【摘要】在批量異形零件的加工中，使用數控加工中心來加工，確定好加工工藝，不僅確保產品的質量，而且減少人們的勞動強度，提高產品的生產率。
【關鍵詞】數控加工；異形零件；生產效率；質量
1 、前言
現今科學技術快速發展，機械制造技術也發生了變化，數控加工技術具有高精度、高可靠性等優點，許多異形零件利用傳統的加工技術已經滿足不了當今的需求，數控技術正慢慢取代傳統的加工技術。我公司使用數控加工中心為其他合作企業加工批量異形零件，也取得了較好的效果。現以一種企業加工批量異形零件為例淺談實踐及體會。
普通的機械制造技術需要很長的一段時間去磨練，才能熟悉每一個加工的環節，才能做出一個合格的產品。比如說一個需要鉆孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工的產品零件，就得需要到各種不同的機床上去加工，工序多，得需要反復的裝夾，而且每一步都不能出現人為的失誤。加工制造業，失誤最多的就是人為上的，比如反復的裝夾，就很難保證到毫厘不差，更加不用說帶有復雜形狀的零件的加工了。普通的機床只能單獨的完成一道工序或者一道工步，很難有效的保證產品的質量，更困難的就是提高不了生產效率，而且還會給操作者帶來很大的勞動強度。所以針對這種情況，我們對需要鉆孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工的產品零件進行了大膽的改革，改變了加工的工藝放到了數控加工中心上進行加工，我們需要做的只是把工件放上夾具，由數控加工中心來一步到位便可加工出合格的產品。
2 、數控加工中心的優越性及應用
數控加工與通用機床加工在方法與內容上有一些相似之處，也有許多不同，最大的不同表現在控制方式上。我們想要充分利用好數控來加工，就必須了解數控的加工工藝，主要包括以下幾個方面的內容：
（1）通過數控加工的適應性分析選擇并確定進行數控加工的零件的內容。
（2）結合加工表面的特點和數控設備的功能對零件進行數控加工的工藝分析。
（3）進行數控加工的工藝設計。如工序的劃分、加工順序的安排、非數控加工工序的銜接等。設計數控加工工序，如工序的劃分、刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確定、走刀路線的確定等等。
（4）根據編程的需要，對零件圖形進行數學處理和計算。
（5）編寫加工程序單（自動編程時為源程序，由計算機自動生成目標程序--加工程序）。
（6）按程序單制作控制介質，如穿孔紙帶、磁帶、磁盤等。
（7）檢驗與修改加工程序。如對刀點、換刀點的選擇、刀具的補償。
（8）首件試加工以進一步修改加工程序，并對現場問題進行處理。
（9）編制數控加工工藝技術文件，如數控加工工序卡，程序說明卡，走刀路線圖等。
3 、數控加工的工藝適應性
根據數控加工的優缺點及大量應用實踐，一般可按工藝適應程度將零件分為下列兩類：
3.1 最適應類
（1）形狀復雜，加工精度要求高，用通用加工設備無法加工或雖然能加工但很難保證產品質量的零件。
（2）用數學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件。
（3）具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒型零件。
（4）必須在一次裝夾中合并完成銑、鉸或攻絲等多工序的零件。
3.2 較適應類
較適應數控加工的零件大致有下列幾種：
（1）在通用機床上加工時極易受人為因素（如：情緒波動、體力強弱、技術水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質量失控便造成重大經濟損失的零件。
（2）在通用機床上加工必須制造復雜的專用工裝的零件。
（3）需要多次更改設計后才能定型的零件。
（4）在通用機床上加工需要作長時間調整的零件。
（5）用通用機床加工時，生產率很低或體力勞動強度很大的零件。
4 、數控加工工藝設計的主要內容
工藝設計是在加工前做的前期工作準備，工藝考慮不周，有時就會造成人力物力的浪費。只有工藝方案確定以后，才能確定使用什么樣的加工方法。數控加工工藝設計主要包括下列內容：（1）根據數控加工的適應性，選擇并決定零件的數控加工內容；（2）對零件進行數控工藝性分析；（3）擬定數控加工的工藝路線；（4）設計數控加工工序；（5）編寫數控加工專用技術文件。
