數(shù)控工藝與編程技術(shù)在航空零件加工中的應(yīng)用思考

馬玉良

摘 要 隨著現(xiàn)代航空制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為航空制造的重要技術(shù)，航空零件的設(shè)計(jì)正在向著整體化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變也給數(shù)控工藝和編程技術(shù)提出了更高的要求。本文在工藝流程和夾具設(shè)計(jì)及數(shù)控編程等多個(gè)方面進(jìn)行了研究，從而總結(jié)出航空零件加工流程與形式，希望為數(shù)控加工提供一定幫助。

關(guān)鍵詞 數(shù)控工藝；編程技術(shù)；零件加工

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0096-02

航空零件制造和普通機(jī)零件存在差異，充分考慮航空零件需要承受相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力，而為了能夠降低出現(xiàn)碎裂的可能性，必須提高零件的可靠性與安全性，很多航空零件都利用整塊毛坯進(jìn)行加工制造零件。另外，許多航空零件的形狀比較特殊，在一定程度上增大了加工制造的難度，同時(shí)消費(fèi)的工時(shí)也比較多。對(duì)此，為了能夠提升航空零件的制造效率與質(zhì)量，必須在加工工藝與專用夾具方面進(jìn)行深入研究。

1 專用夾具、刀具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工工藝分析

1.1 航空零件夾具、刀具的設(shè)計(jì)

航空零件是批量生產(chǎn)，必須充分考慮其外形特征，然后決定零件在加工時(shí)選取的專用夾具。因?yàn)榧庸さ拿魇钦骟w，所以在前序加工過程中要選取平口鉗作為夾具，同時(shí)安裝輔助定位元件，這樣能夠確保航空零件的制造質(zhì)量與加工效率。而在加工毛坯下部分的外形與側(cè)面的兩個(gè)方形槽過程中，必須利用專用夾具完成半成品工件的定位與加緊[1]。在對(duì)航空工件有關(guān)加工內(nèi)容與要求分析的前提下，充分結(jié)合夾具的設(shè)計(jì)有關(guān)知識(shí)，從而明確利用一面兩銷的定位決策進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，同時(shí)利用定位誤差的分析與計(jì)算，保證專用夾具設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，這樣不僅能夠提高加工精度，還可以提升工作效率。依據(jù)有關(guān)資料，在利用加工下半部分外形夾具過程中一定要在工件下方加強(qiáng)可以升降的輔助支撐，從而提升工件的切削剛度與獲取相對(duì)良好的切削質(zhì)量。在加工有關(guān)要求方面而言，此航空零件Φ14 mm和Φ12 mm孔精度與兩者間的同軸度都有較高要求，在滿足有關(guān)加工精度要求基礎(chǔ)上，為了可以確保相對(duì)較高的加工效率，研究設(shè)計(jì)出同軸度相對(duì)較高的特制精加工的銑刀，此刀具上半部分的有效切削直徑是Φ14 mm，而下半部分的有效切削直徑是Φ12 mm，主要用在兩孔一體化加工，從而有效的確保的兩孔的精度、同軸度，選取的相應(yīng)夾具如圖1、圖2所示。

圖1 加工下半部分外形夾具

圖2 加工側(cè)面兩方形槽夾具

1.2 數(shù)控加工工藝

航空零件加工零件比較復(fù)雜，通常地三維零件。本文選取的零件原材料是6063的鋁合金，其毛坯的尺寸是111X47X79的正六面體，而加工裝置是VMC850E的加工中心。航空零件的加工內(nèi)容如下：Φmm孔，Φmm，孔Φmm孔，確?？拙鄊m和其他有關(guān)各個(gè)外形的尺寸。

圖3 航空零件圖

在零件外形方面而言，此工件的外形并不規(guī)則，而且大孔壁相對(duì)較薄，在進(jìn)行加工時(shí)裝夾與找正方案明確比較困難[2]。另外，明確零件加工順序十分重要，充分考慮工件要進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，所以對(duì)刀具和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)非常重要。由于Φ36 mm和Φ14 mm及Φ12 mm的孔精度有著較高要求，而且相應(yīng)孔距的要求相對(duì)嚴(yán)格，因此在上述三個(gè)孔加工與上半部分工件外形加工必須在一次裝夾過后完成，再進(jìn)行Φ14 mm和Φ12 mm兩個(gè)孔的中間槽加工，然后將加工過后的孔作為定位基準(zhǔn)，把工件安裝在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的有關(guān)夾具上，進(jìn)行下半部分工件外形的加工，最后將半成品的工件置于專用的夾具上并且固定夾緊，這是對(duì)工件側(cè)面的兩個(gè)腰形有關(guān)減重槽進(jìn)行加工，從而就完成航空工件的所有加工。而在所有的加工過程中，利用一個(gè)通用的夾具是平口鉗，還利用兩個(gè)專用夾具[3]。詳細(xì)的加工工藝流程如下。

