1研究内容

零件的加工技术一直在持续不断地寻求新技术进行优化，外涵承力环为薄壁大型的环形机匣，加工后，其各种端面孔和径向孔锐边毛刺、车铣相交面毛刺、安装座铣加工边缘的飞边毛刺、径向的加长螺纹、安装边上的反划窝、径向螺纹倒角、型面铣加工的接刀痕等需要进行钳修加工。为提高产品的质量控制，提高加工过程的自动化程度，计划取消所有钳工的操作。

2问题分析

1）现有工艺文件内容不具体：目前工艺文件中仅描述了“去除所有锐边毛刺，保证转接圆滑”,“M面允许接刀痕0.2mmMAX，光滑转接”等通用性的内容，没有细化要求其具体的加工方法及检查方式。2）加工程序不完善：目前数控加工程序仅有基本的型面加工内容，缺少对加工后型面边缘的数控处理，导致加工后的飞边毛刺特征存在较多。3）零件变形满足不了加工要求：外涵承力环零件为薄壁类零件，零件刚性并不强，按照现行加工条件，对于安装边背面0.2mm的倒角尺寸，安装边的平面度在0.1mm~0.25mm之间，通常在0.15mm左右，导致倒角尺寸数控加工中不能保证，数控加工反倒角还存在加工后倒角上仍残留毛刺的现象。4）钳工加工比较方便快捷：钳工去毛刺相对于机床设备来讲，存在方便、快捷的优势。但是存在的必然缺陷是，手动打磨过于依赖人的操作技能，并且，存在手动误差的风险，精密零件和大型零件的加工存在的风险也加大。5）缺少机床加工的刀具：孔边倒角及锐边去毛刺的加工，现场缺少数控加工的刀具，即使有，也只是有个别尺寸的刀具，存在刀具规格不全的问题。径向螺纹孔加工。螺纹长度17.2mm，目前螺纹铣刀刃长13.5mm，不满足加工要求。

3技术方案

外涵承力环最终交付需经过大量抛修工作，采用在线测量技术，保证了微小余量加工质量的可靠性。阶梯孔边0.2mm倒角必须．利用在线测量技术才能保证孔边倒角均匀。原钳工打磨时间：15min；改数控加工时间：5min。

利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其它抛光介质对工件表面进行的修饰加工。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂覆由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米/秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面。

砂带机前端接触轮为椭球型，可以对凹形R圆角、型腔内部、立板根部等位置进行打磨抛光，根据具体形状位置可以选用不同悬长的砂带盒。对零件表面进行去除材料打磨时，选用80#-120#的砂带，线速度给定在10m/s-15m/s，进给给定在3mm/s-5mm/s，每次加工可去除材料约0.1mm-0.2mm。

旋转锉可安装回转盘式工具，通过使用对应规格、不同目数的砂盘进行不同需求的磨抛加工。砂盘边缘具备一定的柔性，可以对转接圆角、敞开平面、棱边凸起等位置进行打磨抛光。在进行去除材料打磨抛光时，选用120#-300#的砂盘，转速给定在500rpm-1500rpm，进给给定在1mm/s-3mm/s，每次加工可去除材料约0.05mm-0.2mm。

4试验验证

4.1新编程技术、新加工方案的应用

外涵承力环使用液压夹具定位压紧零件，是针对大直径零件采用的比较先进的对内型面精准定位的液压夹具，通过以下四方面内容对数控程序进行优化调整：①铣加工方式调整：把原来铣凸台间重要尺寸20+0.045/0mm 的逆铣程序调整为顺铣，减小逆铣对零件表面质量造成的影响。②进刀方式调整：把原来铣面程序加工完后直接拔刀改为G01抬刀再拔刀，避免产生接刀痕对零件表面质量造成的影响。③加工参数优化：铣加工降低进给速度，减小因为切削力过大对零件表面质量产生的影响。④程序分段数量调整：铣加工型面时，原来为分不均匀6段加工，现将部分间距大的型面分段，共分成12段加工，配合缩短压紧距离保证压紧效果，减小加工过程中零件振动对零件表面质量产生的影响。

正常数控加工会出现明显接刀痕，需后续钳工打磨。钳工抛修时间：25min（包括在统计110min）；钳工抛修工具：磨头；数控加工增加时间：0min；无接刀痕现象，不需再抛修。

