巧用数控车、铣复合工艺批量加工零件的案例分析

白伟鹏

摘要：本文以作者在企业工作期间所设计的一款汽油动力航模直升机的零部件为例，介绍一种在不开模具的情况下，综合运用数控车、铣复合加工工艺，批量生产零件的方法，以达到快速、精准完成中小批量零件的生产交货，并能大量节约模具等生产装备的费用投入，提升企业的产品生产利润。

关键词：数控加工；车、铣复合；中小批量生产

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2014）09-0101-03

笔者曾于一家生产航空模型的公司从事模型开发设计及数控编程加工工作，其中航模直升机的关键部位如螺旋桨零件全部采用强度高、质量轻的铝合金作为材料（如图2）。笔者主要负责制定零件的生产工艺，把零部件加工出来。加工此类零件存在以下一些实际问题：第一，由于爱好航模的专业群体人数有限，而且新款机型不断推出，更新换代较快，所以每款机型的订单都是两千来套左右，属于中小批量生产，每架飞机所包含的铝合金零件有二十来个，工艺上如果采用开铝合金压铸模具的方法生产零件，开模具的成本会非常高，得不偿失，开模时间也会拖得太长，所以不可能采用模具大批量生产铝合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精确度和表面光洁度要求高，所以适合采用数控加工方式生产。第三，由于零件要批量地生产，所以需要设计一些快速装夹零件的工装夹具。

一、旋翼夹座零件工艺性分析

1.该零件外部特征并非典型的旋转体，存在许多不规则的特征，不能直接使用车削的方法生产，需要用到铣削的方法生产。

2.如果直接使用一块方形原料进行铣削加工，难度比较大，主要是向内陷进去的圆柱部分和与其连接的斜线部分较难用铣刀处理。

3.鉴于零件存在一些圆柱的特征，可以先假设该零件本来就是旋转体，只是经过后期铣床加工，才变成现在的不规则模样。因而可以买圆柱棒料作为坯料，先用数控车床批量加工出半成品，然后用夹具把半成品装夹好，用数控铣床进行批量加工。当然，该零件需要正面、反面作两次装夹，才能铣削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺纹孔最后使用普通钻床和攻牙机处理，不再占用相对昂贵的数控设备加工。

5.铝合金零件最后作去毛刺、氧化、着色处理，表面会出现蓝色的色泽，较为新潮吸引。

二、旋翼夹座零件的加工过程

（一）用数控车床编程加工出半成品（坯料：￠28mm铝合金圆棒），程序省略（见图4）

图4用数车加工的半成品

（二）使用MasterCAM软件编程，并用数控铣床加工零件（分A、B两面加工）

1.先加工零件顶面凸缘部分特征。考虑到批量生产，故设计了一个简易的工装夹具（如图5），夹具先放正于铣床台面，百分表找平，用组合压块紧固。四面分中，并以圆孔底面为对刀零面。依次把六个零件放入圆孔内（圆孔直径比零件外径稍大0.03mm），把夹具的活动压条往里推，紧压六个零件，然后用内六角螺钉锁紧活动压条，完成了工件的装夹（如图6）。

摘要：本文以作者在企业工作期间所设计的一款汽油动力航模直升机的零部件为例，介绍一种在不开模具的情况下，综合运用数控车、铣复合加工工艺，批量生产零件的方法，以达到快速、精准完成中小批量零件的生产交货，并能大量节约模具等生产装备的费用投入，提升企业的产品生产利润。

关键词：数控加工；车、铣复合；中小批量生产

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2014）09-0101-03

笔者曾于一家生产航空模型的公司从事模型开发设计及数控编程加工工作，其中航模直升机的关键部位如螺旋桨零件全部采用强度高、质量轻的铝合金作为材料（如图2）。笔者主要负责制定零件的生产工艺，把零部件加工出来。加工此类零件存在以下一些实际问题：第一，由于爱好航模的专业群体人数有限，而且新款机型不断推出，更新换代较快，所以每款机型的订单都是两千来套左右，属于中小批量生产，每架飞机所包含的铝合金零件有二十来个，工艺上如果采用开铝合金压铸模具的方法生产零件，开模具的成本会非常高，得不偿失，开模时间也会拖得太长，所以不可能采用模具大批量生产铝合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精确度和表面光洁度要求高，所以适合采用数控加工方式生产。第三，由于零件要批量地生产，所以需要设计一些快速装夹零件的工装夹具。

