多空鉆模數(shù)控加工工藝的論述

【摘要】型面角度變化大的鉆模在數(shù)控加工時，一次加工完成有時候會增加加工難度，甚至不能實現(xiàn)。采用翻面二次加工的方法解決了這一難題，通過增加工藝補(bǔ)加部分做裝夾位置，實現(xiàn)裝夾方便、簡單。選用DST五軸數(shù)控銑床加工，54-Φ2.1分布密集的五軸孔加工完成。

【關(guān)鍵詞】鉆模；翻面二次加工；DST五軸數(shù)控銑床；工藝補(bǔ)加

一、工裝情況介紹

圖1為鉆模簡圖，主要由胎體、鉆模板兩部分組成。該套鉆模用于成型零件凸緣上54-Φ2.1孔和零件側(cè)壁上1-Φ5.6孔，該套工裝內(nèi)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型面角度變化大，需加工孔多，本文對1#胎體數(shù)控加工方法進(jìn)行分析。圖2為胎體結(jié)構(gòu)圖，胎體最大外形尺寸87×240×417mm，上型面分布54-Φ2.1垂直于型面的五軸孔，內(nèi)型面為與水平成不同角度的斜面，最大角度為109.539°的正角和76.461°的負(fù)角，工裝最薄邊緣處寬度僅為7.81mm，工裝材料為Q235-A.F。

二、問題描述

1、上型面邊緣窄，且分布一圈54-Φ2.1孔，工裝加工時無法裝夾。2、型面最窄處7.81mm，易變形。3、內(nèi)型面加工難度大，兩相對型面間距小最小為164.87mm，且角度變化大由109.539°—76.461°。4、54-Φ2.1孔分布密集且全部為垂直于型面的五軸孔，加工困難。

三、確定工藝方案

1、工藝分析。由于工裝型面有正負(fù)角度的變化，決定采用五軸數(shù)控銑鏜床加工，但由于工裝內(nèi)型斜面角度大，如一面為76.461°的負(fù)角度，且兩相對面間距小，如采用一次加工完成，則在加工過程中底部型面無法加工到且刀頭會傷到另一側(cè)型面，所以決定采用翻面二次加工的方法進(jìn)行加工。

2、擬定方案。方案一：兩次裝拆工具板，如圖2所示，先在A面一側(cè)裝工具板進(jìn)行第一次加工，之后拆下工具板，再在B面裝工具板進(jìn)行第二次加工。方案二：在工裝長方向兩側(cè)加工藝補(bǔ)加部分作裝夾位置，數(shù)控加工完畢由常規(guī)銑床銑去。兩套方案都可行，但第一套方案不僅費(fèi)時而且費(fèi)力，從經(jīng)濟(jì)價值和對加工效率考慮，第二套方案更具優(yōu)勢。

四、方案的實施

加工方案確定為采用翻面二次加工，增加工藝補(bǔ)加的方法進(jìn)行數(shù)控加工，與常規(guī)工藝溝通后確定，在下料時工裝長方向兩側(cè)增加80×100mm工藝補(bǔ)加部分。設(shè)備選定為DST五軸數(shù)控銑鏜床，表1為該設(shè)備的技術(shù)參數(shù)。

1、第一次加工。加工基準(zhǔn)孔選取工裝上型面上Φ8孔，基準(zhǔn)孔主要用于零件數(shù)模的設(shè)計、工裝數(shù)模設(shè)計、工裝程編、工裝零件找正及檢驗測量的基準(zhǔn)。這樣保證了設(shè)計、程編、加工找正、檢驗測量基準(zhǔn)的統(tǒng)一。工裝的裝夾位置確定為兩端增加的工藝補(bǔ)加，用壓板將其固定。以鉆模的一長方向邊拉直找正。第一次加工主要加工工裝內(nèi)型面，首先選用Zlevel加工方式進(jìn)行粗加工，考慮工裝單邊最小寬度7.081mm，采用小步距分層加工方式，以防止加工量大而產(chǎn)生工裝變形；之后選用 Zlevel加工方式分別進(jìn)行半精加工和精加工；最后選用Spot Drilling加工方式制側(cè)面Φ10五軸孔。至此第一次加工完畢，采用Full V idio命令進(jìn)行實體加工模擬，并將最終模擬狀態(tài)保存作為第二次加工的毛料狀態(tài)。將工裝裝夾部分拆下，翻面再裝夾進(jìn)行第二次加工。

2、第二次加工。為保證加工基準(zhǔn)一致，二次加工坐標(biāo)系的建立要遵循以下原則：坐標(biāo)系原點(diǎn)與第一次加工坐標(biāo)原點(diǎn)相同，基準(zhǔn)面與一次加工基準(zhǔn)面一致。首先選用Rough加工方式對工裝上型面進(jìn)行粗加工，選用Zlevel加工方式對內(nèi)型面進(jìn)行粗加工；其次選用Contour-driven對上表面分別進(jìn)行半精加工和精加工，選用Zlevel加工方式對內(nèi)型面分別進(jìn)行半精加工和精加工；之后選用Zlevel加工方式對內(nèi)型面加工不到位的拐角處進(jìn)行五軸清角處理；最后選用Spot Drilling加工方式加工上型面54-Φ2.1五軸孔，加工刀具選擇和參數(shù)設(shè)定見表2。

3、測量。數(shù)控加工完成后各型面及孔的精度，采用三坐標(biāo)測量機(jī)檢測，并對測量結(jié)果進(jìn)行記錄。測量基準(zhǔn)采用數(shù)控加工基準(zhǔn)，以此保證數(shù)控加工基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)一致。經(jīng)測量，全部孔位公差在要求公差范圍內(nèi)，如附表3所示測量記錄。

五、論述

以上多空鉆模數(shù)控加工工藝的論述是對30套類似工裝加工方法總結(jié)得出的，采用翻面二次加工，通過增加工藝補(bǔ)加做裝夾位置，以一長方向邊拉直找正，采用小步距分層加工方式防止工裝變形的方法進(jìn)行加工，加工后的型面及孔采用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行檢測。

六、結(jié)束語

采用翻面二次加工的方法，工裝數(shù)控加工型面精度達(dá)到公差要求±0.1mm，表面粗糙度達(dá)到，54-Φ2.1孔位達(dá)到公差精度±0.05mm.次加工方法加工方便，生產(chǎn)效率高，加工效果好，完全保證了型面及孔的加工精度要求，同時對解決類似工裝的加工問題提供了便利的參考。

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作者簡介

王佳寧，中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司技術(shù)裝備中心模具單元工藝室副主任，工程師.