1）鉆、擴(kuò)、鏜Φmm孔，然后鉆、鉸Φ與Φmm孔。

2）先粗銑再精銑Φ14 mm與Φ12 mm兩孔之間的中間槽。

3）粗銑和精銑零件的上半部分外形，然后再粗銑和精銑零件的下半部分外形。

4）粗銑和精銑側(cè)面的兩個(gè)腰形相關(guān)減重槽。

2 數(shù)控編程技術(shù)

2.1 構(gòu)建數(shù)控的加工模型

數(shù)控加工模型主要包括零件模型和毛坯模型及工裝模型等多種。而零件模型與毛坯模型通常是實(shí)現(xiàn)零件殼體數(shù)控編程的關(guān)鍵模型文件，在利用UG/CAM軟件時(shí)型腔銑的操作生成開粗與二次開粗刀軌過程匯總必須利用上述的兩個(gè)模型[4]。為了確保生成刀軌的可靠、安全性，一定要建立工裝模型。另外，引進(jìn)工裝模型把此模型設(shè)置成型腔銑操作過程中的檢查幾何體，這樣生成的刀軌就能夠主動(dòng)避開加緊的零件定位板，防止損壞定位板與刀具。而在創(chuàng)建刀具模型過程中，要考慮現(xiàn)場(chǎng)刀柄的配備情形創(chuàng)建三維刀柄，從而在設(shè)計(jì)刀軌過程中可以檢查刀柄和零件的干涉，并對(duì)刀軌進(jìn)行及時(shí)修正。

2.2 修改模型

在編程之前一定要對(duì)零件設(shè)計(jì)模型與圖紙完成校對(duì)，從而明確三維模型有效性，同時(shí)依據(jù)相關(guān)需求對(duì)模型完成修改。通常情況下，在設(shè)計(jì)模型時(shí)生成的三維實(shí)體有關(guān)尺寸全是基本尺寸，而且圖紙中有關(guān)標(biāo)注尺寸全有公差要求[5]。而對(duì)稱公差在影響加工方面比較小，但是單向公差必須要求編程工作人員依據(jù)尺寸公差有關(guān)中間值對(duì)三維模型建模尺寸完成修改。

2.3 劃分加工區(qū)域

強(qiáng)化對(duì)殼體零件所有工程的理解對(duì)于數(shù)控編程有一定幫助作用。而殼體零件的外形分為密封面與非密封面。其中非密封面對(duì)于尺寸與表明質(zhì)量都沒有相對(duì)嚴(yán)格的要求，其主要目標(biāo)就是降低質(zhì)量或是提升強(qiáng)度。在編程過程中把非密封面在二次開粗時(shí)間段一次加工達(dá)到圖紙有關(guān)要求的尺寸，并不需要關(guān)注刀紋與接刀痕等相關(guān)問題。而密封面一般要對(duì)外形尺寸與表面質(zhì)量有著相對(duì)嚴(yán)格的技術(shù)要求，其直接影響航空零件的工作質(zhì)量，所以一定要單獨(dú)加工。在編程過程中把此類區(qū)域置于二次開粗之后預(yù)留均勻的0.1至0.2 mm的余量，并且在后續(xù)工序中利用精度要求相對(duì)較高的刀具完成精加工。此種依據(jù)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)的加工形式有關(guān)編程思路能夠在一定程度上降低零件的加工實(shí)踐，加速新產(chǎn)品的研制。

