機(jī)械加工與電加工在異形件零件加工中的應(yīng)用

楊緒軍 李小兵

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)在了人們的生活中，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式已經(jīng)無法滿足不斷提高的零件加工需求。在當(dāng)前的零件加工過程中，不但要保證零件的加工質(zhì)量，還要充分考慮加工時間和成本等問題，為了解決上述問題，很多零件生產(chǎn)加工企業(yè)將機(jī)械加工和電加工結(jié)合起來，有效的提高了零件加工的效率和質(zhì)量，同時還節(jié)約了零件的加工成本。本文主要對機(jī)械加工和電加工在異性零件加工中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】異形零件加工；機(jī)械加工；電加工

隨著機(jī)械設(shè)計和制造行業(yè)的不斷發(fā)展，各種具有特殊用途的異形零件也逐漸增多，異形件零件通常形狀不規(guī)則，壁厚比較薄，剛性比較差，在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過程中跟普通零件存在較大的差別，經(jīng)常會由于切削力而發(fā)生變形，從而無法達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。電加工主要是利用電腐蝕原理對零件進(jìn)行切割加工，過程中不會產(chǎn)生太大的切削力，因此零件基本上不會出現(xiàn)變形現(xiàn)象。為了保證零件加工的質(zhì)量，實現(xiàn)圖紙中的設(shè)計要求，可以將機(jī)械加工和電加工結(jié)合起來對零件進(jìn)行加工，根據(jù)不同零件的尺寸、熱處理技術(shù)，選擇相應(yīng)的工藝路線和變形控制方案，尤其是軍品生產(chǎn)過程中的異形件零件加工，更需要采用機(jī)械加工和電加工結(jié)合的方式。

1、傳統(tǒng)的機(jī)械加工

異形零件是由于各種機(jī)械設(shè)備中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途而設(shè)計及制造出來的，不同的異形零件往往在結(jié)構(gòu)上、材質(zhì)上和技術(shù)要求上等方面都有差異，所以其機(jī)械加工的工藝性變得復(fù)雜，給加工帶來了各種技術(shù)上棘手的問題。傳統(tǒng)的機(jī)械加工主要依靠車、鉗、铇、銑、磨、鏜等，以鉗工為核心，由于不同加工人員個人能力的局限性，以及過多人為因素的影響，使得生產(chǎn)水平、效率以及可靠性受到限制，直接影響了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。同時，管理上也存在一定難度，人力要求多成為了一項重要難題[1]。

隨著機(jī)床設(shè)備和加工刀具的快速發(fā)展，切削加工在整個制造業(yè)中扮演越來越重要的角色，但同時也出現(xiàn)了一些問題：比如對硬質(zhì)材料的加工必須要經(jīng)過熱處理工藝，但是熱處理工藝又伴隨著相應(yīng)的零件變形和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，后續(xù)必須要進(jìn)行處理，較為麻煩。另外，對于復(fù)雜零件，異形零件，超薄零件等負(fù)面的加工也有很大的局限性，因此加工也比較麻煩[2]。薄壁異形零件銑削加工中的變形因素主要包括以下幾個方面：（1）工件壁厚較薄，剛性較差。在夾緊力或壓緊力作用下變形。（2）工件熱變形。銑刀在切削時底齒和側(cè)刃都會接觸工件，摩擦升溫引起零件熱變形。（3）振動變形。在銑刀切削力作用下，特別是徑向切削力作用下容易產(chǎn)生振動變形。（4）去除材料后零件變形。零件在毛坯狀態(tài)下，去除部分余量后零件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致零件變形[3]。

2、電加工原理

電加工是利用電極與工件之間的放電腐蝕效應(yīng)的一種加工方式，一般采用高頻脈沖回路進(jìn)行放電。與傳統(tǒng)加工相比，其顯著特點(diǎn)有：加工精度高，能克服傳統(tǒng)加工對高硬度材料加工的缺點(diǎn)，“以柔克剛”，此外還能顯著提高加工效率，得到較好的表面質(zhì)量。

