邱建設(shè) 何守通 王曉敏 吳從好

江蘇自動化研究所，中國·江蘇 連云港 222001

1 引言

在機加工小薄板類工件（圖1～圖3）時一般采用壓板和虎鉗裝夾的夾緊方式。在加工外形時，采用壓板多次裝夾的方式進行加工，存在裝夾次數(shù)過多、勞動強度大、效率低下等問題。

圖1

圖2 （壓板壓著加工外形）

圖3 （虎鉗夾持加工臺階）

由于此裝夾方式存在的效率低下及人工勞動強度大問題，因此，我們提出利用真空吸附的加工法在一塊大板子上加工同類型的零件，創(chuàng)建了一套全新的裝夾加工工藝，并將該加工方法在其他小薄件零件生產(chǎn)中進行推廣應(yīng)用[1]。

2 CNC 真空吸附加工

2.1 CNC 真空吸盤使用知識

①根據(jù)零件的大小安裝密封條，安裝過程確保密封槽內(nèi)無異物，使密封條形成一個閉環(huán)，接頭處接觸緊密；密封條不能拉長安裝，要保持密封條飽滿，突出吸盤臺面0.5mm左右（以3.5mm 密封繩為例）。

②毛坯居中放在閉環(huán)的密封條上（圖4、圖5），如有必要，沿著零件的最大外圍，圍成“回”字型，更能增加密封效果。

圖4

圖5

③接通氣管，打開閥門，觀察真空負壓表，一般可用范圍為80～90kP。

④吸附時需要用手輔助按壓鋁板。

2.2 在CNC 真空吸盤上加工工件的工藝流程

粗加工（零件底面留0.5～1mm，側(cè)面留0.3～0.5mm）→精光側(cè)面（精光側(cè)面余量為零或者負零件底面仍然留0.5～0.5mm）→精光底面粗加工（側(cè)面留余量0.01～0.03mm，精光底面底面留余量0.1～0.2mm 保證吸盤不漏真空）。

對刀時盡量在吸盤臺面上表面對刀，避免在加工過程中過切吸盤臺面，造成吸盤漏氣工件報廢。

當(dāng)采用鉆頭打孔或者用更小的銑刀3D 螺旋銑時，底面留0.2mm，下機后利用臺鉆或者手電鉆鉆通。

2.3 毛坯下料工藝

由于電磁吸盤可以人為地改變磁場的大小，從而改變吸力的大小，但是真空的吸盤是無法改變的，因為單位面積上收到的空氣的壓強是恒定不變的，我們只能改變面積的大小，來提高板子整體受到的空氣的壓力。

可以采用大毛坯排版加工的原則，將小零件連成片，根據(jù)零件的加工工藝，在孔或者槽的地方下定位銷（中等批量的情況下），下定位銷的地方最后加工。

針對單一小零件，可以采用在一塊大板子的邊角處挖一個小零件出來，大板子繼續(xù)為等厚度小單件備用。對于小鋁件在邊緣強度不夠的問題，采用毛坯包容刀具的原則也就是整版的小鋁件做完后四周可能要留10mm 以上的邊框這樣邊緣的小鋁件就不會飛掉了。

2.4 使用真空吸盤基本原則

①大毛坯的原則——板子越大吸得越緊（單位面積上所受的空氣的壓力是恒定不變）。

②底面留余量的原則——不漏真空的原則。

③小零件連成片的原則——當(dāng)做整版小零件的時候四周要有加強邊框。

④使用小直徑刀具的原則。

⑤在通孔通槽處預(yù)裝密封條的原則。

⑥用毛坯包容刀具的原則（當(dāng)然對于大零件這個原則不適合）。

⑦高轉(zhuǎn)速快進給輕切削的原則。

⑧保持密封繩接頭處完全密封。

⑨真空發(fā)生器內(nèi)部過濾網(wǎng)以及外部消音器通暢[2]。

3 實例加工

①臺階面的粗加工，開粗建議使用動態(tài)刀路（圖6），使切削力更加均勻。

圖6

②臺階面的精加工。

③外形粗加工：采用螺旋斜插的方式加工外形，零件底面留0.2～0.5mm，側(cè)面留0.1～0.3mm（根據(jù)實際情況而定）。

④外形精加工：精光側(cè)面余量為零，零件底面仍然留0.2～0.3mm。

⑤完成打點、鉆孔的工作。

⑥外形掉料加工：換更小刀具進行底面掉料加工（由于掉料有大有小，避免小料完全掉落使刀具受損），側(cè)面留余量0.01～0.03mm，精光底面留余量0.05mm，也可以更?。淮颂幖庸ね庑芜x擇微連加工，盡可能減少去除毛刺的工作量（圖7）[3]。

圖7

需要注意的是：針對小件掉料以及加工外形部分，可以選擇逆銑的加工策略，使掉下的余料甩到外面，避免翹起損傷工件和刀具，模擬仿真效果見圖8。

圖8

最終完成實物加工見圖9～圖10。

圖9

圖10

4 刀具加工參數(shù)

刀具加工參數(shù)如表1所示。

表1 刀具加工參數(shù)

5 效果總結(jié)

利用真空吸附技術(shù)，以極少的投入，確保了零件加工的穩(wěn)定可靠。針對零件不同結(jié)構(gòu)特點，確立了同厚度、不同尺寸工件相結(jié)合并列式加工的工藝方案，減少下料時間、輔助裝夾時間、綜合提高加工效率不低于100%，并在此基礎(chǔ)上摸索出一套適宜的小件真空吸附加工工藝（本例采用自研無密封真空吸盤加工，可實現(xiàn)破孔加工，故底面預(yù)留0.05mm，有繩真空吸盤可在底面預(yù)留0.1～0.2mm 左右預(yù)留）。