加工中心方孔加工方案

陳天進

貴州航天南海科技有限責任公司 貴州遵義 563000

1 序言

圖1為某型號三通產品，應用于航天領域，由3塊法蘭盤和1個主體焊接而成，法蘭盤中間有3個相通的方孔。該產品材料為2A12-T4鋁合金，硬度較低，塑韌性較好，在加工過程中易產生應力變形和熱變形。焊接完以后要將中間部分加工成方孔，并保證3個方孔交接處沒有臺階。

圖1 三通

2 三通結構及加工精度要求

圖2為三通結構尺寸及加工精度要求。各方孔的尺寸公差都只有0.03mm，沉臺的尺寸公差為0.2mm，各個方孔角不能有臺階或者接刀痕。若要保證該產品的加工精度，3個方孔必須一次性加工出來。

圖2 三通結構尺寸及加工精度要求

3 傳統加工方法及存在的問題

針對方孔的加工，傳統加工方法一般是在加工中心上分層銑削。即先用大直徑銑刀清除大部分余量，再用小直徑銑刀進行清根，將方孔四角加工到R1.5～R3.0mm，然后采用特種設備（電火花）加工成方孔，或者由鉗工修銼成直角。特種設備的加工成本較高，鉗工修銼的產品會產生接刀痕，質量不易保證。

4 方孔加工的解決方案

針對傳統加工方法存在的加工成本高、產品加工質量難以保證等問題，通過不斷的探索和研究，將插銑方法應用到加工中心上[1]，將方孔一次加工成形[2]。具體解決方案如下。

1）自行設計插銑方孔所使用的插刀[3]（見圖3），同時進行方孔相鄰兩面的插銑切削，沿方孔對角線精準進刀，不會產生接刀痕跡。經過調試，試切穩定后，應用到產品上。

圖3 插刀

2）將裝好的刀具拉表校平，檢測刀具的穩定性和可靠性。該刀具1次校平可以加工方孔的4個角，插刀的校正如圖4所示。

圖4 插刀的校正

3）進行試加工。先用大直徑銑刀去除余量，然后用小直徑刀具將方孔的直角處加工到R3mm，最后按照插床的加工原理，將主軸定位鎖緊后僅做上下垂直進給，快速清除方孔四角的殘留圓弧，加工成直角。方孔的加工如圖5所示。

圖5 方孔的加工

5 加工效果驗證

產品插銑加工效果如圖6所示。經檢測，產品精度符合圖樣要求[4]，產品合格率達99%以上。

圖6 產品插銑加工效果

6 結束語

在加工中心上采用插銑的方式加工方孔，比在特種設備（電火花機床）上加工的成本降低了35%以上，可一次性加工成形，加工效率提高45%。產品質量也得到了很大的提升，達到了降本增效的效果，是一種經過實際驗證的可行的加工方案。