摘 要：加工效率和精度（dù）是金屬加工領（lǐng）域追求的永恒目標。隨著（zhe）數控（kòng）機（jī）床技術的進步，複合加工技術日趨（qū）成熟。以連接環為例（lì），探討了車銑複合的數（shù）控加工工藝，闡述了加工過程中的注意事項，旨在提高複合加工（gōng）的加工（gōng）效率和精（jīng）度。

        關鍵詞：複（fù）合加工；加工精度；數控加工；車（chē）銑

        中圖分類號：TG659 文獻標識（shí）碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.112

        複合（hé）加（jiā）工作為一種先進（jìn）的製造技術，是目前國際上機械加工領域最流行的加工工藝之一。所謂“複合加工”，就是在一台機床上實現幾（jǐ）種不同的加工工藝。這樣做，能夠縮短工藝鏈，減（jiǎn）少（shǎo）零件裝夾（jiá）次（cì）數，提高零件的生產效（xiào）率。在複合加工中，應用最廣泛、難度最大（dà）的就是車銑複合加工。總的來看（kàn），車（chē）銑複合（hé）零（líng）件（jiàn）的加工（gōng）並不隻（zhī）是簡單的車銑結（jié）合，而是需要考慮加工的先後次序和裝夾方案（àn），以保證加工精（jīng）度。

        1 圖樣分析

        為了便於理（lǐ）解，本文首先介紹連接環零件（jiàn）的加工內容。零（líng）件材料為AISI1045，查閱機械設計手冊可知，AISI1045為美國材料（liào）牌號，對應國內牌號為45#鋼，屬於優質碳素結構鋼，加工性能好（hǎo），加工變形小。連接環主要加工內容如表1所示。

        由表1中的數據可以知道，連接環的（de）主（zhǔ）要（yào）加工難點為Φ135h7 mm外圓直（zhí）徑和Φ70H7 mm內孔（kǒng）。此外，端麵上的孔和外圓內（nèi）孔需要使用不同的機床類型加工，需要車銑複合加工。

        2 製訂工藝（yì）路線

        根據零件工藝特性（xìng）和車銑複合數控車床的工藝特點（diǎn），考慮零件裝夾（jiá）要求，選用直徑為140 mm、長（zhǎng）度為26 mm的棒料作為毛坯。此零件分3次裝夾，選（xuǎn）用棒料做毛坯，第一次使用數控車床完成外圓、內孔的加工，第（dì）二次使用數控車床完成（chéng）零件總厚加工，第三次使（shǐ）用加工中心完成沉孔、螺紋孔、U形（xíng）槽的（de）加（jiā）工。在此過程中，備（bèi）料45#鋼棒料，Φ140 mm×26 mm；鑽孔鑽Φ40孔；車外圓內孔三爪卡盤裝夾從車（chē）端麵、外圓、內孔（kǒng）入手；車總厚三（sān）爪卡盤的裝夾，從車端麵入手，以保（bǎo）證總厚；對於打孔銑槽，則包括三爪卡盤（pán）、打沉孔、螺紋（wén）孔（kǒng）、銑U形槽。

        3 夾具選用

        針對加（jiā）工零件和加工數控設備的實際情（qíng）況，零件分3次裝夾。加（jiā）工左端（duān）時，以毛坯（pī）外圓（yuán）為基準，選用三爪卡盤和軟爪裝夾，零件伸出（chū）量為21 mm。加工右端時，采用已經加工完畢（bì）的Φ135H7 mm外（wài）圓作為（wéi）定位基準，選用三爪卡盤+軟爪裝夾。為了保證已（yǐ）經加工完畢的Φ135h7 mm外圓表麵不被夾傷，可以在裝夾部位墊銅（tóng）皮。加工端麵上的孔（kǒng）時，采用已經加工完畢的Φ70H7 mm內（nèi）孔作為定位基準，選用三爪卡盤+反爪裝夾。為了保證已經加工完畢的Φ70H7 mm內孔表麵不被夾傷，可以在裝夾（jiá）部位墊銅皮。

        4 刀具（jù）和（hé）切削用量選擇

        4.1 外（wài）圓刀和切削用（yòng）量的選擇

        根據零件特點和加工內容，外圓加工分粗精加工，選用SANDVIK係統刀具，選擇DCLNL2020M09刀杆。為了與刀架相匹配，使用菱形（xíng）刀片，分別選擇CNMG090408-PR和CCMT090404-PF刀片（piàn），CNMG090408-PR刀尖R角略大，刀具強度高，刀尖鋒（fēng）利程度低，適合粗加工；CCMT090404-PF刀尖R角小，刀具強（qiáng）度（dù）低，刀尖鋒（fēng）利程度高，適合精加工（gōng）。由於本零件的外圓比較大，所以，粗車轉速選擇為600 r/min，以保證線速（sù）度不會過大。根（gēn）據粗車（chē）盡可能快地去（qù）除多餘材料的原則，結合SANDVIK刀具（jù）手冊，選擇切深2.5 mm，進給0.25 mm/r。為了保證精車表麵粗糙度的兼（jiān）顧率，選擇轉速600 r/min，切深2.5 mm，進給0.25 mm/r。