2.4 數(shù)控加工參數(shù)的選取

與以往的機(jī)械加工相同，數(shù)控加工仍然離不開科學(xué)、合理和優(yōu)化的數(shù)控工藝，必須具備精準(zhǔn)的先進(jìn)裝夾，科學(xué)、合理選取刀具和切削參數(shù)等，上述設(shè)備是數(shù)控技術(shù)的主要基礎(chǔ)。而加工參數(shù)的選取直接影響加工系統(tǒng)的工作效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品的加工質(zhì)量[6]。在加工過程中有關(guān)切削參數(shù)通常包含主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度及加工步距等，通常在選取上述參數(shù)時(shí)必須要充分考慮零件的加工精度，還要考慮到機(jī)床的加工效率。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過在工藝分析和夾具設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程等多方面對(duì)航空有關(guān)零件的分析與研究，充分驗(yàn)證了零件加工的可行性。從文中能夠看出，相對(duì)復(fù)雜、繁瑣的零件加工，有效的編程基礎(chǔ)是十分重要的，一旦有相對(duì)比較好的工藝思路，再配以靈活巧妙設(shè)計(jì)專用夾具，就會(huì)實(shí)現(xiàn)事半功倍的目標(biāo)。對(duì)此，在相對(duì)復(fù)雜的航空零件加工時(shí)，可以將工藝和專用夾具的運(yùn)用作為有效突破口。

參考文獻(xiàn)

[1]吳寶海，張瑩，羅明，等.高效加工技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2010（21）：

48-52.

[2]戈和偉.航空液壓殼體類零件數(shù)字化高效加工[J].航空制造技術(shù)，2009（14）：100-101.

[3]鄭偉.典型零件的數(shù)控加工工藝及編程研究[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，32（1）：40-42.

[4]盛永華.基于 IPW 的模具模塊數(shù)控加工工藝研究[J].荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22（9）：20-23.

[5]于桂欣，郭紅海.數(shù)控加工技術(shù)在航空液壓殼體零件加工中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2012，40（17）：138-140.

[6]王明河，趙興福.航空發(fā)動(dòng)機(jī)加工對(duì)UG編程模板的應(yīng)用[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2014，27（2）：113-114.endprint

摘 要 隨著現(xiàn)代航空制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為航空制造的重要技術(shù)，航空零件的設(shè)計(jì)正在向著整體化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變也給數(shù)控工藝和編程技術(shù)提出了更高的要求。本文在工藝流程和夾具設(shè)計(jì)及數(shù)控編程等多個(gè)方面進(jìn)行了研究，從而總結(jié)出航空零件加工流程與形式，希望為數(shù)控加工提供一定幫助。

關(guān)鍵詞 數(shù)控工藝；編程技術(shù)；零件加工

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0096-02

航空零件制造和普通機(jī)零件存在差異，充分考慮航空零件需要承受相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力，而為了能夠降低出現(xiàn)碎裂的可能性，必須提高零件的可靠性與安全性，很多航空零件都利用整塊毛坯進(jìn)行加工制造零件。另外，許多航空零件的形狀比較特殊，在一定程度上增大了加工制造的難度，同時(shí)消費(fèi)的工時(shí)也比較多。對(duì)此，為了能夠提升航空零件的制造效率與質(zhì)量，必須在加工工藝與專用夾具方面進(jìn)行深入研究。

1 專用夾具、刀具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工工藝分析

1.1 航空零件夾具、刀具的設(shè)計(jì)

航空零件是批量生產(chǎn)，必須充分考慮其外形特征，然后決定零件在加工時(shí)選取的專用夾具。因?yàn)榧庸さ拿魇钦骟w，所以在前序加工過程中要選取平口鉗作為夾具，同時(shí)安裝輔助定位元件，這樣能夠確保航空零件的制造質(zhì)量與加工效率。而在加工毛坯下部分的外形與側(cè)面的兩個(gè)方形槽過程中，必須利用專用夾具完成半成品工件的定位與加緊[1]。在對(duì)航空工件有關(guān)加工內(nèi)容與要求分析的前提下，充分結(jié)合夾具的設(shè)計(jì)有關(guān)知識(shí)，從而明確利用一面兩銷的定位決策進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，同時(shí)利用定位誤差的分析與計(jì)算，保證專用夾具設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，這樣不僅能夠提高加工精度，還可以提升工作效率。依據(jù)有關(guān)資料，在利用加工下半部分外形夾具過程中一定要在工件下方加強(qiáng)可以升降的輔助支撐，從而提升工件的切削剛度與獲取相對(duì)良好的切削質(zhì)量。在加工有關(guān)要求方面而言，此航空零件Φ14 mm和Φ12 mm孔精度與兩者間的同軸度都有較高要求，在滿足有關(guān)加工精度要求基礎(chǔ)上，為了可以確保相對(duì)較高的加工效率，研究設(shè)計(jì)出同軸度相對(duì)較高的特制精加工的銑刀，此刀具上半部分的有效切削直徑是Φ14 mm，而下半部分的有效切削直徑是Φ12 mm，主要用在兩孔一體化加工，從而有效的確保的兩孔的精度、同軸度，選取的相應(yīng)夾具如圖1、圖2所示。

