探究臺階孔的數(shù)控加工

□ 趙章民 □ 徐紅彥

中航飛機(jī)股份有限公司長沙起落架分公司 陜西漢中 723200

1 問題描述

55-2121002-00下側(cè)撐桿是A340/A330飛機(jī)上的一項(xiàng)關(guān)鍵重要件，零件材料為300M，總長近1.5 m，熱處理后零件硬度為53～55 HRC，在立式加工中心上對φ89.05、R0.76及45°倒角的加工是難點(diǎn)，如圖1所示，而且在對φ89.05孔的加工過程中存在斷續(xù)切削，零件表面粗糙度要求較高，為Ra1.6 μm。

2 解決思路分析

2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析

圖2為零件的整體結(jié)構(gòu)，兩孔中心距為1 388 mm。通過局部視圖1可看出：下方φ86.95孔與φ89.05孔的連接是靠45°倒角和R0.76圓滑過渡。耳片兩側(cè)的φ86.95孔小于需要加工的φ89.05孔，給刀具和進(jìn)刀方式的選擇帶來了難度。

2.2 設(shè)備的選擇

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)分析，最理想的加工方案是從φ86.95（1）號孔進(jìn)刀，采用帶平旋盤的臥式加工中心加工，但由于本單位加工設(shè)備受限，只能在2軸半立式加工設(shè)備上想辦法解決。

▲圖1 局部視圖及局部放大圖

▲圖2 零件結(jié)構(gòu)圖

▲圖3 刀具系列

▲圖4 進(jìn)退刀軌跡

2.3 加工方案分析

由于設(shè)備受限，只能采用刀具從φ86.95（2）號孔進(jìn)刀方式，用精鏜刀一次加工到位，確保圖2所示位置度φ0.02 mm的要求。φ89.05孔采用先粗銑再精鏜，而兩孔之間的過渡45°倒角和R0.76，要利用刀具的成型刀片來保證。由于后加工的φ89.05孔大于進(jìn)刀φ86.95（2）號孔，為防止在鏜刀進(jìn)、退刀時(shí)對 φ86.95（2）號孔壁的拉傷，必須巧用M19功能使鏜刀刀尖在規(guī)定的位置、方向定向停止。

2.4 刀具的選擇

φ89.05孔的加工，先采用φ63R0.8方肩銑刀切除孔余量，再用刀片R0.8精鏜刀加工孔，保證Ra1.6 μm的表面粗糙度，最后用45°且尖角為R0.8的成型倒角刀加工到位，所用刀具系列如圖3所示。

3 解決途徑

3.1 確定鏜φ89.05孔的鏜削軌跡

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征，分析了臺階孔的加工方案并確定了刀具，對于φ89.05最終孔加工，采用鏜刀鏜削保證，鏜削刀具軌跡如圖4所示。進(jìn)刀時(shí)刀尖偏離孔φ86.95的中心2 mm，將鏜刀運(yùn)動到內(nèi)檔中心處，然后將刀具移動到φ89.05孔中心處，進(jìn)行φ89.05孔的鏜削和根部R0.76的加工，加工完畢將鏜刀抬起移至內(nèi)檔處，再偏移中心2 mm進(jìn)行退刀。φ89.05鏜孔程序?yàn)椋?/p>

表1 刀具及切削參數(shù)

%

(Z021039A--TK-ф89.05)

G40G69G80

G90

M19//主軸定角度

G00G90G54X0.0Y2.0//Y軸偏置2 mm（防止刀尖劃傷孔壁）Z200.0

Z5.0//加工平面抬5 mm

M03S120

G76X0.0Y0.0Z-52.4 R3.Q0.1F50//鏜削加工M05//主軸停轉(zhuǎn)

M19//主軸定角度

G01X0.Y2.0//Y軸偏置2 mm（防止刀尖劃傷孔壁）

G01Z150.0//Z軸抬高

G00G28G91Z0.0//Z軸回零G90

G80

M05

M02

%

筆者利用了M19（主軸定角度）指令，在此需要注意的是，對于不同的機(jī)床，由于機(jī)床參數(shù)的不同，主軸定角度后偏置的坐標(biāo)軸是不一樣的（有的是X軸,有的是Y軸），運(yùn)行該程序前一定要對機(jī)床的偏置方向弄清楚。同時(shí)要注意鏜頭刀桿的外徑尺寸，入口孔的半徑尺寸減去鏜頭刀桿的半徑尺寸，差值為鏜刀能偏置的最大值。

3.2 加工參數(shù)的確定

最初零件在加工過程中由于斷續(xù)切削，導(dǎo)致加工中振刀現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響零件的表面粗糙度，滿足不了圖紙的要求。后通過現(xiàn)場的多次試切削和參數(shù)的實(shí)驗(yàn)調(diào)整，最終確定了合理的銑刀、鏜刀的切削加工參數(shù)，解決了振刀問題，保證了零件的表面質(zhì)量。切削加工參數(shù)見表1。

4 總結(jié)

在數(shù)控設(shè)備受限的前提下，結(jié)合零件的加工特征，探索工藝方案以及工藝實(shí)驗(yàn)，選擇合適的加工刀具，將刀具和FANUC數(shù)控系統(tǒng)的M19功能結(jié)合應(yīng)用，確定合理的加工參數(shù)，解決了臺階孔的加工問題，最大限度地提高產(chǎn)品加工效率，降低加工成本。