        4.2 內孔車刀和切削用量的選擇

        一般而言，車削內孔時，必須先在棒料上打預孔，預（yù）孔尺寸盡可（kě）能大，一般以（yǐ）小於零件圖上最小內孔3～4 mm為（wéi）最佳（jiā）。但是，該零件（jiàn）的最小孔徑比較大，受（shòu）選用機床的限製，所能安裝（zhuāng）的（de）鑽頭最大為Φ40 mm，隻能鑽削Φ40 mm的孔，因此，最終預孔孔徑為Φ40 mm。根據預孔孔徑（jìng），選擇20M-SCLCR06的刀杆，該（gāi）刀杆直徑（jìng）比較粗，剛性比（bǐ）較好。

        內孔直徑相對外圓較小，轉（zhuǎn）速可以適（shì）當加大。車削內（nèi）孔時，由（yóu）於切削條件比較差，而且內孔刀的刀杆一般比（bǐ）外圓刀的（de）刀杆剛性（xìng）差，所以，車削內孔的切（qiē）削（xuē）深度要比（bǐ）車削外（wài）圓小。因此，該零件粗車內孔時，選擇轉速1 500 r/min，則切（qiē）深2 mm，進給0.2 mm/r；選擇轉速1 800 r/min，則切深0.3 mm，進給0.1 mm/r。

        4.3 沉頭孔加工（gōng）刀具和切削用量的選擇

        沉（chén）頭孔為安裝螺栓用的（de），精度要求不高。因此，采用鑽（zuàn）孔完成時，首先采用R840-0500-30-A0A型號的鑽頭，鑽Φ6 mm的（de）通孔（kǒng）。由於鑽頭直徑比（bǐ）較小，查閱SANDVIK刀具手冊，采用轉速1 500 r/min，切深6 mm，進給320 mm/min。然後選（xuǎn）用（yòng）R216.32-15030-AC10P型號的平底鑽，鑽Φ15 mm的沉頭孔，

        可以節約銑削時間，提高加工效率。由於（yú）鑽頭直徑比較大，根據切削用量手（shǒu）冊，采用轉速800 r/min，進給80 mm/min。

        4.4 U形槽加工刀具和切削用量的（de）選擇

        加工U形開口（kǒu）槽時，可以采（cǎi）用與（yǔ）U形槽等直徑的刀直接加工，也可以采用比槽寬（kuān）小的（de）刀加工。采（cǎi）用與U形槽等直徑的刀直接加工的優勢是效率高，編程方便，缺（quē）點是尺寸由刀具（jù）決定（dìng），不能通過程序調整；采用比槽寬小（xiǎo）的刀加工的優（yōu）勢是尺寸可以由（yóu）程序決定，調（diào）整方（fāng）便，缺點是效率相（xiàng）對比較低。考慮到U形槽的公（gōng）差為0.1，為了保證U形槽的加工精度，不能采用Φ10 mm的立銑刀（dāo）直（zhí）接加工，需要用小於Φ10 mm的銑（xǐ）刀編（biān）程銑削外形。同時，考慮到刀具的剛性和加工效率，采用Φ8 mm的立銑刀，型號為（wéi）R216.32-08030-AC10P，查閱SANDVIK刀具手冊，確定轉（zhuǎn）速3 200 r/min，切深2 mm，進給800 mm/min。

        4.5 螺紋孔加工刀具和切削用（yòng）量的選擇

        M6螺紋的加（jiā）工，Φ5 mm的（de）鑽頭（tóu）鑽底孔，然後選擇（zé）M6×1的絲錐攻絲。攻絲時，需要（yào）保證進給量=轉速×螺距，所以，選用轉速為1 000 r/min，進給為1 000 mm/min。

        5 加工總結（jié）

        該零件在加工工藝設計中的特殊之處，主要（yào）表現在以（yǐ）下2個方麵：①靈活應用了三爪卡盤。三爪卡盤（pán）是一種應用廣泛的通用夾具，不但可（kě）以用於車床上，也可以用於銑削加工（gōng）中心上。三（sān）爪卡盤可以使用正爪來夾持外圓，也可以使用反爪來夾持內孔，要保證多次裝夾的同軸度。②在加工連接環圓周上的U形開口槽時，采用比槽寬小的刀加工，從而更好地保證加工精度。

        在銑削加工中心上對（duì）圓形零件對刀時，因為外圓已經加工（gōng）到位（wèi），所以，可以使用機械式尋邊器。使用機械式尋邊器對圓形零件（jiàn）尋（xún）邊時，在尋X方向時，要保持Y軸坐標不變；在尋Y方（fāng）向時，要保持X軸坐標不（bú）變。

        6 結束語

        綜上所述，如何根據零件工藝特性和車銑複合（hé）數控車床的工藝特點製訂（dìng）合理的工藝（yì）路線，選用合理的加工夾具、刀具，是實現高效精密加工的關鍵。針對文中所述問題，結合加工實踐，進行了一係列的探究，提出了（le）一些自己（jǐ）的見解，具有一（yī）定的（de）參考價值。雖（suī）然車（chē）銑（xǐ）複合數控車床設（shè）備的單（dān）台（tái）價格比較高，但由於製造工藝鏈的（de）縮短和產品所需設備的減少，以及工裝夾具數量（liàng）、車間占地麵積和設備維護（hù）費用的減少，能夠有效（xiào）降低總體（tǐ）固定資產的投資、生產運作和管理成（chéng）本。

        參考文獻

        [1]紀申申.車銑複合（hé）加（jiā）工技術的發展及教學應用探討[J].亞（yà）太教育，2016（19）：171.

        [2]吳寶海，嚴亞南，羅明，等.車銑複（fù）合加（jiā）工的關鍵技術與應用前景[J].航空製造技術，2010（19）：42-45.

        〔編輯：白潔〕

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