典型盤類零件的數控工藝
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近年來，隨著數控技術的發展，性能良好的加工中心設備使許多零件的加工更為方便。利用這些設備如何能高效地加工出更為優質的零件，已成為企業關心的問題。本文以典型薄壁盤類零件為例，基于近年應用起來的高速加工制造技術的優勢，利用工廠現有的數控設備，積極探索出加工該類零件的較好的工藝方案及數控加工過程。

1.數控加工的工藝分析

(1)零件的結構特點該零件材料為硬鋁LY12，其切削性能良好，屬于典型的薄壁盤類結構，外形尺寸較大，周邊及內部筋的厚度僅為2mm，型腔深度為27mm。該零件在加工過程中如果工藝方案或加工參數設置不當，極易變形，造成尺寸超差，零件結構如圖1所示。

(2)工藝分析該零件毛坯選用棒料，采用粗加工、精加工的工藝方案，具體工藝流程如下：毛坯→粗車→粗銑→時效→精車→精銑。

粗車：分別在外圓及端面預留1.5mm精加工余量，并預鉆中心孔。

粗銑：分別在型腔側面及底面預留余量1.5mm，并在φ12mm孔位處預鉆工藝孔。

時效：去除材料及加工應力。

精車：精車端面、外圓并鏜工藝孔φ6mm，要求一次裝夾完成，以便保證同軸度，為后序加工打好基礎。

精銑：保證零件的最終要求，是本文論述的重點。

①粗銑型腔粗加工主要是去除大余量，并為后序精加工打好基礎，所以加工型腔時，選擇低成本的普通數控銑床加工。該工序要求按所示零件結構圖加工出內形輪廓，圓弧拐角為R5mm，所留精加工余量均勻，為1.5mm。而且本道工序還需要在φ12mm孔位處預先加工精加工所需的定位孔。

②精銑型腔高速加工技術是近年應用起來的制造技術。在高速切削加工中，由于切削力小，可減小零件的加工變形，比較適合于薄壁件，而且切屑在較短時間內被切除，絕大部分切削熱被切屑帶走，工件的熱變形小，有利于保證零件的尺寸、形狀精度；高速加工可以獲得較高的表面質量，加工周期也大大縮短，所以結合該類薄壁盤類零件的特點，精加工型腔時選用高速加工。

③定位孔的加工該零件精加工選用中心孔φ6mm及φ12mm孔作為定位孔，所以精加工型腔前必須先將其加工到位。中心孔φ6mm在車工精車外圓φ301.5mm時將其鏜削為φ6H8；φ12mm孔由數控銑床鉆、鉸至φ12H8。

(3)精加工型腔時零件的定位與裝夾為了使工件在機床上能迅速、正確裝夾，而且在加工一批工件時不必逐個找正，所以此次加工采用一面兩銷的定位方式。以零件上已經存在的φ6mm及φ12mm孔作為定位孔，做簡易工裝，該工裝采用一個圓柱銷和一個扁形銷作為定位元件。由于該零件屬于薄壁件，容易變形，在夾緊工件時，壓板應壓在工件剛性較好的部位，分布盡可能均勻，以保證夾緊的可靠性，而且夾緊力的大小應適當，以防破壞工件的定位或使工件產生不允許的變形。其具體定位與裝夾示意圖見圖2。此裝夾方式完全符合加工中心的特點，一次裝夾可以完成型腔及所有孔的加工。

2.加工型腔的數控加工程序總方案

(1)編程軟件該零件的數控加工程序是基于軟件MasterCAM生成的。該軟件無須畫出實體，只需按1：1正確畫出要加工的輪廓線，選擇適當的圖形和參數即可生成用于加工的程序。

(2)設備的選擇精加工型腔選用加工中心設備：德國HERMLE(悍馬)C1200U，該設備的操作系統是HEIDENHIN(海德漢)，其性能指標為：主軸最高轉速18000r/mm，快速移動30000mm/min，行程1200mm×1000mm×800mm，響應靈敏，適合高速加工。該零件以前曾選用其他加工中心設備進行加工，但因為壁薄，筋厚度僅為2mm，型腔深，為27mm，為防止零件變形，只能選用小規格刀具，較小的加工速度，并進行多次時效，加工周期很長，所以此次加工選用了適合高速加工的數控設備。

(3)刀具的選擇根據零件材料，選擇國產的鑲齒硬質合金立銑刀，雙刃，大螺旋角，刃前空間大，耐磨，成本低。經過實踐發現該刀具非常適合鋁材的高速加工。對具體的參數選擇，需要