一、旋翼夹座零件工艺性分析

1.该零件外部特征并非典型的旋转体，存在许多不规则的特征，不能直接使用车削的方法生产，需要用到铣削的方法生产。

2.如果直接使用一块方形原料进行铣削加工，难度比较大，主要是向内陷进去的圆柱部分和与其连接的斜线部分较难用铣刀处理。

3.鉴于零件存在一些圆柱的特征，可以先假设该零件本来就是旋转体，只是经过后期铣床加工，才变成现在的不规则模样。因而可以买圆柱棒料作为坯料，先用数控车床批量加工出半成品，然后用夹具把半成品装夹好，用数控铣床进行批量加工。当然，该零件需要正面、反面作两次装夹，才能铣削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺纹孔最后使用普通钻床和攻牙机处理，不再占用相对昂贵的数控设备加工。

5.铝合金零件最后作去毛刺、氧化、着色处理，表面会出现蓝色的色泽，较为新潮吸引。

二、旋翼夹座零件的加工过程

（一）用数控车床编程加工出半成品（坯料：￠28mm铝合金圆棒），程序省略（见图4）

图4用数车加工的半成品

（二）使用MasterCAM软件编程，并用数控铣床加工零件（分A、B两面加工）

1.先加工零件顶面凸缘部分特征。考虑到批量生产，故设计了一个简易的工装夹具（如图5），夹具先放正于铣床台面，百分表找平，用组合压块紧固。四面分中，并以圆孔底面为对刀零面。依次把六个零件放入圆孔内（圆孔直径比零件外径稍大0.03mm），把夹具的活动压条往里推，紧压六个零件，然后用内六角螺钉锁紧活动压条，完成了工件的装夹（如图6）。

摘要：本文以作者在企业工作期间所设计的一款汽油动力航模直升机的零部件为例，介绍一种在不开模具的情况下，综合运用数控车、铣复合加工工艺，批量生产零件的方法，以达到快速、精准完成中小批量零件的生产交货，并能大量节约模具等生产装备的费用投入，提升企业的产品生产利润。

关键词：数控加工；车、铣复合；中小批量生产

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2014）09-0101-03

笔者曾于一家生产航空模型的公司从事模型开发设计及数控编程加工工作，其中航模直升机的关键部位如螺旋桨零件全部采用强度高、质量轻的铝合金作为材料（如图2）。笔者主要负责制定零件的生产工艺，把零部件加工出来。加工此类零件存在以下一些实际问题：第一，由于爱好航模的专业群体人数有限，而且新款机型不断推出，更新换代较快，所以每款机型的订单都是两千来套左右，属于中小批量生产，每架飞机所包含的铝合金零件有二十来个，工艺上如果采用开铝合金压铸模具的方法生产零件，开模具的成本会非常高，得不偿失，开模时间也会拖得太长，所以不可能采用模具大批量生产铝合金零件。第二，由于航模零件的尺寸精确度和表面光洁度要求高，所以适合采用数控加工方式生产。第三，由于零件要批量地生产，所以需要设计一些快速装夹零件的工装夹具。

一、旋翼夹座零件工艺性分析

1.该零件外部特征并非典型的旋转体，存在许多不规则的特征，不能直接使用车削的方法生产，需要用到铣削的方法生产。

2.如果直接使用一块方形原料进行铣削加工，难度比较大，主要是向内陷进去的圆柱部分和与其连接的斜线部分较难用铣刀处理。

3.鉴于零件存在一些圆柱的特征，可以先假设该零件本来就是旋转体，只是经过后期铣床加工，才变成现在的不规则模样。因而可以买圆柱棒料作为坯料，先用数控车床批量加工出半成品，然后用夹具把半成品装夹好，用数控铣床进行批量加工。当然，该零件需要正面、反面作两次装夹，才能铣削完成所有特征的加工。

4.零件上3mm的通孔和M2的螺纹孔最后使用普通钻床和攻牙机处理，不再占用相对昂贵的数控设备加工。

5.铝合金零件最后作去毛刺、氧化、着色处理，表面会出现蓝色的色泽，较为新潮吸引。

二、旋翼夹座零件的加工过程

（一）用数控车床编程加工出半成品（坯料：￠28mm铝合金圆棒），程序省略（见图4）

图4用数车加工的半成品

（二）使用MasterCAM软件编程，并用数控铣床加工零件（分A、B两面加工）

1.先加工零件顶面凸缘部分特征。考虑到批量生产，故设计了一个简易的工装夹具（如图5），夹具先放正于铣床台面，百分表找平，用组合压块紧固。四面分中，并以圆孔底面为对刀零面。依次把六个零件放入圆孔内（圆孔直径比零件外径稍大0.03mm），把夹具的活动压条往里推，紧压六个零件，然后用内六角螺钉锁紧活动压条，完成了工件的装夹（如图6）。