一種航空類零件的車銑復(fù)合加工

（天津市職業(yè)技能公共實(shí)訓(xùn)中心，天津 300350）

0 引言

對于復(fù)雜精密、需要多軸加工的零件，用普通三軸或四軸的機(jī)床較難一次性加工完成，而且涉及到轉(zhuǎn)工序、換工裝，這些均不利于尺寸的掌控。通過對比工藝分析，采用多軸復(fù)合類機(jī)床，譬如本文提到的萬能車銑復(fù)合中心，利用機(jī)床多軸復(fù)合加工的特點(diǎn)及機(jī)床本身精度高的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到工序集中的目的，從而保證了尺寸的穩(wěn)定性，同時減少了加工時間，提高了加工效率。

1 零件分析

圖1 零件三維圖

如圖1所示，這是一類尺寸精小、形狀略復(fù)雜、需多軸復(fù)合加工的零件。這種零件實(shí)用于航空航天類器械。零件的毛坯材料為6063T5鋁，抗拉強(qiáng)度不小于205MPa，伸長應(yīng)力不小于170MPa，伸長率不小于7%。

從圖2可以看出該零件加工部位尺寸多而細(xì)小，需要多軸復(fù)合加工類的機(jī)床，用普通三軸或四軸機(jī)床較難一次性加工完成。加工刀具種類多、數(shù)量多，至少需要10把不同型號的車、銑刀具。加工精度要求偏高，譬如尺寸：150°±6′、34.80+0.1、5.4±0.1。從加工工藝編排上造成一些難度。經(jīng)過實(shí)際操作，以下介紹兩種不同工藝路線的加工過程。

圖2 零件部分尺寸圖

2 使用車削中心、立式銑床設(shè)備加工工藝分析

2.1 工序1：用車削中心設(shè)備加工

用機(jī)床三爪卡盤將φ65的毛坯棒料夾緊，根據(jù)圖紙，探出長度設(shè)為40mm。用外圓車刀平端面，扒外圓、倒圓角；根據(jù)圖紙設(shè)置C軸分度，粗銑外輪廓；锪所有φ6孔；加工所有φ3.6孔；粗銑內(nèi)輪廓；加工所有5.3×2.6（開口）鍵槽；加工φ10.1、φ5（90°）沉頭孔；精加工外輪廓、內(nèi)輪廓；銑臺階；切斷。

2.2 工序2：用立式銑床設(shè)備加工

將一序半成品工件去毛刺后放入二序工裝（如圖3所示）中，刷平面；銑槽10.2mm×10.2mm；倒角。

圖3 二序加工工裝

圖4 上料實(shí)景圖

3 萬能車銑復(fù)合中心加工工藝分析

用萬能車銑復(fù)合中心設(shè)備一次性加工。

用機(jī)床主軸三爪卡盤將毛坯棒料夾緊（如圖4所示），根據(jù)圖紙，探出長度設(shè)為40mm。用55度外圓車刀平端面，扒外圓、倒圓角，保證外圓、倒圓尺寸；用φ10銑刀根據(jù)分度，粗銑外輪廓；用φ6銑刀锪孔，加工出所有φ6孔；用φ3.6鉆頭加工出所有φ3.6孔；用D8R1.5牛鼻子銑刀粗銑內(nèi)輪廓；用φ2變徑銑刀加工所有5.3×2.6（開口）鍵槽；用φ5C45鉆頭加工φ10.1、φ5（90°）沉頭孔；用φ10銑刀精加工外輪廓；用D6R1.5銑刀精加工內(nèi)輪廓；用D6銑刀銑臺階；用3mm切刀切斷（切斷之前先用冷卻液沖洗副主軸工裝如圖5所示）；在切斷的同時，副主軸已夾緊工件已完成部分，并且與主軸同步旋轉(zhuǎn)（如圖6所示）；切斷后主軸停止轉(zhuǎn)動，工件隨副主軸回到零點(diǎn)位置；用55°外圓車刀平端面；用φ8mm銑刀銑槽10.2mm×10.2mm；用90°D8倒角刀倒角。加工成品如圖7所示。

圖5 副主軸工裝

圖6 副主軸與主軸同步旋轉(zhuǎn)

圖7 成品實(shí)物圖

4 兩種工藝對比分析

采用車削中心及立式銑床加工產(chǎn)品，首先機(jī)床本身的加工精度不夠高，并且二次裝夾工件也造成了精度不易保證。其次，二序立式銑床的工裝是利用液壓虎鉗夾緊聚四氟乙烯材質(zhì)的工件模型，聚四氟乙烯具有冷流性，材料在長時間連續(xù)受液壓虎鉗載荷作用下會發(fā)生塑性變形，這會產(chǎn)生工件的裝夾誤差，5.4±0.1、6×2.7這些尺寸不易保證。

圖8 萬能車銑復(fù)合中心

采用萬能車銑復(fù)合中心加工產(chǎn)品，機(jī)床型號為CTX beta 1250 TC（如圖8所示）。首先，這種車銑復(fù)合機(jī)床配備了高端設(shè)置：五軸聯(lián)動加工；尾座可配合副主軸加工；帶通孔的三爪卡盤；工作溫度控制系統(tǒng)；XYZ軸帶有光柵尺；強(qiáng)力的車銑主軸為扭矩電機(jī)，B軸可擺動；XY軸為直線電機(jī)，Z軸具有最佳動力和精度；24刀位盤式刀庫兼容等等。設(shè)備本身的加工精度得到了保證，滿足產(chǎn)品的加工要求。其次，該機(jī)床滿足零件加工的工序集中要求，進(jìn)一步提高了加工精度，降低了加工時間，高效完成了生產(chǎn)任務(wù)。

5 結(jié)論

萬能車銑復(fù)合中心設(shè)備實(shí)現(xiàn)工序集中、提供更高精度，更適合于加工復(fù)雜精密、需多軸加工類零件。