原俊卿

摘 要：近年來，隨著科學技術的迅速發(fā)展，數(shù)控技術水平也得到了不斷提高。薄壁零件具有節(jié)省原材料、重量輕、結(jié)構緊湊等特點，是一種高精度零件。目前，我國薄壁零件的應用范圍越來越廣，各行各業(yè)對其需求量也越來越多，從而給數(shù)銑加工薄壁零件工藝提出了更高的要求。本篇論文主要分析并探討數(shù)銑加工薄壁零件的工藝設計。

關鍵詞：數(shù)銑；加工；薄壁零件；工藝設計

隨著數(shù)控技術的迅速發(fā)展與進步，數(shù)控機床受到了科技界與工業(yè)界的高度關注與普遍重視。目前，發(fā)展數(shù)控機床是我國機械制造業(yè)實現(xiàn)行業(yè)技術改造與持續(xù)發(fā)展的必由之路，其為實現(xiàn)自動化奠定了良好的基礎。薄壁零件作為一種高精度零件，在很多關系到我國國計民生的行業(yè)中有著十分廣泛的應用。

本篇論文以圖1所示零件為例，探討數(shù)銑加工薄壁零件工藝設計。該零件的基本結(jié)構，如圖1所示。

零件的最外端是一個長方體，其尺寸為120mm×80mm ×27mm；零件四角的中心處各有一凹形缺口，呈中心對稱，直徑為12mm；零件的中心有一個圓形臺階，直徑為46mm，高度為4mm；圓形臺階上是一個薄壁設計，呈正五邊形，高度為6mm，壁厚為0.88mm，此處為本次數(shù)銑加工中的重點，也是難點。倒圓角之后使其與零件的圓形臺階相切，倒角為45°，于正五邊形的中間處設計一個半徑為4mm的圓弧；Ra3.2。本零件的加工要求比較高，因此，本研究所選擇的加工思路如下。

第一，進行粗加工。粗加工的具體步驟：首先，選取一個合適的毛坯，其尺寸應略大于零件設計尺寸，本次所選的毛坯尺寸為122mm×82mm×30mm；其次，采取面銑的方式，將毛坯的上、下各銑去1.5mm，從而使其達到設計要求的高度（27mm），之后再銑去長度與寬度上的2mm。這屬于整體開粗，此時可以選用的曲面刀具路徑主要有3種，即平行銑削、挖槽式銑削以及等高外形銑削。按照設計要求，本次選擇的曲面刀具路徑是挖槽式銑削，原因在于這種路徑可以在走刀、抬刀次數(shù)比較少的條件下，把零件多處設計的大體輪廓加工出來，不僅有效縮短了曲面刀具路徑，還可以有效提高加工效率。在使用挖槽式銑削這種路徑進行粗加工的過程中，應當遵循邊界外下刀的加工原則。此時，邊界的選擇就顯得尤為重要，應當引起高度注意的是零件中的薄壁部分。在接下來進行精加工過程中，如果所選銑刀的直徑比較大，就極易導致薄壁出現(xiàn)變形。針對這樣的問題，在進行粗加工的時候需要留出充足的余量（本次為0.6mm），由于薄壁的設計尺寸是0.88mm，因此，在粗加工結(jié)束后應當使壁厚保持在1.48mm左右。

第二，進行半精加工。這一步驟的主要目的是將粗加工完成后剩余的殘留料去除，以消除因殘留料過多而對接下來的精加工造成的影響。此處選用的曲面刀具路徑是等高外形銑削，選擇的刀具是直徑為8mm的平底刀，并留出充足的余量（本次為0.3mm）。在進行半精加工的過程中，使用道具對X、Y平面進行輪廓切削，在切削完一個平面之后，使刀具沿著Z軸進行平移，再對下一平面進行切削，直到所有平面切削完成為止。

第三，進行精加工。按照設計，零件最小曲面半徑是4mm，所以，此處選用半徑為3mm的球刀，并設定主軸轉(zhuǎn)速為2700轉(zhuǎn)/min到2800轉(zhuǎn)/min、切削間距為0.1mm，在進行切削的過程中，速度選擇比較小，從而可以保證零件的表面粗糙度。

第四，進行清角加工。因為在精加工的過程中使用的是半徑為3mm的球刀，所以在圓弧與圓間的連接處會存在殘留料，因此需要進行清角。此時，應選用直徑為8mm的平底刀。

第五，進行孔加工。按照設計，零件四角的中心處各有一直徑為12mm的通孔，因此需要進行孔加工。首先，在中心打一個中心孔；其次，使用直徑為6mm的鉆頭進行鉆孔，使孔有所擴大；最后，再使用直徑為12mm的鉆頭進行擴孔，使其達到設計尺寸。采用深孔啄鉆的鉆孔刀路，這是因為深孔啄鉆方式可以改變刀具的回退高度，排屑效果也比較好。

綜上，若想加工出符合標準的、質(zhì)量比較高的薄壁零件，必須根據(jù)實際加工情況，解決其在加工過程中極易出現(xiàn)的變形問題，還要綜合考慮零件的生產(chǎn)效率、表面粗糙程度。

參考文獻

[1]歐陽坤源.數(shù)銑加工薄壁零件工藝設計[J].科技創(chuàng)新導報，2013，（13）：36.

（作者單位：浙江寧波第二技師學院）