圖1 加工下半部分外形夾具

圖2 加工側(cè)面兩方形槽夾具

1.2 數(shù)控加工工藝

航空零件加工零件比較復(fù)雜，通常地三維零件。本文選取的零件原材料是6063的鋁合金，其毛坯的尺寸是111X47X79的正六面體，而加工裝置是VMC850E的加工中心。航空零件的加工內(nèi)容如下：Φmm孔，Φmm，孔Φmm孔，確?？拙鄊m和其他有關(guān)各個(gè)外形的尺寸。

圖3 航空零件圖

在零件外形方面而言，此工件的外形并不規(guī)則，而且大孔壁相對(duì)較薄，在進(jìn)行加工時(shí)裝夾與找正方案明確比較困難[2]。另外，明確零件加工順序十分重要，充分考慮工件要進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，所以對(duì)刀具和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)非常重要。由于Φ36 mm和Φ14 mm及Φ12 mm的孔精度有著較高要求，而且相應(yīng)孔距的要求相對(duì)嚴(yán)格，因此在上述三個(gè)孔加工與上半部分工件外形加工必須在一次裝夾過后完成，再進(jìn)行Φ14 mm和Φ12 mm兩個(gè)孔的中間槽加工，然后將加工過后的孔作為定位基準(zhǔn)，把工件安裝在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的有關(guān)夾具上，進(jìn)行下半部分工件外形的加工，最后將半成品的工件置于專用的夾具上并且固定夾緊，這是對(duì)工件側(cè)面的兩個(gè)腰形有關(guān)減重槽進(jìn)行加工，從而就完成航空工件的所有加工。而在所有的加工過程中，利用一個(gè)通用的夾具是平口鉗，還利用兩個(gè)專用夾具[3]。詳細(xì)的加工工藝流程如下。

1）鉆、擴(kuò)、鏜Φmm孔，然后鉆、鉸Φ與Φmm孔。

2）先粗銑再精銑Φ14 mm與Φ12 mm兩孔之間的中間槽。

3）粗銑和精銑零件的上半部分外形，然后再粗銑和精銑零件的下半部分外形。

4）粗銑和精銑側(cè)面的兩個(gè)腰形相關(guān)減重槽。

2 數(shù)控編程技術(shù)

2.1 構(gòu)建數(shù)控的加工模型

數(shù)控加工模型主要包括零件模型和毛坯模型及工裝模型等多種。而零件模型與毛坯模型通常是實(shí)現(xiàn)零件殼體數(shù)控編程的關(guān)鍵模型文件，在利用UG/CAM軟件時(shí)型腔銑的操作生成開粗與二次開粗刀軌過程匯總必須利用上述的兩個(gè)模型[4]。為了確保生成刀軌的可靠、安全性，一定要建立工裝模型。另外，引進(jìn)工裝模型把此模型設(shè)置成型腔銑操作過程中的檢查幾何體，這樣生成的刀軌就能夠主動(dòng)避開加緊的零件定位板，防止損壞定位板與刀具。而在創(chuàng)建刀具模型過程中，要考慮現(xiàn)場(chǎng)刀柄的配備情形創(chuàng)建三維刀柄，從而在設(shè)計(jì)刀軌過程中可以檢查刀柄和零件的干涉，并對(duì)刀軌進(jìn)行及時(shí)修正。

2.2 修改模型

在編程之前一定要對(duì)零件設(shè)計(jì)模型與圖紙完成校對(duì)，從而明確三維模型有效性，同時(shí)依據(jù)相關(guān)需求對(duì)模型完成修改。通常情況下，在設(shè)計(jì)模型時(shí)生成的三維實(shí)體有關(guān)尺寸全是基本尺寸，而且圖紙中有關(guān)標(biāo)注尺寸全有公差要求[5]。而對(duì)稱公差在影響加工方面比較小，但是單向公差必須要求編程工作人員依據(jù)尺寸公差有關(guān)中間值對(duì)三維模型建模尺寸完成修改。