5 、數控加工與傳統加工方法的對比
數控加工可以連續而高效地加工復雜形面，且精度高，控制方便。數控加工方式使傳統的加工工藝在多方面產生了變革,必須了解這些差別, 才能很好地利用數控加工方式，保證加工過程順利和加工質量穩定。數控加工相對于傳統加工在工藝上的優勢主要體現在以下幾點：（1）高可靠性；（2）高精度；（3）高效率；（4）高柔性；（5）智能化。
6 、企業實際加工工件的步驟及技術改進
圖1 零件圖
6.1 零件圖結構分析
如圖1 所示，此工件為一個形狀復雜的弓箭，結構是由多個不同深度的平面組成的型腔，工件兩端平面上分布有凹臺，通孔，螺紋和不規則的形狀組成，這是普通鉆銑床所完成不了的。該零件需要批量生產，需要每一個必須達到尺寸精度形狀的要求，而且需要每天生產出一定的數量，這就對我們提出了一個非常大挑戰。但利用數控加工中心的特點，就能保證產品數量的同時，也保證了產品的質量。
6.2 設備選擇
因加工零件的結構復雜，會使用到不同刀具，換刀多等原
因，所以決定在加工中心進行加工。該機床是FANUC 數控系統
的加工中心；三軸定位精度達±0.008mm；X、Y、Z 三軸有效行
程分別達800mm、500mm、650mm；完全符合了加工的要求。
6.3 確定零件的定位基準和裝夾方式
編程前，要考慮如何能充分發揮數控機床的功能，又能保證加工產品的質量。特別是在數控機床上要盡可能縮短零件加工的準備時間，同時，為了不影響進給和切削加工，在裝夾工件時盡可能選用組合夾具，通用化和標準化夾具。
基于此，采用以下方案：因為每一個工件兩端的形狀都是一樣的，所以我們就設計了如上裝配圖的夾具來進行首件加工。工件的端面靠在夾具上端的定位銷，工件最端面的底面與傾斜的夾具板塊面相貼，通過這樣作為定位面。將工件裝夾在機床工作臺面的夾具上，通過找正分中夾具上端的XY，確定工件的工件坐標，保證了裝夾快速有效。
6.4 確定加工步驟
針對實際加工的工件進行安排合理的加工步驟，不但能縮短走刀路線，提高加工效率，而且能簡化程序。制定的加工步驟如下：
（1）粗銑端面及端面中間四方槽；（2）精銑端面及端面中間四方槽；（3）粗銑端面的小U形槽；（4）精銑端面的小U形槽；（5）粗精加工小U形槽里的T型槽；（6）大孔；（7）攻螺紋；（8）對工件進行倒角。
6.5 刀具選擇
刀具的選擇應遵循以下原則：刀具的類型應與加工的表面相適應，數控機床、刀具、輔具、（刀柄、刀套、夾頭）要配套；刀具的切削幾何參數應力求合理，本次加工采用的刀具主要有鍵槽銑刀、鉆頭、絲錐，倒角刀等。
表1 加工工序卡
我們設計好夾具，確定加工的路線與加工刀具，設定好了加工參數；很快就成功的做出了首件產品，接連做了幾件，每一件都達到產品的要求。后面我又對夾具進行了設計改進，由只能單個加工變成了一起4 個加工，大大提高了生產效率，夾具如圖2。
圖2 工裝夾具
對于數控銑削加工工序的劃分，主要考慮在數控銑床上加工零件，工序比較集中，一般只需一次裝夾即可完成全部工序的加工。有了前面的經驗，我們又嘗試著做了第二款工件的加工，如圖3，最后得出的產品如圖4。
7 、總結
在實際加工的過程中，要不斷的對零件圖樣進行分析，選擇最適合、最需要進行數控加工的內容和工序。只有這樣才能更好避免由于不合理的工藝所造成生產成本升高、數控機床的效率降低、加工出的產品質量下降等后果。實踐證明，用數控機床加工零件時,進行認真細致的工藝分析，對提高被加工零件的精度是非常有必要的。通過這次加工，我更加地了解到加工中心加工零件的工藝設計過程，并通過分析零件圖結構、選擇合適加工設備、確定定位基準和裝夾方式、確定加工步驟、選擇合適刀具及切削用量，制訂出切實可行的加工方案，在編程軟件中編制出加工程序，傳送到加工中心，加工出了所需要的零件。我相信，通過更加多的實踐，我對加工中心的加工肯定能再進一步地了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯誤，充分利用好自身懂的加工技術，結合加工中心的優勢，定會加工出更加復雜、精度更高的零件。
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