寧嬌　焦丕顯　包洪臣

摘 要：數(shù)控機床的應(yīng)用大大提高了零件加工的效率和精度，但是對于精密零件的加工來說，科學(xué)合理的加工工藝是非常重要的。盤狀零件的加工較普通零件加工工藝要復(fù)雜一些，而精密盤狀多孔零件的加工在精度要求上更高，從機床的選擇，到工藝流程，加工方法都具有很高的要求，要達到加工精度的要求，就必須建立起科學(xué)完善的工藝流程和加工路徑，而這也是零件加工的重點和難點所在。該文以一種精密盤狀多孔零件的加工為例，從機床、加工方法、工藝流程、夾具和刀具的設(shè)計與使用幾個方面分析精密盤狀多孔零件的加工工藝，為同類零件的加工提供參考。

關(guān)鍵詞：機床 精密 盤狀多孔零件 加工工藝

中圖分類號：TH162 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0099-02

隨著數(shù)控機床的使用，我國加工制造業(yè)發(fā)展迅速，零件加工數(shù)量、精度、效率等要求越來越高，各個領(lǐng)域?qū)芰慵男枨罅恳苍絹碓酱?。對零件加工的角度來說，盤狀薄壁類零件的加工相較于其他普通零件的加工難度要大，特別是精密盤狀多孔零件的加工，在精度要求上更高，工藝相對要復(fù)雜得多。要保證零件的加工精度，即必須選擇合適的機床并確定科學(xué)可行的加工路徑和工藝，才能加工制造出滿足要求的精密零件。

1 加工要求

某一種精密盤狀多孔零件，基料材質(zhì)為35鋼，如圖1所示，該盤狀多孔零件外廓尺寸較大，分布多個孔，且每個孔的孔徑在精度上的要求都很高，允許誤差±0.05 mm，孔圓度允許誤差0.008 mm，零件外圓有一圈的凹槽，數(shù)量為20個。該零件對于加工精度的要求很高，在加工難度上要比其他普通類型的零件要大得多，要保證加工精度符合要求，就必須預(yù)先建立起一套科學(xué)可行的加工工藝方案。

鑒于該零件在精度上面很高的要求，使用普通的機床和加工工藝很難滿足，且該零件為薄壁盤狀零件，加工過程中極易發(fā)生變形，使得整體精度要求更高，加工難度更大，因此除了要選擇高性能的機床和建立科學(xué)的加工工藝方案外，工裝夾具的選擇和夾緊力都要進行特殊的設(shè)置。經(jīng)過多次的試驗和修改，最終得出一套完整的加工方案，試驗樣件符合加工要求，確定了加工方案的可行性。

2 機床的選擇和加工方法的確定

經(jīng)過比對分析，最終選擇了具有高精度坐標(biāo)定位裝置、具有良好剛性的坐標(biāo)鏜床來執(zhí)行加工任務(wù)，該機床在平面銑削和孔徑加工方面性能優(yōu)越。在對零件孔的加工方面選取分度法進行加工，將精度高的分度盤式數(shù)顯轉(zhuǎn)臺安裝于機床工作臺上，在轉(zhuǎn)臺上進行零件加工，這樣加工零件的不同位置只需轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺即可。在對零件孔進行加工時，轉(zhuǎn)臺保持固定不動。轉(zhuǎn)臺的安裝很重要，零件回轉(zhuǎn)中心要與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心保持高度的重合，在加工過程中，盡可能的將分度誤差控制在最小。

3 加工工藝路線

從工藝路線上來說，精密盤狀多孔零件的加工與其他類型的零件加工差別不大，基本路線為：粗加工→自然時效處理→半精加工→自然時效處理→精加工→加工完成。粗加工是對零件胚料進行切割、銑削，對零件的內(nèi)外圓表面、兩端面進行粗銑、鉆孔并對孔進行粗鏜，對零件外圓凹槽進行粗鏜。半精加工對零件內(nèi)外圓的表面進行半精車，使其符合尺寸要求，兩端面進行半精銑，使其符合尺寸要求，對孔及外圓凹槽進行半精鏜。精加工是利用專門的夾具、刀具對零件各個孔以及外圓凹槽進行精鏜。對內(nèi)外圓進行粗車，再對兩端面進行粗銑，將余量去除，為接下來的孔和凹槽精加工打下基礎(chǔ)。隨后的精加工過程實質(zhì)上就是利用專門的夾具和刀具對孔和外凹槽進行精密化的加工。