2.3 劃分加工區(qū)域

強(qiáng)化對(duì)殼體零件所有工程的理解對(duì)于數(shù)控編程有一定幫助作用。而殼體零件的外形分為密封面與非密封面。其中非密封面對(duì)于尺寸與表明質(zhì)量都沒有相對(duì)嚴(yán)格的要求，其主要目標(biāo)就是降低質(zhì)量或是提升強(qiáng)度。在編程過程中把非密封面在二次開粗時(shí)間段一次加工達(dá)到圖紙有關(guān)要求的尺寸，并不需要關(guān)注刀紋與接刀痕等相關(guān)問題。而密封面一般要對(duì)外形尺寸與表面質(zhì)量有著相對(duì)嚴(yán)格的技術(shù)要求，其直接影響航空零件的工作質(zhì)量，所以一定要單獨(dú)加工。在編程過程中把此類區(qū)域置于二次開粗之后預(yù)留均勻的0.1至0.2 mm的余量，并且在后續(xù)工序中利用精度要求相對(duì)較高的刀具完成精加工。此種依據(jù)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)的加工形式有關(guān)編程思路能夠在一定程度上降低零件的加工實(shí)踐，加速新產(chǎn)品的研制。

2.4 數(shù)控加工參數(shù)的選取

與以往的機(jī)械加工相同，數(shù)控加工仍然離不開科學(xué)、合理和優(yōu)化的數(shù)控工藝，必須具備精準(zhǔn)的先進(jìn)裝夾，科學(xué)、合理選取刀具和切削參數(shù)等，上述設(shè)備是數(shù)控技術(shù)的主要基礎(chǔ)。而加工參數(shù)的選取直接影響加工系統(tǒng)的工作效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品的加工質(zhì)量[6]。在加工過程中有關(guān)切削參數(shù)通常包含主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度及加工步距等，通常在選取上述參數(shù)時(shí)必須要充分考慮零件的加工精度，還要考慮到機(jī)床的加工效率。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過在工藝分析和夾具設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程等多方面對(duì)航空有關(guān)零件的分析與研究，充分驗(yàn)證了零件加工的可行性。從文中能夠看出，相對(duì)復(fù)雜、繁瑣的零件加工，有效的編程基礎(chǔ)是十分重要的，一旦有相對(duì)比較好的工藝思路，再配以靈活巧妙設(shè)計(jì)專用夾具，就會(huì)實(shí)現(xiàn)事半功倍的目標(biāo)。對(duì)此，在相對(duì)復(fù)雜的航空零件加工時(shí)，可以將工藝和專用夾具的運(yùn)用作為有效突破口。

參考文獻(xiàn)

[1]吳寶海，張瑩，羅明，等.高效加工技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2010（21）：

48-52.

[2]戈和偉.航空液壓殼體類零件數(shù)字化高效加工[J].航空制造技術(shù)，2009（14）：100-101.

[3]鄭偉.典型零件的數(shù)控加工工藝及編程研究[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，32（1）：40-42.

[4]盛永華.基于 IPW 的模具模塊數(shù)控加工工藝研究[J].荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22（9）：20-23.

[5]于桂欣，郭紅海.數(shù)控加工技術(shù)在航空液壓殼體零件加工中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2012，40（17）：138-140.

[6]王明河，趙興福.航空發(fā)動(dòng)機(jī)加工對(duì)UG編程模板的應(yīng)用[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2014，27（2）：113-114.endprint

摘 要 隨著現(xiàn)代航空制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為航空制造的重要技術(shù)，航空零件的設(shè)計(jì)正在向著整體化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變也給數(shù)控工藝和編程技術(shù)提出了更高的要求。本文在工藝流程和夾具設(shè)計(jì)及數(shù)控編程等多個(gè)方面進(jìn)行了研究，從而總結(jié)出航空零件加工流程與形式，希望為數(shù)控加工提供一定幫助。

關(guān)鍵詞 數(shù)控工藝；編程技術(shù)；零件加工

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0096-02

航空零件制造和普通機(jī)零件存在差異，充分考慮航空零件需要承受相對(duì)較高的機(jī)械應(yīng)力，而為了能夠降低出現(xiàn)碎裂的可能性，必須提高零件的可靠性與安全性，很多航空零件都利用整塊毛坯進(jìn)行加工制造零件。另外，許多航空零件的形狀比較特殊，在一定程度上增大了加工制造的難度，同時(shí)消費(fèi)的工時(shí)也比較多。對(duì)此，為了能夠提升航空零件的制造效率與質(zhì)量，必須在加工工藝與專用夾具方面進(jìn)行深入研究。

