加工中心方孔加工方案

陳天進(jìn)

貴州航天南海科技有限責(zé)任公司 貴州遵義 563000

1 序言

圖1為某型號(hào)三通產(chǎn)品，應(yīng)用于航天領(lǐng)域，由3塊法蘭盤和1個(gè)主體焊接而成，法蘭盤中間有3個(gè)相通的方孔。該產(chǎn)品材料為2A12-T4鋁合金，硬度較低，塑韌性較好，在加工過程中易產(chǎn)生應(yīng)力變形和熱變形。焊接完以后要將中間部分加工成方孔，并保證3個(gè)方孔交接處沒有臺(tái)階。

圖1 三通

2 三通結(jié)構(gòu)及加工精度要求

圖2為三通結(jié)構(gòu)尺寸及加工精度要求。各方孔的尺寸公差都只有0.03mm，沉臺(tái)的尺寸公差為0.2mm，各個(gè)方孔角不能有臺(tái)階或者接刀痕。若要保證該產(chǎn)品的加工精度，3個(gè)方孔必須一次性加工出來。

圖2 三通結(jié)構(gòu)尺寸及加工精度要求

3 傳統(tǒng)加工方法及存在的問題

針對方孔的加工，傳統(tǒng)加工方法一般是在加工中心上分層銑削。即先用大直徑銑刀清除大部分余量，再用小直徑銑刀進(jìn)行清根，將方孔四角加工到R1.5～R3.0mm，然后采用特種設(shè)備（電火花）加工成方孔，或者由鉗工修銼成直角。特種設(shè)備的加工成本較高，鉗工修銼的產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生接刀痕，質(zhì)量不易保證。

4 方孔加工的解決方案

針對傳統(tǒng)加工方法存在的加工成本高、產(chǎn)品加工質(zhì)量難以保證等問題，通過不斷的探索和研究，將插銑方法應(yīng)用到加工中心上[1]，將方孔一次加工成形[2]。具體解決方案如下。

1）自行設(shè)計(jì)插銑方孔所使用的插刀[3]（見圖3），同時(shí)進(jìn)行方孔相鄰兩面的插銑切削，沿方孔對角線精準(zhǔn)進(jìn)刀，不會(huì)產(chǎn)生接刀痕跡。經(jīng)過調(diào)試，試切穩(wěn)定后，應(yīng)用到產(chǎn)品上。

圖3 插刀

2）將裝好的刀具拉表校平，檢測刀具的穩(wěn)定性和可靠性。該刀具1次校平可以加工方孔的4個(gè)角，插刀的校正如圖4所示。

圖4 插刀的校正

3）進(jìn)行試加工。先用大直徑銑刀去除余量，然后用小直徑刀具將方孔的直角處加工到R3mm，最后按照插床的加工原理，將主軸定位鎖緊后僅做上下垂直進(jìn)給，快速清除方孔四角的殘留圓弧，加工成直角。方孔的加工如圖5所示。

圖5 方孔的加工

5 加工效果驗(yàn)證

產(chǎn)品插銑加工效果如圖6所示。經(jīng)檢測，產(chǎn)品精度符合圖樣要求[4]，產(chǎn)品合格率達(dá)99%以上。

圖6 產(chǎn)品插銑加工效果

6 結(jié)束語

在加工中心上采用插銑的方式加工方孔，比在特種設(shè)備（電火花機(jī)床）上加工的成本降低了35%以上，可一次性加工成形，加工效率提高45%。產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大的提升，達(dá)到了降本增效的效果，是一種經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證的可行的加工方案。