探究臺階孔的數控加工

□ 趙章民 □ 徐紅彥

中航飛機股份有限公司長沙起落架分公司 陜西漢中 723200

1 問題描述

55-2121002-00下側撐桿是A340/A330飛機上的一項關鍵重要件，零件材料為300M，總長近1.5 m，熱處理后零件硬度為53～55 HRC，在立式加工中心上對φ89.05、R0.76及45°倒角的加工是難點，如圖1所示，而且在對φ89.05孔的加工過程中存在斷續切削，零件表面粗糙度要求較高，為Ra1.6 μm。

2 解決思路分析

2.1 零件的結構分析

圖2為零件的整體結構，兩孔中心距為1 388 mm。通過局部視圖1可看出：下方φ86.95孔與φ89.05孔的連接是靠45°倒角和R0.76圓滑過渡。耳片兩側的φ86.95孔小于需要加工的φ89.05孔，給刀具和進刀方式的選擇帶來了難度。

2.2 設備的選擇

根據零件的結構分析，最理想的加工方案是從φ86.95（1）號孔進刀，采用帶平旋盤的臥式加工中心加工，但由于本單位加工設備受限，只能在2軸半立式加工設備上想辦法解決。

▲圖1 局部視圖及局部放大圖

▲圖2 零件結構圖

▲圖3 刀具系列

▲圖4 進退刀軌跡

2.3 加工方案分析

由于設備受限，只能采用刀具從φ86.95（2）號孔進刀方式，用精鏜刀一次加工到位，確保圖2所示位置度φ0.02 mm的要求。φ89.05孔采用先粗銑再精鏜，而兩孔之間的過渡45°倒角和R0.76，要利用刀具的成型刀片來保證。由于后加工的φ89.05孔大于進刀φ86.95（2）號孔，為防止在鏜刀進、退刀時對 φ86.95（2）號孔壁的拉傷，必須巧用M19功能使鏜刀刀尖在規定的位置、方向定向停止。

2.4 刀具的選擇

φ89.05孔的加工，先采用φ63R0.8方肩銑刀切除孔余量，再用刀片R0.8精鏜刀加工孔，保證Ra1.6 μm的表面粗糙度，最后用45°且尖角為R0.8的成型倒角刀加工到位，所用刀具系列如圖3所示。

3 解決途徑

3.1 確定鏜φ89.05孔的鏜削軌跡

根據零件的結構特征，分析了臺階孔的加工方案并確定了刀具，對于φ89.05最終孔加工，采用鏜刀鏜削保證，鏜削刀具軌跡如圖4所示。進刀時刀尖偏離孔φ86.95的中心2 mm，將鏜刀運動到內檔中心處，然后將刀具移動到φ89.05孔中心處，進行φ89.05孔的鏜削和根部R0.76的加工，加工完畢將鏜刀抬起移至內檔處，再偏移中心2 mm進行退刀。φ89.05鏜孔程序為：

表1 刀具及切削參數

%

(Z021039A--TK-ф89.05)

G40G69G80

G90

M19//主軸定角度

G00G90G54X0.0Y2.0//Y軸偏置2 mm（防止刀尖劃傷孔壁）Z200.0

Z5.0//加工平面抬5 mm

M03S120

G76X0.0Y0.0Z-52.4 R3.Q0.1F50//鏜削加工M05//主軸停轉

M19//主軸定角度

G01X0.Y2.0//Y軸偏置2 mm（防止刀尖劃傷孔壁）

G01Z150.0//Z軸抬高

G00G28G91Z0.0//Z軸回零G90

G80

M05

M02

%

筆者利用了M19（主軸定角度）指令，在此需要注意的是，對于不同的機床，由于機床參數的不同，主軸定角度后偏置的坐標軸是不一樣的（有的是X軸,有的是Y軸），運行該程序前一定要對機床的偏置方向弄清楚。同時要注意鏜頭刀桿的外徑尺寸，入口孔的半徑尺寸減去鏜頭刀桿的半徑尺寸，差值為鏜刀能偏置的最大值。

3.2 加工參數的確定

最初零件在加工過程中由于斷續切削，導致加工中振刀現象頻繁出現，嚴重影響零件的表面粗糙度，滿足不了圖紙的要求。后通過現場的多次試切削和參數的實驗調整，最終確定了合理的銑刀、鏜刀的切削加工參數，解決了振刀問題，保證了零件的表面質量。切削加工參數見表1。

4 總結

在數控設備受限的前提下，結合零件的加工特征，探索工藝方案以及工藝實驗，選擇合適的加工刀具，將刀具和FANUC數控系統的M19功能結合應用，確定合理的加工參數，解決了臺階孔的加工問題，最大限度地提高產品加工效率，降低加工成本。