工序分散給加工帶來(lái)的難題在于多工序下的精度控制，重復(fù)裝夾、調(diào)試、檢測(cè)等各項(xiàng)因素疊加以后，往往造成工件尺寸不穩(wěn)定，交付時(shí)間也變長(zhǎng)。所以這里給大家提供一個(gè)案例思路，利用車(chē)銑復(fù)合的特性結(jié)合加工路徑優(yōu)化，解決這些問(wèn)題。

零件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求

液冷系列密封塊結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示，材質(zhì)有鋁合金，不銹鋼兩種，密封塊是整套產(chǎn)品中核心部件，尺寸精細(xì)、結(jié)構(gòu)緊湊，幾乎所有尺寸都是與其它工件配合尺寸，標(biāo)星及加G尺寸尤為關(guān)鍵，不允許超差。（尺寸公差幾乎都是0．03mm以?xún)?nèi)，關(guān)鍵件隱去公差）

圖 1 液冷系列密封塊結(jié)構(gòu)圖

原裝夾、工藝方案分析

鑒于零件結(jié)構(gòu)特征，最初工藝方案采取加長(zhǎng)尾部30mm，作為4軸加工中心（立式、A軸轉(zhuǎn)頭）裝夾部位，四軸加工中心加工3處曲面，最后數(shù)控車(chē)裝夾2．02環(huán)槽，車(chē)掉加長(zhǎng)部位，平面�？傞L(zhǎng)，工藝安排如表1所示。

表 1 改進(jìn)前工藝路線(xiàn)

原工藝方案問(wèn)題分析

經(jīng)實(shí)際加工驗(yàn)證，原來(lái)的工藝方案存在以下幾點(diǎn)不足：

◆四軸加工中心加工曲面時(shí)，因裝夾誤差及A軸自身誤差造成的工件圓跳動(dòng)無(wú)法避免。裝夾工件時(shí)，要求每件活都用百分表找正圓跳動(dòng)，跳動(dòng)控制在0．02mm以?xún)?nèi)，但由于工件在切削過(guò)程中受力及裝夾本身存在的誤差，會(huì)造成銑傷外形或相關(guān)尺寸超差，經(jīng)常出現(xiàn)3個(gè)曲面尺寸不一致。

圖2

◆最后一道工序平端面時(shí)，因加持部位較小，穩(wěn)定性差，平面后臺(tái)階厚度不一致，造成端面平面度尺寸超差。

◆加工效率低。后面兩道工序每次加工時(shí)，裝夾、找正的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于產(chǎn)品加工時(shí)間，因加工不穩(wěn)定，無(wú)論是工人還是檢驗(yàn)員都要花費(fèi)大量時(shí)間測(cè)量尺寸、挑選不合格品，造成加工效率極低。

◆因材料加長(zhǎng)的長(zhǎng)度都超過(guò)工件本身的長(zhǎng)度，造成原材料極大浪費(fèi)。

新工藝方案設(shè)計(jì)

從零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度綜合分析，原工藝方案中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，總結(jié)起來(lái)都是因?yàn)槎啻窝b夾、定位有誤差造成的，假如該零件可以安排在車(chē)削中心一次加工完成，就不會(huì)產(chǎn)生定位誤差，但車(chē)削中心加工需要解決兩個(gè)難題。

（1）機(jī)床本身最少要具有四軸以上聯(lián)動(dòng)功能，且機(jī)床加工精度要能保證0．005mm以?xún)?nèi)。

圖3 車(chē)銑復(fù)合加工

（2）解決車(chē)銑復(fù)合加工編程問(wèn)題，特別是曲面加工及多軸聯(lián)動(dòng)加工，以前車(chē)間車(chē)削中心以三軸動(dòng)力刀塔式為主，手工編程基本能滿(mǎn)足要求，沒(méi)有涉及車(chē)銑軟件編程這一領(lǐng)域，特別是曲面加工及多軸聯(lián)動(dòng)加工。

動(dòng)力刀座

車(chē)銑復(fù)合機(jī)床上的多功能刀具系統(tǒng)，從毛坯到成品一次裝夾！

軟件方面，目前市面上專(zhuān)業(yè)的車(chē)銑復(fù)合加工軟件不多，主要有Edagcam， Espritcam，GibbsCAM等幾種，這里選擇GibbsCAM軟件作為車(chē)銑復(fù)合編程軟件。

新工藝方案的實(shí)施

新方案使用帶Y軸的車(chē)銑復(fù)合機(jī)床一次加工出工件所有外形、曲面，切斷保總長(zhǎng)，排除一切裝夾定位誤差，工件外形沒(méi)有接刀痕，尺寸滿(mǎn)足要求。同時(shí)在加工中也需要注意零件編程方面，需要解決的幾個(gè)核心難點(diǎn)。

難點(diǎn)一：粗銑去余量

如圖4所示，該加工策略與常見(jiàn)加工中心軟件編程粗加工幾乎一樣，有毛坯余量識(shí)別，干涉避讓?zhuān)�加工后余量均勻，基本滿(mǎn)足零件開(kāi)粗要求。

圖4

難點(diǎn)二：車(chē)銑曲面編程

如圖5所示，GibbsCAM軟件曲面加工策略豐富，加工過(guò)程定義簡(jiǎn)單，刀路軌跡簡(jiǎn)潔，車(chē)銑復(fù)合加工出的曲面與加工中心加工的曲面表面質(zhì)量幾乎一樣。

圖5

難點(diǎn)三：車(chē)銑多軸聯(lián)動(dòng)銑削

如圖6所示，GibbsCAM軟件有豐富多軸加工策略，刀軸定義多樣，可滿(mǎn)足車(chē)銑多軸多軸定位銑削與聯(lián)動(dòng)銑削。

圖6

經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，采用新方案加工出工件完全可行，車(chē)銑一道工序加工出工件所有外形，尺寸滿(mǎn)足要求，加工效率提高40％，節(jié)省材料50％，圖7為加工后效果圖。

圖7 新方案加工效果圖

新方案不僅解決了零件加工的精度與效率，最重要的是進(jìn)一步將帶Y軸車(chē)削中心加工能力進(jìn)一步擴(kuò)展，采用Y軸時(shí)，刀具可以通過(guò)整個(gè)表面橫向移動(dòng)生成一個(gè)真正的表面，加工效果與數(shù)控銑床相同，結(jié)合軟件編程，這樣就大大拓展了工藝加工能力，很多工件都可以采用帶Y軸車(chē)削中心加工，不但可以保證加工質(zhì)量，而且效率也會(huì)提升很多。

圖8 典型零件車(chē)銑加工方案

上述就是一個(gè)典型工件，原來(lái)工藝方案是在加工中心多次加工，現(xiàn)在使用車(chē)削中心結(jié)合軟件編程，在車(chē)銑一道工序加工，不僅減少了工序，更好的保證了尺寸，并且加工效率提高20％以上，這充分證明工藝能力的拓展、提高，才是生產(chǎn)效率提升，保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。