王麗潔，吳東

(1.西安理工大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院，陜西西安710082；2.西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司，陜西 西安710021)

0 引言

隨著數(shù)控加工向高速化、高精度化、高智能化、高柔性化、高一體化等方向的發(fā)展，出現(xiàn)了車銑復(fù)合加工這種新興、高效的數(shù)控加工工藝。它以配有高性能數(shù)控系統(tǒng)的車銑中心為加工設(shè)備，整合了數(shù)控車床與加工中心的功能，除可以進(jìn)行一般車削外，還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。車銑復(fù)合加工中心從設(shè)計(jì)概念上解決了零件的多次裝夾和基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的不必要的工序及零件加工精度的走失。這種設(shè)計(jì)概念解決了以下幾個(gè)問題:縮減物流長(zhǎng)度，減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，減少工裝夾具數(shù)量，減少占地面積，縮短新產(chǎn)品試驗(yàn)周期，因此吸引了越來(lái)越多的使用者。

如何規(guī)劃車銑復(fù)合加工中心的工藝規(guī)程，首先應(yīng)對(duì)不同產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行了解。本文以力矩器座零件為例，探討車銑復(fù)合加工工藝。

1 力矩器座零件數(shù)控加工工藝流程

對(duì)于軍用產(chǎn)品上用的力矩器座零件來(lái)說(shuō)，它具有復(fù)雜的外型，嚴(yán)格的尺寸公差和形狀位置公差，用傳統(tǒng)的加工工藝方法品質(zhì)難以保證，目前廣泛采用數(shù)控加工工藝。力矩器座零件的數(shù)控加工工藝流程如圖1所示。

圖1 數(shù)控加工工藝流程

2 力矩器座零件數(shù)控加工工藝分析

2.1 零件圖的分析

力矩器座是某產(chǎn)品中的一個(gè)重要組件，它的品質(zhì)直接影響著產(chǎn)品主體組件的使用性能。力矩器座有很高的精度要求和尺寸要求，這些都對(duì)零件裝配能否成功有著重要影響。

對(duì)零件圖主要進(jìn)行以下三方面的分析:

1)零件主次表面的區(qū)分和主要表面的保證。例如:D13.、D12.、D14.孔屬于7級(jí)精度，粗糙度 Ra0.8 μm，，需要采用粗車和精車加工才能達(dá)到要求。

2)重要的技術(shù)條件分析。例如:位置度D0.02關(guān)系到孔D13.、D12.、D14.的裝配位置，它的精度直接影響到組件的安裝使用性能。

3)零件圖上表面位置尺寸的標(biāo)注。力矩器座的長(zhǎng)度尺寸都以D12.5孔的上端面為基準(zhǔn)，所以在工藝規(guī)程的編制中工序長(zhǎng)度尺寸盡量與其保持一致。

力矩器座零件的實(shí)體造型如圖2所示，工序簡(jiǎn)圖如圖3所示。

圖3 工序簡(jiǎn)圖

2.2 力矩器座零件的數(shù)控加工工藝路線

力矩器座零件的工藝路線安排如下:

下料→數(shù)控車→鉗工→數(shù)控車→鉗工→車銑復(fù)合加工中心→鏜工→車銑復(fù)合加工中心→鉗工→鉬切→鉗工→鏜工→車銑復(fù)合加工中心→鉗工→檢驗(yàn)→入庫(kù)

根據(jù)力矩器座零件加工工藝規(guī)程的需要，車銑復(fù)合加工工序?yàn)?、8、13工序，數(shù)控加工工藝卡如表1所示。

表1 車銑復(fù)合加工工藝卡

3 力矩器座零件的數(shù)控加工

Master CAM是美國(guó)CNC Software Inc.公司開發(fā)，適用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的運(yùn)行在PC平臺(tái)上的3D CAD/CAM交互式圖形集成系統(tǒng)。它集二維繪圖、三維實(shí)體、曲面設(shè)計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑模擬及真實(shí)感模擬等功能于一身，對(duì)系統(tǒng)環(huán)境要求較低，用戶無(wú)論在造型設(shè)計(jì)、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。

力矩器座零件加工刀具路徑主要包括刀具的選擇、刀具參數(shù)的設(shè)定、加工順序的選擇、加工參數(shù)(安全高度、下刀方式、補(bǔ)償方式、補(bǔ)償量、切削量等)的設(shè)定。Master CAM系統(tǒng)對(duì)所規(guī)劃的加工刀具路徑及刀具參數(shù)設(shè)置等產(chǎn)生一個(gè)刀具路徑文件，即NCI文件，它是一個(gè)ASCII文字格式文件，含有生成的NC代碼的全部資料，包括一系列刀具路徑的坐標(biāo)值、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、冷卻液控制指令等，但無(wú)法直接應(yīng)用于CNC機(jī)床，必須先通過(guò)后處理程序POST轉(zhuǎn)成NC代碼后才能被CNC機(jī)床所使用。生成的NC代碼可通過(guò)Master CAM系統(tǒng)的傳輸功能，傳輸?shù)綌?shù)控加工設(shè)備的控制器內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)。

以加工軸斷面為例，其刀具參數(shù)設(shè)置如圖4所示，外形銑削參數(shù)設(shè)置如圖5所示，加工仿真如圖6所示。

圖4 刀具參數(shù)設(shè)置對(duì)話框

圖5 外形銑削參數(shù)設(shè)置對(duì)話框

圖6 加工仿真

結(jié)語(yǔ)

車銑復(fù)合加工是加工方式發(fā)展的一個(gè)重要方向，它可以節(jié)省工藝準(zhǔn)備時(shí)間、簡(jiǎn)化工藝流程，是提高產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率的有效手段。在對(duì)力矩器座零件進(jìn)行車銑復(fù)合加工中心的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)Master CAM軟件對(duì)力矩器座零件進(jìn)行實(shí)體造型和數(shù)控加工仿真，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

［1］朱學(xué)超，張道德.微型發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸車銑復(fù)合加工工藝研究［J］. 機(jī)械制造與自動(dòng)化，2011，40(2):105-107.

［2］常海，張銀洲，肖建強(qiáng)，等.某殼體零件加工工藝設(shè)計(jì)［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2012，599(6):133-135.

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