某型产品翼片的数控加工

邹飞

摘 要：分析了某型号翼片零件的数控加工，介绍了保证零件加工质量、快速装夹、可靠定位以及高效加工的途径，并针对数控加工中异形零件的装夹，加工高精度角度斜孔的难点，提出了有效的解决方案，为高效数控加工总结了有益的方法。

关键词：异形零件;角度斜孔;数控加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.025

0 引言

环翼组合是某型号风标部件中的重要组件，结构复杂，精度要求高，由圆筒、翼片和环翼三种零件通过48个铆钉铆接而成。翼片零件是该组件的重要连接件，采用铝型材加工而成，具有重量轻、结构紧凑的特点，它的内圆弧端与圆筒，外圆弧端与环翼，通过翼片上的两组四个向心角度孔，圆周六片为一组与之铆接而成。

1 零件分析

1.1 零件简介

翼片零件的材料为铝型材，剖切面为工字结构，型材毛坯图如图1所示：

翼片零件的外形由线切割、车工加工而成，内圆弧R45mm与R86mm外圆弧中面通过筋板相连，在内圆弧R45mm型面上有两组mm孔， 向心角12°±3，孔距28±0.02mm，在外圆弧mm型面上同样有两组mm孔，向心角6.5°±3′，孔距35±0.02mm，向心角度和尺寸一致性直接影响最后的装配质量。其零件图尺寸要求如图2所示：

1.2 零件数控工序加工难点

数控铣加工两组四个向心角度孔的工序图如图3所示。

数控铣加工该道工序的难点主要体现在以下方面：

（1）零件结构特殊，装夹不方便;（2）翼片零件年加工量在6000件左右，数量大，提高装卸零件的效率是保证生产任务正常进行的关键;（3）零件精度要求高，尤其是内圆弧R45mm型面上的孔是斜孔，中间有筋板，钻头夹持过长，刚性降低，加工后尺寸一致性不好，精度不易保证。

2 解决措施

2.1 改进工装提高装卸零件的效率

原工装利用中心筋板压紧，但工装复杂，工位少，一次只能装夹两件零件，效率低，操作不便，在零件批量大的情况下，无法达到快速准确装卸零件的要求。为提高装夹效率，对原工装进行了改进，改进后的工装如图4所示：

2.1.1 工装原理

以零件R45mm圆弧面作为定位面，限制零件沿X和Y方向的移動以及沿X轴的转动，φ3mm的定位销限制零件沿Z和Y方向的转动，φ90mm圆柱体台阶面限制零件沿Z方向的移动。

为实现多工位加工，利用φ3mm的定位销在φ90mm圆柱体上角向均布分隔六个工位，在φ175mm的圆柱上铣出六个定位槽;为减少由于零件变形引起的影响，以 圆弧面的宽度方向辅助定位，过定位方法的使用保证了刚性较差结构的稳定性。

2.1.2 工装使用

工装使用时，在工装φ90mm的圆柱面两个工位中间设一组压紧机构，利用两个φ3mm的导向销和弹簧完成压板稳妥可靠的压紧零件和快速回退。压紧机构简图如图5所示：

在工装φ175mm圆柱上铣出六个圆槽，装上六个辅助压板，偏心距1.5mm，保证拧上半圆，压紧，松开，起到辅助压紧作用，并能快速方便地操作，这样可在定位可靠的基础上完成六件零件的快速装夹，工装在0°位置铣有定位平面，作为工装角向找正基准，中心有定位台，保证工装中心与机床台心重合。

2.1.3 使用效果

零件长度尺寸基准是零件左端面，工装设计考虑到快速装夹零件，方便操作，故定位基准采用65mm尺寸面右端面，在加工程序编写中使用基准偏移到零件左端面，便于程序编制和精度控制。工装定位准确，加工基准的选择符合基准统一的原则，通过简单可行的操作提高了加工精度和尺寸一致性，缩短了加工时间。

2.2 刀具的选择

2.2.1 改制刀具保证加工精度

因零件外形不规则，内圆弧R45mm的两组四个向心孔与加工平面形成夹角，中间有筋板，刀具伸出长度在35mm左右，φ3.1mm的钻头伸出过长，刚性降低，采用传统的中心钻和钻头不能保证零件尺寸精度和位置精度，又因零件特殊的结构，镗刀无法加工。根据加工材料的特性、加工零件的结构和零件的数量来选择适合的刀具，并选择合理的刀具几何参数和切削参数尤为重要，也因此对刀具提出了更高的要求。

针对上述问题，为保证批量加工尺寸精度，采用φ4的加长球头刀改制两把刀具：针对上述问题，为保证批量加工尺寸精度，采用φ4的加长球头刀改制两把刀具：

（1）1T1刀φ2.8mm、顶角90°。作用：中心钻兼底孔钻。

（2）2T2 成型刀，φ3.12mm。

2.2.2 使用效果

φ4mm的加长球头刀刀柄部直径为φ6mm，刚性好，切削速度快，双刃切削，稳定，排削好。零件加工一致性非常好，达到了用最少的刀具完成高精度斜孔加工的目的。

3 结束语

通过对工装的改进，充分发挥了数控机床高效的特点，并通过方便地装夹工件，减少了多工位的装夹时间，工人劳动强度大大降低，而改制刀具的使用则保证了在大批量零件加工中同时减少刀具损耗和保证零件精度，为大批量生产提供了可靠的保证。

参考文献：

[1]机械加工工艺手册[M].第3卷.机械工业出版社，1996.

[2]机械加工工艺装备设计手册[M].机械工业出版社，1998.