具有肋骨框架特征的零件是典型的五軸加工零件。首件試切過(guò)程中出現(xiàn)刀痕、擺線等工序質(zhì)量問(wèn)題，影響交貨。從參數(shù)設(shè)置、加工方式、分段編程等方面優(yōu)化了該零件的工藝方案，并進(jìn)行了試切對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，上述優(yōu)化方法能有效解決零件表面的刀痕和擺紋問(wèn)題，大大提高零件的外觀質(zhì)量。

01

前言

用車(chē)間的五軸機(jī)床通過(guò)聯(lián)動(dòng)擺角加工某肋骨架零件時(shí)，加工表面出現(xiàn)刀痕、擺紋等質(zhì)量問(wèn)題。雖然在檢驗(yàn)公差內(nèi)，但外觀質(zhì)感差，客戶拒收，影響了零件的交付。本文對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了綜合分析，提出了外觀工藝的優(yōu)化方案，并進(jìn)行了實(shí)際試切對(duì)比試驗(yàn)，最終總結(jié)推廣了工藝技術(shù)，從而徹底解決了上述質(zhì)量問(wèn)題，大大提高了零件的外觀質(zhì)感，滿足了客戶需求和零件的交貨期。

基于的零件結(jié)構(gòu)和工藝分析

肋骨框架部分的結(jié)構(gòu)如圖1元所示。來(lái)料為7050 Kramp-Karrenbauer陳一Zha 7451，整體結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，加工剛性好，中間包含腰孔，型材和腹板最小壁厚1.5mm元mm，型材表面有開(kāi)合角結(jié)構(gòu)，是典型的五軸薄壁肋框零件。

整體工藝研磨方案所示。由于零件的加工剛性尚可，且有帶開(kāi)合角的曲面，零件整體工藝安排為五軸數(shù)控加工，搭接采用“兩孔一面”的定位方式，即曹政奭、1元、金惠允。另外，連接塊的兩端需要避開(kāi)零件的拐角，以便粗加工時(shí)能及時(shí)去除拐角毛坯，便于后續(xù)的拐角面銑削。

03

解決方案和試切

根據(jù)工藝編制的經(jīng)驗(yàn)，零件輪廓曲面的加工需要用五軸數(shù)控機(jī)床的擺角線切割來(lái)完成《逃離房間:冠軍爭(zhēng)霸賽》的曹政奭，金惠允。五軸數(shù)控機(jī)床的線切割加工主要有兩種方式:一種是定角線切割，另一種是擺角線切割。

結(jié)合實(shí)際零件表面刀痕、擺線等問(wèn)題，判斷原工藝方案采用擺角切割。這是因?yàn)?，在固定角度切削時(shí)，銑刀的底角是以固定角度切削的，機(jī)床的刀盤(pán)始終處于固定角度。在加工過(guò)程中，機(jī)床的主軸頭不會(huì)隨著零件表面的波動(dòng)而擺動(dòng)，銑刀的角度是固定的。因此，以固定角度切割加工的零件形狀不會(huì)出現(xiàn)任何軸向刀痕或擺線等外觀質(zhì)量問(wèn)題。綜上所述，針對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)中擺角和切割的方式，給出了以下兩種優(yōu)化外觀工藝的方案，并對(duì)相應(yīng)方案進(jìn)行了試切對(duì)比試驗(yàn)。

3.1元方案一:參數(shù)設(shè)置和加工方式選擇

機(jī)床的主軸頭在聯(lián)動(dòng)角度加工時(shí)會(huì)隨著零件形狀和表面的波動(dòng)而不時(shí)變化，以合適的角度進(jìn)行銑削。加工過(guò)程中的實(shí)際切削是銑刀側(cè)齒加工，這也是與定角線切削的主要區(qū)別之一。設(shè)置時(shí)，需要選擇合適的分層加工模式。聯(lián)動(dòng)加工角度時(shí)，分層方式應(yīng)選擇“by offset”；固定角度切割時(shí)，分層方式為“Bythickness”。另外，在設(shè)置“離開(kāi)扇動(dòng)距離”和“接近扇動(dòng)距離”的值時(shí)，進(jìn)退適應(yīng)距離要盡可能大，以便進(jìn)退均勻，實(shí)際中可以設(shè)置為500mm。

第一種方案的對(duì)比測(cè)試結(jié)果。從試切結(jié)果可以看出，與初始問(wèn)題零件①相比，試切后零件②的左輪廓曲面有所改善，但其右輪廓曲面的優(yōu)化僅靠方案一是無(wú)法完成的，并沒(méi)有得到與左輪廓曲面相同的改善結(jié)果。

a)左側(cè)輪廓表面

)右輪廓曲面。

3.2元方案二:分段編程

工序拆分前程序的刀具軌跡如圖4???所示。很明顯，初始程序的刀具軌跡是從1元#曲面到#曲面的整體加工編程模式，并且刀具軌跡存在明顯的擺動(dòng)角度，導(dǎo)致五軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)零件表面會(huì)出現(xiàn)刀痕和軸向擺動(dòng)線。

兩種方案的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7元。從試切結(jié)果可以看出，與initialNo。①和試切號(hào)②、試切號(hào)的左右表面。③零件改善，零件表面光澤度好，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，無(wú)刀痕、擺線等工藝質(zhì)量問(wèn)題。整體肋骨架零件外觀工藝試切試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖8元所示，在一定程度上展示了肋骨架零件工藝方案優(yōu)化的全過(guò)程和結(jié)果。不難發(fā)現(xiàn)，3號(hào)試切件對(duì)應(yīng)的優(yōu)化工藝方案最好，加工出的零件表面質(zhì)量最好，是理想的工藝方案。

a)左側(cè)輪廓表面

)右輪廓曲面。

04

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述肋骨架零件外觀工藝方案的優(yōu)化和改進(jìn)，提出了相應(yīng)的工藝優(yōu)化方案。③試切件應(yīng)用于公司車(chē)間批量生產(chǎn)加工。結(jié)果表明，該方案生產(chǎn)的零件外觀工藝得到了優(yōu)化和改進(jìn)，零件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，得到了客戶的認(rèn)可，滿足了零件的型號(hào)交貨期。同時(shí)，優(yōu)化改進(jìn)方案對(duì)類(lèi)似零件具有很好的借鑒意義。