彭小彥，劉國棟，彭 湘

（江南工業(yè)集團有限公司，湖南 湘潭 411207）

1 項目實施過程與解決的主要問題

1.1 零件加工的主要難點

這種零件屬于薄壁零件，眾所周知，作為加工零件中的老大難，由于工件壁薄，由工件、刀具和夾具組成的切削系統(tǒng)剛性較差，切削加工過程中易產生切削振動，在切削力，特別是徑向切削力的作用下，容易產生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度.加工過程中，切削熱也會引起工件熱變性，使工件尺寸難于控制[1]。

1.2 項目實現的主要目標

解決生產效率瓶頸的問題，提升了產品質量，減少了設備占用率，滿足了生產進度需求，同時為別的產品生產進度需求打下了基礎。

2 技術方案的確定

這種零件主要以兩個互成4.8°斜面組成，現在的加工方法是通過?4R2球頭銑刀仿形加工，為了保證表面質量3.2，刀具軌跡間距為0.2mm，加工效率極低。先通過設計專用的銑斜面夾具，如下圖1所示：產品定位夾緊后使產品斜面垂直機床主軸，使用面銑刀一刀可完成斜面加工[2]。

圖1 用大直徑面銑刀替代小直徑球頭銑刀，兩刀可完成斜面加工

圖2 AKD9舵翼凸臺為斜面與R2.5構成，通過設計制作專用錐形球銑刀，三刀可完成斜面與圓弧的加工，大大提高加工效率。

圖2 舵翼凸臺為斜面與R2.5結構

氣動裝置夾緊擬采用多工位氣動夾具，多件夾緊，一個動作夾緊一組待加工工件。這種夾具其設計緊湊，安放的工件密度大，裝夾一次能加工多個產品，在數控機床上使用，能減少換刀次數及空行程距離，從而縮短單件產品加工時間，提高生產效率。設計這類夾具的關鍵要解決多件同時夾緊的間隙補償和消除問題，以及氣動夾緊力的自鎖問題。同時在零件夾緊過程中，由于氣動夾具的特點，零件加工時干涉小，可以在原工藝基礎上合并工序，減少工件裝夾次數，能更好保證零件尺寸精度及形位公差，提高加工效率。減少人工勞動強度，大大提高效率。

圖3 氣動裝置夾具改裝過程

3 項目實施過程

在試制加工過程中，由于工件屬于薄壁零件，采用了D80的面銑刀加工時，在加工過程中，在工件最薄的地方出現了振刀，導致產品出現振紋，影響產品表面質量.項目組成員針對此問題展開了討論，分析如下：

薄壁零件在進行精加工時，需要充分的考慮裝夾、走刀、工藝參數對零件內部應力的影響以及切削時切削力、切削熱對零件結構的影響，控制變形，避免引起變形，造成零件精度及表面質量破壞.需選擇更加合理的刀具。

目前D80的面銑刀上采用的是普通的硬質鋁合金銑刀片，這種銑刀片由于刀尖不鋒利，在加工過程中增大了切削變形和摩擦力，造成了工件表面質量缺陷。如圖4所示。

圖4 薄壁零件精加工

聚晶金剛石（PCD）刀具：PCD是高溫超高壓條件下通過鈷等金屬結合劑將金剛石微粉聚集燒結合成的多晶體材料，又稱燒結金剛石。聚晶金剛石刀具整體燒結成銑刀，用于銑削加工，PCD晶粒呈無序排列狀態(tài)，屬各向同性，硬度均勻，刀具具有高硬度、高導熱性、低熱脹系數、高彈性模具和低摩擦系數，刀刃非常的鋒利，它的斷裂強度高，切削刃鈍圓半徑值可以磨的很小，不易斷裂，能長期保持切削刃的鋒利程度；金剛石的熱膨脹系數小，熱變性小。所以針對金剛石刀具的這些優(yōu)點，通過協商，我們采用了金剛石PCD刀片，在加工過程中沒有出現振刀現象，工件的表面質量得到了大幅度提升，通過驗證粗糙度值達到了1。

圖5 聚晶金剛石（PCD）刀具加工

4 經濟效率

先進的加工方法、高效的夾具和刀具是數控加工提高效率的三大法寶此，根據這種零件的特點，恰好的利用“三大法寶“在產品生產過程中能夠大大的縮短加工時間，有效地提高了3倍的生產效率，同時也提升了產品質量。

5 結語

針對工廠以后大批量的、小批量生產的同種類型的零件，此次的斜面零件加工優(yōu)化研究可以逐步推廣。