加工中心方孔加工方案

陈天进

贵州航天南海科技有限责任公司 贵州遵义 563000

1 序言

图1为某型号三通产品，应用于航天领域，由3块法兰盘和1个主体焊接而成，法兰盘中间有3个相通的方孔。该产品材料为2A12-T4铝合金，硬度较低，塑韧性较好，在加工过程中易产生应力变形和热变形。焊接完以后要将中间部分加工成方孔，并保证3个方孔交接处没有台阶。

图1 三通

2 三通结构及加工精度要求

图2为三通结构尺寸及加工精度要求。各方孔的尺寸公差都只有0.03mm，沉台的尺寸公差为0.2mm，各个方孔角不能有台阶或者接刀痕。若要保证该产品的加工精度，3个方孔必须一次性加工出来。

图2 三通结构尺寸及加工精度要求

3 传统加工方法及存在的问题

针对方孔的加工，传统加工方法一般是在加工中心上分层铣削。即先用大直径铣刀清除大部分余量，再用小直径铣刀进行清根，将方孔四角加工到R1.5～R3.0mm，然后采用特种设备（电火花）加工成方孔，或者由钳工修锉成直角。特种设备的加工成本较高，钳工修锉的产品会产生接刀痕，质量不易保证。

4 方孔加工的解决方案

针对传统加工方法存在的加工成本高、产品加工质量难以保证等问题，通过不断的探索和研究，将插铣方法应用到加工中心上[1]，将方孔一次加工成形[2]。具体解决方案如下。

1）自行设计插铣方孔所使用的插刀[3]（见图3），同时进行方孔相邻两面的插铣切削，沿方孔对角线精准进刀，不会产生接刀痕迹。经过调试，试切稳定后，应用到产品上。

图3 插刀

2）将装好的刀具拉表校平，检测刀具的稳定性和可靠性。该刀具1次校平可以加工方孔的4个角，插刀的校正如图4所示。

图4 插刀的校正

3）进行试加工。先用大直径铣刀去除余量，然后用小直径刀具将方孔的直角处加工到R3mm，最后按照插床的加工原理，将主轴定位锁紧后仅做上下垂直进给，快速清除方孔四角的残留圆弧，加工成直角。方孔的加工如图5所示。

图5 方孔的加工

5 加工效果验证

产品插铣加工效果如图6所示。经检测，产品精度符合图样要求[4]，产品合格率达99%以上。

图6 产品插铣加工效果

6 结束语

在加工中心上采用插铣的方式加工方孔，比在特种设备（电火花机床）上加工的成本降低了35%以上，可一次性加工成形，加工效率提高45%。产品质量也得到了很大的提升，达到了降本增效的效果，是一种经过实际验证的可行的加工方案。