1 專用夾具、刀具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工工藝分析

1.1 航空零件夾具、刀具的設(shè)計(jì)

航空零件是批量生產(chǎn)，必須充分考慮其外形特征，然后決定零件在加工時(shí)選取的專用夾具。因?yàn)榧庸さ拿魇钦骟w，所以在前序加工過程中要選取平口鉗作為夾具，同時(shí)安裝輔助定位元件，這樣能夠確保航空零件的制造質(zhì)量與加工效率。而在加工毛坯下部分的外形與側(cè)面的兩個(gè)方形槽過程中，必須利用專用夾具完成半成品工件的定位與加緊[1]。在對(duì)航空工件有關(guān)加工內(nèi)容與要求分析的前提下，充分結(jié)合夾具的設(shè)計(jì)有關(guān)知識(shí)，從而明確利用一面兩銷的定位決策進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，同時(shí)利用定位誤差的分析與計(jì)算，保證專用夾具設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，這樣不僅能夠提高加工精度，還可以提升工作效率。依據(jù)有關(guān)資料，在利用加工下半部分外形夾具過程中一定要在工件下方加強(qiáng)可以升降的輔助支撐，從而提升工件的切削剛度與獲取相對(duì)良好的切削質(zhì)量。在加工有關(guān)要求方面而言，此航空零件Φ14 mm和Φ12 mm孔精度與兩者間的同軸度都有較高要求，在滿足有關(guān)加工精度要求基礎(chǔ)上，為了可以確保相對(duì)較高的加工效率，研究設(shè)計(jì)出同軸度相對(duì)較高的特制精加工的銑刀，此刀具上半部分的有效切削直徑是Φ14 mm，而下半部分的有效切削直徑是Φ12 mm，主要用在兩孔一體化加工，從而有效的確保的兩孔的精度、同軸度，選取的相應(yīng)夾具如圖1、圖2所示。

圖1 加工下半部分外形夾具

圖2 加工側(cè)面兩方形槽夾具

1.2 數(shù)控加工工藝

航空零件加工零件比較復(fù)雜，通常地三維零件。本文選取的零件原材料是6063的鋁合金，其毛坯的尺寸是111X47X79的正六面體，而加工裝置是VMC850E的加工中心。航空零件的加工內(nèi)容如下：Φmm孔，Φmm，孔Φmm孔，確?？拙鄊m和其他有關(guān)各個(gè)外形的尺寸。

圖3 航空零件圖

在零件外形方面而言，此工件的外形并不規(guī)則，而且大孔壁相對(duì)較薄，在進(jìn)行加工時(shí)裝夾與找正方案明確比較困難[2]。另外，明確零件加工順序十分重要，充分考慮工件要進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，所以對(duì)刀具和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)非常重要。由于Φ36 mm和Φ14 mm及Φ12 mm的孔精度有著較高要求，而且相應(yīng)孔距的要求相對(duì)嚴(yán)格，因此在上述三個(gè)孔加工與上半部分工件外形加工必須在一次裝夾過后完成，再進(jìn)行Φ14 mm和Φ12 mm兩個(gè)孔的中間槽加工，然后將加工過后的孔作為定位基準(zhǔn)，把工件安裝在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的有關(guān)夾具上，進(jìn)行下半部分工件外形的加工，最后將半成品的工件置于專用的夾具上并且固定夾緊，這是對(duì)工件側(cè)面的兩個(gè)腰形有關(guān)減重槽進(jìn)行加工，從而就完成航空工件的所有加工。而在所有的加工過程中，利用一個(gè)通用的夾具是平口鉗，還利用兩個(gè)專用夾具[3]。詳細(xì)的加工工藝流程如下。

1）鉆、擴(kuò)、鏜Φmm孔，然后鉆、鉸Φ與Φmm孔。

2）先粗銑再精銑Φ14 mm與Φ12 mm兩孔之間的中間槽。

3）粗銑和精銑零件的上半部分外形，然后再粗銑和精銑零件的下半部分外形。

4）粗銑和精銑側(cè)面的兩個(gè)腰形相關(guān)減重槽。

2 數(shù)控編程技術(shù)

