2)設備的選（xuǎn）擇精加工型腔選用（yòng）加工中心（xīn）設（shè）備：德國HERMLE(悍馬)C1200U，該設備的操（cāo）作係統是HEIDENHIN(海德漢)，其性能指標為：主軸（zhóu）最高轉速18000r/mm，快速移動30000mm/min，行程1200mm×1000mm×800mm，響應靈敏，適合高速加工。該零件以前曾選用其他加工中心設備進（jìn）行加工，但因為壁（bì）薄，筋厚度僅為2mm，型腔深，為27mm，為（wéi）防止零件變形，隻能選用小（xiǎo）規格刀具，較小的加工速度，並進行多次時效，加（jiā）工周期很長，所以此次加工選用了（le）適合（hé）高（gāo）速加工的數控設備。

　　(3)刀具的（de）選擇（zé）根據零（líng）件材料，選擇（zé）國產的鑲（xiāng）齒硬（yìng）質合金立銑刀，雙刃，大螺旋角，刃（rèn）前空間大，耐磨，成本（běn）低。經過實踐發現該刀具非常適合鋁材的高速加工。對具體的參（cān）數選擇，需要在實際切削中摸索，發現合適速度，當然還要參考廠家的資料（liào）。

　　3.加工中心精銑削過程

　　該型腔的（de）銑削加工分兩（liǎng）步進行，分別為底麵和側麵加工，先底麵，後側麵。數控程序（xù）的中心設在工件外圓圓心（xīn），安全高度（dù）在零件表（biǎo）麵上方50mm處。

　　(1)底（dǐ）麵加（jiā）工刀具規格：選用φ14mm的立銑刀。下刀方式：采用螺旋下刀，可以改善進刀時的（de）切削狀態，保持較高的進刀速度和較低的切削負荷。

　　走刀方式：選用Pocket—Parallel，Spiral，clean Cor-ners(平行環繞並清角)方式，從內到外，三個型腔分別加工，可以減少提刀，提升（shēng）銑削效率。

　　加工時按順銑方式，將底麵1.5mm的加工餘量分兩次完成，第一刀背吃（chī）刀量1.4mm，刀路重疊50%，轉速8000r/min，進給速度1400mm/min;精加工時，背吃刀量0.1mm，轉速升至12000r/min，進給不變（biàn），底麵的表麵質量非常（cháng）好（hǎo）。其刀路軌跡如圖（tú）3所示（shì），由裏向外逐步擴展，與外形相似，刀路平順、柔和，盡量減少（shǎo）劇（jù）烈變化，以免引起機床振動。注意：精（jīng）加工底麵時（shí），給側麵預留了3mm餘量，以免銑到側麵時吃刀量增大。

　　(2)側麵加工刀具規格：為防止（zhǐ）在拐角處走刀（dāo）路徑突然改變而（ér）導致衝擊力太大，所以高速加工時應盡量避免選用與拐角半徑一致的刀具，此次選用φ8mm的立銑刀(拐角為R5mm)。裝刀時，刀具盡可能縮短（duǎn）伸出（chū）長度，以保證高速（sù）加工時的刀具強度。進、退刀方式：以圓弧方式接近、離開工件，可以避免突然接觸工件時產生的接（jiē）刀（dāo）痕，保證零件的表麵質量。

　　走刀方式：選用Contour(外形（xíng）銑削)方式。加工時，按（àn）Z軸分層並以順銑（xǐ）的方（fāng）式進行，轉速10000r/min，進給速度（dù）1000mm/min，三個型腔同時逐層向下銑，每次背吃刀量為2mm。注意：不可一個型腔銑削後再銑削下一個型腔。因為，當第一（yī）個型腔加工完後，內部筋的壁厚（hòu）隻剩3.5mm，而加工下一個型腔時，內部筋的切削量將（jiāng）是1.5mm，這會導致局部支撐力變小，工件容易（yì）受切削力的影響而變形;若三個型腔同時逐層向下銑削時，筋的壁厚是5mm，相對（duì）而言支（zhī）撐力要大得多。加工的刀路軌跡如圖4所示。

　　加工操作完成後，選擇HEIDENHIN後置處理，生成NC程序，用網線傳到機床。

　　4.結束語

　　該零件采用此種方式加工，既保證了加（jiā）工質量（liàng），相對於傳統的數控加工而言，又使生（shēng）產周（zhōu）期縮短了一半，大大提高了生產效率，本文也可以為同行（háng）加工同類零件提供一（yī）些參（cān）考。