4 精鏜孔夾具的設(shè)計與使用

精加工工序是在盤狀多孔零件內(nèi)外圓以及零件兩端面都已經(jīng)加工完成的基礎(chǔ)上對零件上的各個孔以及外圓的凹槽進行更為精密的鏜銑加工。因為零件本身屬于薄壁零件，在加工中極易發(fā)生變形，因此，要預(yù)防鏜孔的過程中零件出現(xiàn)變形，保證加工精度，就必須設(shè)計一種特殊的夾具來專門對零件進行裝夾固定。于是，該文研究采取液固兩相轉(zhuǎn)變裝夾法來對零件進行固定，固定夾具選取添加松香的石蠟基介質(zhì)，因為此種介質(zhì)為石蠟溶液和松香的混合物，具有很強的粘結(jié)力，固定效果良好，在防止加工過程中零件變形非常有用。

如圖2所示，在機床工作臺上裝置夾具體，定位基準(zhǔn)取零件的內(nèi)圓，先在夾具體底面的空腔中注入石蠟溶液將零件在夾具體中注入，再在內(nèi)圓處將石蠟溶液注入，將零件按照定位基準(zhǔn)在夾具體中置入，使其處于正確的位置后，等待石蠟溶液冷卻。當(dāng)石蠟冷卻凝固，就會對夾具體中的零件起到固定的作用，保持零件始終處于固定不變的位置，即使受到剛性加緊力的作用，零件在夾具體中也不會因為局部受力的不均勻而發(fā)生變形，這對于保證零件加工精度是非常重要的。需要注意的是，一定要保證夾具體底面的平整度，使零件加工表面與加工刀具呈完全垂直的狀態(tài)；為了保證石蠟溶液充分發(fā)揮固定作用，石蠟要容易充滿夾具體腔內(nèi)，可在夾具體底面預(yù)留多個小孔，在注入石蠟溶液時用于排出空氣，使石蠟容易充滿而不留空隙。加工過程中溫度升高會引起石蠟融化變軟，從而影響固定效果，因此當(dāng)石蠟變軟一定要停止加工，待石蠟溶液冷卻凝固后再接著加工。加工完成，只需將夾具和零件處于熱水中，溫度升高石蠟融化，零件即可與介質(zhì)相分離。

5 刀具的選擇及切削參數(shù)的設(shè)定

針對該文加工零件的特點，除了采用特殊的夾具，刀具的選擇也十分重要。在半精加工和精加工的工序中，可選擇硬質(zhì)材料刀具，該文使用的銑刀和鏜刀材質(zhì)為PCBD和PCD，在使用過程中性能良好，具有良好的抗彎強度和耐磨性，零件表面的加工精度較高，符合要求。

精密零件的加工，切削用量的設(shè)定非常關(guān)鍵，直接影響加工精度。在對切削用量進行設(shè)定的時候，要充分考慮到零件表面質(zhì)量要求、刀具磨損度，還要兼顧加工成本。鏜孔是該文零件加工的重點工序，參數(shù)的設(shè)定非常重要，在對孔進行粗鏜的過程中，要采用較大的背吃刀量，采取低速切削的方式。在對孔進行半精鏜和精鏜的過程中，要采用較小的背吃刀量，同時注意控制進給量，采取高速切削的方式，以提高零件表面的加工質(zhì)量。

綜上所述，對于精密盤狀多孔零件的加工，孔隙的加工既是加工的重點，也是加工的難點，對零件整體的加工精度有直接的影響。要保證此類零件的加工質(zhì)量和精度，要選擇合適的機床、制定科學(xué)的工藝方案，采用特殊的夾具進行裝夾，選擇合適的刀具進行切削，并在切削用量上恰當(dāng)?shù)目刂?。采取此加工工藝加工出來的樣件，符合零件要求，為后面的批量生產(chǎn)加工打下了基礎(chǔ)，也為類似零件的加工提供了參考和借鑒。

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