滕超　陈明献　梁琪

[摘 要] 零件材料为7075，内外型结构复杂，内型腔尺寸由大到小，深度较深。材料存在硬度低、导热快、塑性大、热膨胀系数大、切削加工性差等难题。实际加工中选取经济型數控车床，通过分析确定零件的加工难点，安排加工顺序，自制工装，选取合理的切削参数，保证零件一次加工合格。

[关键词] 典型零件;工艺分析;结构

本学年，省劳模创工作室承接广州一企业薄壁产品打样业务，工作室团队带领数控项目竞赛选手参与了零件的整个加工过程，在产品的生产过程中，总结了薄壁类零件的加工经验。

一、产品零件的结构

产品结构如图1所示，零件材料为7075，外圆最大直径200H8，外圆R500与内型腔圆弧面最薄处单边厚度仅为5mm，内型腔由七处内环槽和六个公差等级为H8的台阶组成，孔口处为一个M175×2-6g的内螺纹，右端面一处189×4.75mm的端面槽。

二、加工难点分析

通过产品图纸分析，此零件有以下的加工难点：

（1）零件材料为7075，切削加工性差，内型腔复杂，排屑不畅，零件易变形;

（2）零件的尺寸较大，来料长L=370mm，直径=240mm，重量约40kg左右，并且现有条件没有可装夹240圆柱的中心架;

（3）内型腔的七处内环槽和六个公差等级为H8的台阶必须一次安装加工完毕以保证各处形位公差;

（4）内型腔头部R13的相接问题;

（5）掉头后如何加工R500、R18，200H8等尺寸。

三、加工工艺安排及工装设计

（1）根据此零件的设计要求及来料情况，车削加工的步骤为：粗车外圆基准→钻孔（直径小于内腔R13）→粗车内型腔→依次粗车各台阶（均留余量0.5mm）→粗车端面槽→掉头粗车（留余量0.5mm，局部留工艺台阶）→掉头精车各部环行槽至尺寸→切空刀槽→车M175内螺纹→精车端面槽→精车各台阶至公差要求→掉头用工装车外圆R500，200H8至要求。

（2）零件内型腔复杂。孔部形体是从大到小的趋势，如果采用传统的从头至尾的循环式编程加工比较困难，铝削也不易排出，加工时工件容易被挤动，造成危险。为避免意外，采用的是分段分层加工的方式，分别以七处内环槽的每一段长度为目标，将内型腔分解为七个部分。由于零件较大，切削转速不能太大，采用标准刀具由于其长短差异而不能满足条件，不利于铝件的切削加工，最终采取了自制刀杆。

（3）右端轮廓粗加工完成后，夹持200mm外圆粗加工左端大部分余量，以减轻工件重量，机床主轴孔直径为85mm，加工软爪50mm长，需在以左端为基准113mm长处，留一个直径138mm、长40mm的台阶作为掉头精加工工艺装夹台阶。

（4）内螺纹M175×2，退刀槽应为螺距的1.5倍左右，而图纸给定的退刀槽仅为1mm，正常的加工方法是不适用的。零件的夹持部位较短，悬伸较长，又无中心架的支撑，为了使加工更为合理，采用自制弹性刀杆，改变车削方式使加工时刀具由内到外，反转进刀，程序采用G32螺纹切削方式，程序（略）。

（5）内型腔最深处为圆弧采用了将钻头头部磨成R13的圆弧，保证内腔深度的条件下与最深处的内环槽预留出的直径相接，手工抛光即可。

（6）掉头后如果直接装夹200mm的位置，零件最薄处仅为3mm，会造成螺纹以及端面槽的变形，最终导致零件的报废。从工装的总体结构图可以看出（见图2：工装示意图），分别用内螺纹M175×2和内孔直径170.5mm两个位置定位与夹紧，内部增加了尼龙棒做成的可调支撑，增加工件的整体刚性以及减少零件的变形。内腔圆弧面是内槽形式，整体尼龙棒不放入零件，需将其分成三等份。先将尼龙棒分别放入零件中，后放入50mm顶针，通过顶针的作用力使尼龙棒与工件充分接触，最后将工装旋入工件内，端面槽定位螺纹锁紧，确保零件跳动在公差范围内，轻刀快走去除工艺台阶面后，整体精车R500及200H8外圆，编程使用Mastercaam编程软件，精加工刀具采用PCD，主轴转速n=150～250rpm，进给量F=0.15～0.25mm，切削深度ap=0.05mm。采用以上加工方法，零件一次加工成功，该工装不但方便、准确，而且缩短辅助时间，既能保证产品质量，又提高了生产效率，确保零件的及时交付。

随着数控设备的广泛应用，高精复杂零件的加工日益增多，对技术工人提出了新的课题，只有将传统的加工方法、技能与先进数控设备有机结合，才会开拓更广泛的领域。通过此次为企业提供技术支持，了解了行业企业的要求，引进企业生产岗位所需技能的内容、结构、标准，引入企业技能和生产管理文化，实现职业院校的数控技术教学与企业实际需求的对接，培养更多更好的数控技能型人才。

参考文献：

高崇臻.技能大赛引领职业教育教学改革[J].现代教育，2013（7）.

[作者单位]

广州市机电高级技工学校

（编辑：薄跃华）