曹胜华

（中国电子科技集团公司第九研究所，四川 绵阳 621000）

关健词：工艺技术；选用和备料；粗加工；精加工

1 材料的选用和备料

主要考虑的是节省成本以及材料，在被用材料以及选择材料的方面，并没有太多的限制性要求。刚开始加工时，选用较为常用的2A12、5A05、5A06等系列的铝材，发现材料的基本状态不同对产品加工质量影响比较大。材料状态方面有铝合金硬态、软态以及半硬态状态，不同状态材料在加工中变形较为明显，如果选择材料不合适，那么所生产出来的产品精度无法得以保障。通过一系列的实践，优先选择，已初步消除内应力退火状态材料，如5A06、2A12等材料。在下料方面，备料时要求距边距10～20mm，以减少因原材料的不足对产品质量产生的影响。并且在下料过程中不建议采用砂轮切割机下料这种大热量的下料手段。因为热能较集中时，会使材料瞬时熔化和汽化，造成下料的切口处与中心处的材料性能不一致：口边缘处材料晶粒变粗，改变了材料的强度与韧性，并且产品加工成型后，表面处理（电镀）时会出现色差。因此，在选料、备料时，适合采用锯床下料的方法并要求用冷却液冷却，确保材料再通过加工，并且成型之后状态是稳定的。

2 粗加工的选择

考虑铝件壳体尺寸精度、表面粗糙度，想达到高精度要求并不容易。所以就在选择材料的时候，尺寸的余量以及复杂形状加工余量，需要在精加工前做好去除工作，这就是粗放式加工。粗加式先于精加式前进行，主要是目的在于让其表面光亮，去除多余的部位，可以起到加工定位的作用。铝合金的材料具有一定特殊性，在零件加工分析过程中发现工件在切削时，表面经过反复的摩擦，让工件表面经过反复的磨擦、切削，表面的晶粒会变形，可发生回弹。因此为将材料变形减到最小，一般选用普通铣床进行粗加工，这是因为铣床的加工精度相对较高（相对刨床）——可为后面的精加工提供较好的定位基准；铣加工可采用高转速小切削量的加工方法，使用适量的冷却液，可使工件表面晶粒不会因为切削热的产生而发生巨大的变化，减少变形的产生；铣加工的速率是较快的，并且与后面的精加工基准是一致的，这样可减少因加工基准的改变而产生的误差，以达到图纸尺寸高精度的要求。

首先，进行粗加工，刀具方面：在选择直较大一些的铣刀，这样刀具有足够的刚性，高转速时在刀具不易折断；在转速、切削量方面：主轴转速2000～3000rpm；进给量0.3～0.5mm/min；切削深度≤3mm；切削方式：采用逆铣方式，分层多次铣削。以此参数加工的工件所留轮廓的加工余量应尽量均匀，一般情况下，留加工余量1～2mm其次，工件加工的角尺一定要保证。因为粗加工时形成的角尺边将在精加工时作为定位基准。粗加工后由于工件材料的内部积聚了一定的加工内应力，因此增加一步低温热处理，以消除材料的内应力，改善材料的加工性能，增强材料在精加工时的稳定性。

3 成型精加工

为保障零件尺寸的精细度满足，对于复杂图形结构的需求，用精度比较好的机床开展加工工作，并且考虑数控机床动态性能以及机床干性比较好，因此在选择数控加工中心开展成型的精加工工作。在刀具方面根据零件的内腔最小圆弧半径选择铣刀，有特殊要求时，可用直径较大的铣刀先行加工，再用小直径的铣刀将圆角修铣成型，在工件装夹过程中，尽量减少装夹次数，实行一次定位加工成型的方式，以减少人为的装夹误差，保证工件的精度。精铣时，根据所留余量，分1～2次分批加工。在加工中如果切削速度是调整进行的，则会产生大量的切削热，虽然有一部分热量被切屑走，但刀刃前区温度非常高，由于铝合金熔点低,刃前区常处在半熔化的状态下，因此工作时工件的切削点强度受高温影响，有了很大下降，这样则可能产生零件在加工时，形成“裹刀”的缺陷。所以在精加工时，一般选择润滑性能好且黏度低，并且冷却性好的切削油，以此作为切削液。润滑刀具时将切削热带走，减少刀具刃前区、零件加工面的温度，这样能尽量保证零件不受温度的影响而发生变形。

需要选择合理的零件装夹方法，虽然零件定位基准面已经过了铣平处理，但由于铝合金薄壁零件刚度低，容易发生装夹变形的情况，为了能让加工平面达到设计的需求，并不出现波浪面、鼓型面，加工前需要在平面中加装专用支撑（底盘+调节螺杆），可用来对螺杆高度进行调节，这样能产生一定支撑力，提升零件整体刚度。夹紧时，各压板作用点围绕支撑螺杆中心点开展，各作用点的夹紧力需要尽可能保持一致，才能真正消除掉变形，选择合适主轴转速等，让加工达到光整的目的，获得满意的加工精度。

4 成型后的镀前保护

为了保证盒体件的特殊性能指标，需要对成型产品进行表面涂复处理。由于加工成型后的壳体件的四侧都较薄，一有碰撞都会产生变形，影响尺寸精度。因此，购买了塑料周转箱，壳体零件将一件件平放入周转箱进行周转，与壳体相接触处垫有海面，这样即使壳体与周转箱相碰时也只是软接触，不至于使壳体产生变形。这样就不会因为电镀前没有保护好，使得工件没能达到设计的要求。

5 结论

通过在生产实践中的探索与实验，发现一般的壳体零件经过粗加工与精加工即可成型。但对于外形尺寸变化很大的零件，在粗加工后需热处理，以保证产品的尺寸要求。

现将S波段四端环行器壳体加工路径绘制如图1。

图1 壳体加工的工艺流程

6 实例

为了更好地阐述壳体件的加工过程，如图2所示，零件外形尺寸为340.15mm×163.3mm×23mm，其加工操作步骤如下：

图2

（1）下料：型号为5A06（LF6）的铝板厚30mm下料尺寸为30mm×347mm×170mm下料时注意对角尺。

（2）粗加工：加工四周、台阶、内框及凹框；均留加工余量2mm，加工时注意角尺边的垂直度不大于0.5mm。

（3）热处理：退火处理，消除加工应力。

（4）精加工：用加工中心铣四周、台阶、内框、凹框及孔；调换装夹方式，加工侧壁上的方框及孔。

（5）去毛刺，作壳体上螺纹孔，销钉孔。

（6）表面涂复处理：加强工件的导电性能，对工件表面作导电氧化处理。

7 结语

总之，在保证材料备料，粗加工去除余量，精加工成型和镀前保护各工序质量前提下注意各工序毛刺要去除干净，装夹时注意装夹力度等细节，就完全能够加工出较为完美的零件。