數控加工異形支架的工藝淺析

圖1所示的異形支架是校企合作單位——某機械廠批量生產的一種精密零件，毛坯為鑄件。

該工件結構復雜，尺寸精度高，各加工表面之間有嚴格的位置度和垂直度要求，毛坯有較大的加工余量，零件的工藝剛性差。為保證產品質量，筆者指導在校生利用所學專業技能進行公關，制定出工藝方案，解決了企業的

難題。

一、數控加工工藝的設計

1.分析圖樣，選用機床

（1）分析加工內容。由圖樣可知，需要加工的內容有四個方面：①109.5mm（Ra6.3μm）和110js6(Ra1.6μm)的外圓柱面、107×3mm外溝槽（Ra6.3μm）及120±0.05mm左端面(Ra1.6μm)；②100J7內孔（Ra1.6μm）和2×2.7mm內溝槽（Ra6.3μm）；③80H7內孔（Ra1.6μm）及其后端面（Ra6.3μm）；④60mm寬U形槽（Ra6.3μm）及前、后端面和上表面（Ra1.6μm）。其余免加工。

（2）選用數控機床。應考慮盡可能一次裝夾完成所有加工內容，但該工件結構復雜，各加工內容分布在相互垂直的不同空間平面，需要工件轉動分度定位多工位才能完成，確定選用具有數控回轉工作臺的國產XH754XI型臥式加工中心進行加工。

2.數控加工工藝設計

（1）確定裝夾方案和選用夾具。

①裝夾方案。工件的定位方式有平面定位、外圓柱面定位、內孔定位和一面兩孔定位四種，具體根據定位基準的選擇原則來確定。該異形支架在數控加工時要求快速精確定位，應采用精基準——工件的定位基準在數控加工前用普通機床預先加工好。精基準有“基準重合原則、基準統一原則、自為基準原則、互為基準原則和便于裝夾原則”等五大選擇原則。根據精基準五大選擇原則的概念并結合該工件的技術要求，確定采用“基準重合原則”——直接選擇設計基準作為數控加工時的定位基準，避免定位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差，以保證各加工表面間的尺寸精度和位置精度。經分析零件圖樣得知，

109.5mm外圓為該零件的設計基準，但109.5mm外圓沒有尺寸公差標注，尺寸精度低，直接作為精基準定位不準確，無法保證此工件的加工精度。經查裝配圖樣發現110js6外圓為該零件的裝配基準，而且110js6與109.5mm兩個外圓應為同次裝夾連續加工完成的，絕對同一軸線，借助與設計基準109.5mm有精確位置關系的裝配基準110js6作為精基準——即工件采用外圓柱面定位方式，更能精確定位，保證零件加工精度和裝配質量。

②夾具設計。夾具有通用夾具、組合夾具、成組夾具和專用夾具四種。其中專用夾具是針對某一零件的結構特點專門設計的夾具，具有剛度強、定位精準等優點，使用于批量生產、精度高的關鍵性精密零件。該異形支架結構復雜，對尺寸精度和位置精度的技術要求較高，又是一種批量生產，只有采用專用夾具對其精確定位安裝夾緊才能保證產品質量。專用夾具主要由定位元件、夾緊裝置、連接元件和夾具幾個部分組成。其中定位元件是夾具的關鍵元件，對工件的精基準進行精確定位，保證工件的加工

精度。

該異形支架在數控加工時定位基準為110js6外圓柱面，工件的定位方式采用外圓柱面定位，其專用定位元件可采用定位套筒。根據公式0≤⊿定位≤0.050mm，經學生查配合公差表數據，確定其定位裝配尺寸設計為110H6／js6。夾具和工件安裝夾緊示意圖如圖2。

（2）制定工藝過程。

①普通車削：粗、精車削精基準110js6外圓和40±0.15mm左端面及關聯表面109.5ｍｍ外圓、mm槽。

②數控加工：加工其余各加工內容。

（3）數控加工方法。由于毛坯為鑄件，各內孔鑄有底孔，加工余量較大（單邊5mm左右），根據加工精度和表面質量要求，各加工內容的加工方案如下：

100J7孔及mm內槽：粗鏜→半精鏜→孔兩端倒角→銑內槽→精鏜。

80H7內孔：粗鏜→半精鏜→孔端倒角→精鏜。

60U形槽：粗銑→精銑。

60h8兩端面：粗銑左面→粗銑右面→半精銑右面→半精銑左面→精銑左面→精銑右面。

（4）數控加工順序的安排?？紤]到工件加工余量較大，剛性差，在粗加工和半精加工全部完成后再進行精加工。在精鏜100J7孔之前切mm內槽及倒角，以防止精加工后孔內產生毛刺。

綜合上述，數控加工順序為：粗銑U形槽→粗銑60h8兩端面→粗鏜、半精鏜80H7孔→粗鏜、半精鏜100J7孔→銑mm內溝槽→再按順序精加工。

用以上設計的專用夾具及工藝方案在數控機床上進行產品試加工，生產出來的產品經質量檢驗，達到圖樣技術要求。

二、該工藝方案加工效果

用常規方法普通機床加工工件：需要多次裝夾人工校正，校正困難，生產效率低；加工精度無法保證。采用此工藝方案加工：無需人工校正，能自動對工件進行精確定位，保證工件的加工精度，比較見下表。

（作者單位：肇慶市技師學院）