2.1 構(gòu)建數(shù)控的加工模型

數(shù)控加工模型主要包括零件模型和毛坯模型及工裝模型等多種。而零件模型與毛坯模型通常是實(shí)現(xiàn)零件殼體數(shù)控編程的關(guān)鍵模型文件，在利用UG/CAM軟件時(shí)型腔銑的操作生成開粗與二次開粗刀軌過程匯總必須利用上述的兩個(gè)模型[4]。為了確保生成刀軌的可靠、安全性，一定要建立工裝模型。另外，引進(jìn)工裝模型把此模型設(shè)置成型腔銑操作過程中的檢查幾何體，這樣生成的刀軌就能夠主動(dòng)避開加緊的零件定位板，防止損壞定位板與刀具。而在創(chuàng)建刀具模型過程中，要考慮現(xiàn)場(chǎng)刀柄的配備情形創(chuàng)建三維刀柄，從而在設(shè)計(jì)刀軌過程中可以檢查刀柄和零件的干涉，并對(duì)刀軌進(jìn)行及時(shí)修正。

2.2 修改模型

在編程之前一定要對(duì)零件設(shè)計(jì)模型與圖紙完成校對(duì)，從而明確三維模型有效性，同時(shí)依據(jù)相關(guān)需求對(duì)模型完成修改。通常情況下，在設(shè)計(jì)模型時(shí)生成的三維實(shí)體有關(guān)尺寸全是基本尺寸，而且圖紙中有關(guān)標(biāo)注尺寸全有公差要求[5]。而對(duì)稱公差在影響加工方面比較小，但是單向公差必須要求編程工作人員依據(jù)尺寸公差有關(guān)中間值對(duì)三維模型建模尺寸完成修改。

2.3 劃分加工區(qū)域

強(qiáng)化對(duì)殼體零件所有工程的理解對(duì)于數(shù)控編程有一定幫助作用。而殼體零件的外形分為密封面與非密封面。其中非密封面對(duì)于尺寸與表明質(zhì)量都沒有相對(duì)嚴(yán)格的要求，其主要目標(biāo)就是降低質(zhì)量或是提升強(qiáng)度。在編程過程中把非密封面在二次開粗時(shí)間段一次加工達(dá)到圖紙有關(guān)要求的尺寸，并不需要關(guān)注刀紋與接刀痕等相關(guān)問題。而密封面一般要對(duì)外形尺寸與表面質(zhì)量有著相對(duì)嚴(yán)格的技術(shù)要求，其直接影響航空零件的工作質(zhì)量，所以一定要單獨(dú)加工。在編程過程中把此類區(qū)域置于二次開粗之后預(yù)留均勻的0.1至0.2 mm的余量，并且在后續(xù)工序中利用精度要求相對(duì)較高的刀具完成精加工。此種依據(jù)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)的加工形式有關(guān)編程思路能夠在一定程度上降低零件的加工實(shí)踐，加速新產(chǎn)品的研制。

2.4 數(shù)控加工參數(shù)的選取

與以往的機(jī)械加工相同，數(shù)控加工仍然離不開科學(xué)、合理和優(yōu)化的數(shù)控工藝，必須具備精準(zhǔn)的先進(jìn)裝夾，科學(xué)、合理選取刀具和切削參數(shù)等，上述設(shè)備是數(shù)控技術(shù)的主要基礎(chǔ)。而加工參數(shù)的選取直接影響加工系統(tǒng)的工作效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品的加工質(zhì)量[6]。在加工過程中有關(guān)切削參數(shù)通常包含主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度及加工步距等，通常在選取上述參數(shù)時(shí)必須要充分考慮零件的加工精度，還要考慮到機(jī)床的加工效率。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過在工藝分析和夾具設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程等多方面對(duì)航空有關(guān)零件的分析與研究，充分驗(yàn)證了零件加工的可行性。從文中能夠看出，相對(duì)復(fù)雜、繁瑣的零件加工，有效的編程基礎(chǔ)是十分重要的，一旦有相對(duì)比較好的工藝思路，再配以靈活巧妙設(shè)計(jì)專用夾具，就會(huì)實(shí)現(xiàn)事半功倍的目標(biāo)。對(duì)此，在相對(duì)復(fù)雜的航空零件加工時(shí)，可以將工藝和專用夾具的運(yùn)用作為有效突破口。

參考文獻(xiàn)

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