電加工主要適用于加工傳統(tǒng)機(jī)械切削加工難以加工或無法加工的材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等。因為材料的去除是靠放電熱蝕作用實現(xiàn)的，可加工特殊及復(fù)雜的零件。由于在加工過程中不受切削力，工件與工具間宏觀作用力很小，所以便于加工各種型孔、立體曲面、小孔、深孔、窄縫零件，而不受工件和工具剛度的限制。電加工可改變機(jī)械零件的加工工藝路線，由于加工時不受材料硬度、脆性等的影響，所以在淬火后進(jìn)行加工，從而避免淬火過程中產(chǎn)生的熱處理變形。加工過程中脈沖電源的參數(shù)隨時可以調(diào)節(jié)，所以加工過程中，只需調(diào)整電參數(shù)即可切換粗、半精、精、超精加工；線切割加工可用于貴重金屬下料、窄縫切割、細(xì)微異形孔切割、上下異形切割等[4]。

3、零件加工實例分析

實例講述一下該零件的加工方法，通過分析零件結(jié)構(gòu)，此零件用普通機(jī)械加工無法達(dá)到側(cè)面形狀和尺寸要求，另外該零件同時屬于異性件零件，并且薄厚只有4.5mm。普通的機(jī)械加工很難加工出來，并且成本極高。綜合分析該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝，此零件需用到普通機(jī)械加工、數(shù)控加工和電加工三者有機(jī)結(jié)合。

（1）機(jī)械加工，在數(shù)控銑削過程中完全可以把單個零件銑削加工出來，但是成本比較高，用材也非常浪費(fèi)，此時應(yīng)考慮把機(jī)械加工和電加工相互結(jié)合起來加工制造此零件。因此可以考慮首先進(jìn)行機(jī)械加工，首先下料外圓大于151（留出加工余量單邊3mm），再次以車為主，在普通車床上進(jìn)行加工，對零件外形151和長度尺寸（留出數(shù)控銑削加工的夾位）進(jìn)行控制；

（2）數(shù)控銑削加工，在已經(jīng)加工的圓柱周圍銑削出導(dǎo)程2690的右旋螺旋，以及外形尺寸，并且對零件上的孔的位置進(jìn)行鉆點(diǎn)，一共可以加工出26件產(chǎn)品。

（3）電加工，把半成品零件從圓柱上切割下來，利用線切割原理，夾持工件校正垂直度和平行度后，編制切割142的圓程序進(jìn)行切割，得到多個半成品零件。從外圓位置上進(jìn)行切割，控制走絲速度和切屑量，防止外圓發(fā)生變形；

（4）最后進(jìn)行鉗工鉆孔即可。由上分析可見，機(jī)械加工與電加工在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用，優(yōu)勢不言而喻。原材料得到了有效利用，零件的精度得到了控制，生產(chǎn)的速度和質(zhì)量得到了保障。雖然電加工在制作中起到了重要作用，但機(jī)械切削加工并不能被它所替代，工藝人員應(yīng)根據(jù)不同的情況，合理安排應(yīng)用這些方法，設(shè)計出切合實際的工藝規(guī)程。

結(jié)語：

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械加工已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)制造的需求，零件的加工精度和設(shè)計要求越來越高，只依靠機(jī)械加工無法實現(xiàn)零件的高精度，尤其是對于異形零件這種復(fù)雜零件，加工過程比較復(fù)雜，需要先進(jìn)的設(shè)備和加工方法才能實現(xiàn)圖紙的設(shè)計要求，但由于高端機(jī)械設(shè)備比較昂貴，生產(chǎn)成本比較高，因此我們可以通過將機(jī)械加工和電加工方法結(jié)合起來，來不斷提高零件的加工質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁保然.復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件數(shù)控加工技術(shù)分析[J].河南科技，2016，（24）：78-80.

[2]楊嵩，史昊天，龔志剛.不規(guī)則異形零件的加工工藝研究[J].現(xiàn)代制造工程，2014，（05）：85-88.

[3]王立超，張磊，張海軍，王欣，陳劍.異形零件加工工藝及變形控制方案[J].金屬加工（冷加工），2014，（10）：35-36.

[4]劉東曉，張成立，崔震宇，董曉，姚國兵，宋江琛，古華.復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件數(shù)控加工技術(shù)初探[J].電光與控制，2011，（09）：91-93+97.

（作者單位：貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司）