零件整體機加工一次成形工藝技術(shù)應用

■ 河南平原光電有限公司梁兵技能大師工作室 （焦作 454001）

劉紅德 梁 兵 劉聰俐

1. 零件結(jié)構(gòu)

隨著數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應用，零件結(jié)構(gòu)復雜程度不斷提高，有些零件加工中，定位、裝夾非常困難，不適合多次定位、裝夾。整體機加工一次成形技術(shù)是在臥式或立臥轉(zhuǎn)換加工中心機床上，按角度旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)工作臺，對零件所有面、孔等整體一次加工成形，滿足圖樣所有形位公差要求后，再分層掏銑零件與工藝柄相連部分，使工藝柄與工件分離。如圖1所示，零件材料是鋁合金2A12―T4型材，外圓φ32mm、K基面與孔φ30mm、M基面關(guān)聯(lián)形位精度要求較高。若兩次定位裝夾，則定位誤差較大，并且裝夾困難。采用不卸零件一次加工成形技術(shù)，零件加工后形位精度得到了很好保證。

2. 加工原理

充分利用數(shù)控加工中心多角度、全方位加工優(yōu)勢，利用硬質(zhì)合金銑刀高速、小進給加工零件變形小的特點，利用型材零件的外形殘留部分作為定位、壓緊工藝柄，利用U G軟件自動編程功能，保證整體加工零件一致性、各面銜接吻合性好。

3. 工藝方案

（1）如圖2所示，零件單邊留量0.5mm，粗加工各面、孔，型材外形殘留部分預留成工藝安裝柄，在工藝柄處鉆螺釘過孔3×φ6.5mm，沉孔3×φ11mm，深6mm，鉆鏜孔2×φ4mm（定位銷孔）。零件穩(wěn)定化處理（消除內(nèi)應力）后，研磨E 基準大面，保證平面度0.008mm。

圖1 支架簡圖

圖2 半精加工支架簡圖

圖3 專用彎板夾具圖

（2）如圖3 所示，設(shè)計制作專用彎板，選用調(diào)質(zhì)鋼40C r材料，磨削保證安裝面平面度0.006mm，鉆攻3×M6-6H螺紋，點鉆鉸孔2×φ 3 m m（定位銷孔），鉆孔2×φ13mm彎板固定過孔，銑削讓位扁孔（為精加工圖1零件K面、φ32mm孔時，棒銑刀具可以探入扁孔內(nèi)加工）。

（3）如圖4所示，采用一面兩銷定位原則，將圖3專用彎板安裝在臥式加工中心工作轉(zhuǎn)臺靠近中心位置，架表驗證F面與工作臺面垂直，螺栓緊固彎板。以圖2研磨E面、2×φ4mm孔定位，按圖1精加工零件各面，精銑外圓φ32mm及K基面，精銑M基面及背面，精鏜孔φ 30mm等，保證尺寸及形位精度。

圖4 零件精加工裝夾示意圖

（4）零件加工結(jié)束前，數(shù)控程序執(zhí)行暫停指令（M00）， 在零件掉落的正下部放置硬質(zhì)海綿墊（ 外形約20mm×300mm×300mm），繼續(xù)加工。根據(jù)圖1，用φ 6mm硬質(zhì)合金銑刀探入專用彎板夾具扁孔內(nèi)，按每層銑深0.1mm，分層銑削零件外輪廓R49mm、86mm與殘留工藝柄連接處，使工件與工藝柄脫離，零件掉落在預先放置的硬質(zhì)海綿墊上（避免零件磕碰變形），零件R49mm周邊殘留飛邊由鉗工清理干凈。

4. 實施效果

自主創(chuàng)新對支架零件采用整體機加工一次成形工藝技術(shù)，圖1所示支架零件批量生產(chǎn)時，經(jīng)三坐標檢測，形位精度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：K基面平面度≤0.012mm，M基面平面度≤0.01mm，M背面平行度≤0.015mm，φ30mm對M基面垂直度≤0.013mm，φ32mm對K基面垂直度≤0.015m m，φ 30m m與φ 32m m軸線相交度≤0.014mm。批量生產(chǎn)中零件形位精度穩(wěn)定，生產(chǎn)效率大幅提高。

5. 應用及拓展范圍

零件整體機加工一次成形工藝技術(shù)不僅可以在臥式加工中心中使用，也可以在立式、立臥轉(zhuǎn)換加工中心中得到應用。如圖5所示零件可以在五軸加工中心上用長方體鋁合金型材整體一次加工成形，分層銑去工藝柄；如圖6所示零件可以在三軸加工中心上用長方體鋁合金型材，倒壓板加工，左、右支座同時整體一次加工成形，分層銑削去殘留工藝臺。

圖5 轉(zhuǎn)換基座圖

圖6 左、右支座圖

6. 結(jié)語

零件整體機加工一次成形工藝技術(shù)主要應用于定位、裝夾較為困難的零件加工，可以合并加工工序，提高工作效率，保證形位精度；可用于對稱結(jié)構(gòu)零件成對套裁加工，減少裝夾次數(shù)，節(jié)約工裝制作費用；適用于高速小進給逐層掃描加工，加工時切削力小、切削熱少，零件不易產(chǎn)生應力變形，這一加工理念正在我公司逐步推廣。