4.2新型、异型刀具的应用

利用改磨后的库存异型倒角刀具，数控加工月牙槽上下两边锐边，完整去除毛刺。应用了在线测量技术，抵消零件变形量，提高曲面细微加工余量的加工质量。说明：图示处毛刺，加工时刀具位置达不到，需操作者手动去除。其余完整去除。钳工抛修时间：10min；钳工抛修工具：风轮；数控设备加工时间：10min；钳工抛修时间：5min；操作者抛修工具：砂纸。利用库存异型锥球刀具，加工外型曲面锐边毛刺。R3mm与R1mm相接处锐边，共16处，与加工刀具及数控程序无关，正常形成的接刀棱，仍需操作者用砂纸手动打磨。说明：零件外型面边缘存在飞边毛刺124处，受各类特征影响可达性较差，合理运用φ4mmR2mm锥球铣刀可实现大多数边缘位置的数控加工。钳工抛修时间：110min；钳工抛修工具：风轮、磨头；数控设备加工时间：40min；改进后钳工抛修时间：5min；操作者抛修工具：砂纸。

型面内部的斜孔的反倒角，原采用钳工手动去除，由于倒角部位本身余量不均衡，保证加工质量一致性有一定的难度，采用跟随形式数控加工程序保证零件有效去除加工余量。螺纹孔孔边毛刺，现场调研结果，原倒角比较小，导致铣加工螺纹后，孔边出现毛刺，通过增加螺纹孔边倒角，解决孔边毛刺问题。利用在线测量功能有效的抵消了零件自身的变形量，从而保证了加工质量。零件径向的加长螺纹正常M6mm螺纹铣刀刃长13.5mmMAX，现加工M6mm螺纹长度17.2mmMIN，铣加工螺纹后需钳工继续攻螺纹合格；改用机攻螺纹后，不但解决了螺纹铣刀刃长的问题，而且一次性加工合格，同时解决了螺纹铣刀磨损后反复铁螺纹的问题。加长螺纹共3处；钳工攻丝时间：20min；钳工工具：M6mm*1mm螺纹丝锥；改机攻后一次加工合格，机加时间无变化，节省攻丝时间20min。

4.3机夹刀加工方式验证

加工过程中由于刀具轴线不通过零件中心，减少了底刃的参与面积，刀片寿命得到提高；转 B加工时由于转台输出作用力较小，导致加工效率较低；同时加工过程只能采用单向走刀，因此当横向顺铣时零件受力仍为下压力；偏置后在切宽方向上略有残留。较之前方案在受力合理的基础上刀片寿命大幅提高，但加工效率和表面残留问题仍然存在。采用机夹刀且刀具轴线过零件中心竖向铣加工方式。选择竖向走刀，底刃可以完全不参与，完全由侧刃进行切削，刀片磨损程度更低；竖向走刀顺铣，刀具施立的分向力为压紧零件，加工过程更为稳定；进刀方式为圆弧进刀，虽然运行轨迹有所延长，效率降低但在相同的时间间隔内切削面积更少刀片磨损更低；虽然圆弧进刀轨迹延长效率有所降低，但数控设备的XYZ 轴输出力远大于B轴输出力，因此可以大幅提速，效率相应大幅提高；由于竖向走刀，因此在两刀交接位置留有少量残留。此种方式的弱点在于只能加工开放式空间结构，可加工零件结构局限性很大。

5应用情况

通过技术策略的实施，实现了对大直径薄壁机匣无钳工干预加工，并掌握了以下几项技术，主要有：1）大直径薄壁机匣微小余量加工中变形补偿技术：大直径薄壁机匣零件加工，随着刀具的切削过程，薄壁零件产生的微量变形是存在的，因此，同一区域不同刀具切削会产生接刀痕，为解决此类问题，应用机床自带参数功能，利用参数编程技术，将切削中变形量补偿到区域切削的数控程序中，解决了同一区域不同产的问题。2）快速定位装夹技术：先进工装应用，目前产品加工主要的工装一直延续传统结构设计、制造，没有有效措施解决薄壁零件加工中的微量变形，也无法满足批量生产零件的快速装夹需求。3）外涵承力环数控程序进行优化调整，有效提高加工效率、改善加工质量。

6研究结论

使用对应规格、不同目数的砂盘进行不同需求的磨抛加工。对于大型薄壁零件，液压夹具的使用能较为有效的解决零件变形难以控制的问题，对于大型的液压夹具，液压夹具使用中的注意事项：存在端面压板的压紧力不均，零件容易压紧不实；夹具内间隙内不能避免有铁屑进入，不易清除；液压管头不能影响刀具加工，不能存在干涉；夹具注意减重。利用改磨后的库存异型倒角刀具，数控加工月牙槽上下两边锐边，完整去除毛刺。

结束语

未来零件加工无钳工干预是势在必行的趋势，零件加工中应用无钳工干预加工技术时，机械加工时间会适当增加，增加的时间虽不多，但是对于关键设备的加工还是要适当考虑设备占用时长。随着加工技术的不断进步，数控加工去毛刺技术会越来越成熟。

参考文献

[1]李伟兴.高速铣加工壁板类零件转角[J].装备制造技术,2014(6):3.