摘 要：加工效率和精度是金屬加工領域追（zhuī）求的（de）永恒目標。隨著數控機（jī）床技術的進步，複合加工技術日趨成熟。以連接環為例，探討（tǎo）了車銑複合的數控加工工藝，闡述了加工過程中的注（zhù）意事項，旨在提高複合加工的加工效率和精度（dù）。

        關（guān）鍵詞（cí）：複合加工；加工精（jīng）度（dù）；數控加工（gōng）；車銑

        中圖分類號（hào）：TG659 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.112

        複合（hé）加工作為（wéi）一種先進的製造技術，是目前國際（jì）上機（jī）械加工領域（yù）最流行（háng）的加工工藝之一。所謂“複合加（jiā）工”，就是在一台機床上實（shí）現幾種不同的加工工藝。這樣做（zuò），能夠縮短工藝鏈，減少（shǎo）零（líng）件裝夾次數，提高零件的生產效率。在複合加工中，應用最廣泛、難度最大的就是車銑複合加工。總的來看，車銑複合零件的加（jiā）工並不隻是簡單的車銑結合，而是需要考慮加工的先後次序和裝（zhuāng）夾方案，以保證加工精度（dù）。

        1 圖樣分析

        為（wéi）了便於理解，本文首先介紹連（lián）接環零件（jiàn）的加工內容。零件材料為AISI1045，查閱機械設計手冊可知，AISI1045為（wéi）美國材料牌號，對應國內牌（pái）號為45#鋼，屬於優質碳素結構鋼，加工性能好，加工變形小。連接環主（zhǔ）要加工內容如表1所示。

        由表1中的數據可以知道，連接環的主要加工難（nán）點（diǎn）為Φ135h7 mm外圓（yuán）直徑和Φ70H7 mm內孔。此外，端麵上的孔和外圓內孔需要使用不同的機床類型加工，需要車銑複合加工。

        2 製訂工（gōng）藝路（lù）線

        根（gēn）據零件工藝特性和車銑複合（hé）數控車床的工藝特點，考慮零件裝夾要求，選用直徑為140 mm、長度為26 mm的棒（bàng）料作為毛坯。此零件分3次裝夾，選用棒料做毛坯，第一次使用數控車床完成外圓、內孔的加工，第二次使用數控車床完成零件總厚加工，第（dì）三次使用加工中心完成沉孔、螺紋孔、U形槽的（de）加工。在此過程中，備料45#鋼棒料，Φ140 mm×26 mm；鑽孔鑽Φ40孔；車（chē）外圓（yuán）內孔三爪卡盤裝夾（jiá）從車（chē）端麵、外圓、內孔（kǒng）入手；車總厚三爪卡盤的（de）裝夾，從車端麵入手，以保（bǎo）證總厚；對於打孔銑槽，則包括三爪卡盤、打沉孔、螺紋孔、銑U形槽。

        3 夾（jiá）具（jù）選（xuǎn）用

        針對加工零件和加工數（shù）控設備（bèi）的實際情況，零件（jiàn）分3次裝（zhuāng）夾。加工左端時，以毛坯外圓為基準，選用三爪卡盤和軟爪裝夾，零件伸（shēn）出量為21 mm。加（jiā）工右端時，采用已經加工完畢的Φ135H7 mm外（wài）圓作為定位基準，選用三爪卡盤+軟爪裝夾。為了保證已經加工完畢的Φ135h7 mm外圓表麵不被夾傷，可以在裝夾部位墊銅（tóng）皮。加工端麵上的孔時，采用已經加工（gōng）完畢的Φ70H7 mm內孔作為定位（wèi）基準，選用三爪卡盤+反爪裝夾。為了保證（zhèng）已經加工完（wán）畢的Φ70H7 mm內孔表麵不被夾（jiá）傷，可以在裝夾（jiá）部位墊銅皮。

        4 刀具和切削用量選（xuǎn）擇

        4.1 外圓（yuán）刀和切削用量的選擇

        根據零件特點和加工內容，外圓加工分粗（cū）精加工，選用SANDVIK係統刀具，選擇DCLNL2020M09刀杆。為了與刀架相匹配，使用菱形刀片，分別選擇CNMG090408-PR和CCMT090404-PF刀片（piàn），CNMG090408-PR刀尖（jiān）R角略大，刀具強度高，刀尖鋒（fēng）利程（chéng）度低（dī），適合粗加工；CCMT090404-PF刀尖R角小，刀具強度低，刀尖鋒利程度高，適合精（jīng）加工。由於本零件的（de）外圓比較大，所以，粗車轉速選擇為（wéi）600 r/min，以保證線速度不會過大（dà）。根據粗車盡可能快地去除多餘材料的原（yuán）則，結合SANDVIK刀具手冊，選擇切深2.5 mm，進給（gěi）0.25 mm/r。為了保證精車表麵（miàn）粗糙度的兼顧率，選擇轉速600 r/min，切深2.5 mm，進給0.25 mm/r。

        4.2 內孔車刀和切削用量的選擇

        一般而言，車削內孔時（shí），必須先在棒（bàng）料上打預孔，預孔尺寸（cùn）盡可能大，一般以（yǐ）小於零件圖上最小內孔3～4 mm為（wéi）最佳。但是，該零件的最小孔徑（jìng）比較大，受選用機床的限製，所能安裝的（de）鑽頭（tóu）最（zuì）大（dà）為Φ40 mm，隻能（néng）鑽削Φ40 mm的孔，因此，最終預孔孔徑為Φ40 mm。根據預孔孔徑，選擇20M-SCLCR06的刀杆，該刀杆直徑比較（jiào）粗，剛性比較好。

        內孔直徑相對外圓較小，轉速可以適當（dāng）加大。車削內孔時，由於（yú）切削條件比較差，而且（qiě）內孔刀的刀杆一般比外圓（yuán）刀的刀杆剛性差，所以，車削內孔的切削深度要比車削外圓小。因此，該零件（jiàn）粗（cū）車內孔（kǒng）時，選擇轉速（sù）1 500 r/min，則切深2 mm，進給0.2 mm/r；選（xuǎn）擇轉速1 800 r/min，則切深0.3 mm，進給0.1 mm/r。

        4.3 沉頭（tóu）孔加工刀具和切削用量的選擇

        沉頭孔（kǒng）為（wéi）安裝螺栓用的，精度要求不高。因此，采用鑽孔完成（chéng）時，首（shǒu）先采用R840-0500-30-A0A型號的鑽頭，鑽Φ6 mm的通孔。由於鑽頭直徑比較小，查閱SANDVIK刀具手冊，采用轉速1 500 r/min，切深（shēn）6 mm，進（jìn）給320 mm/min。然後選（xuǎn）用R216.32-15030-AC10P型號的平底鑽，鑽Φ15 mm的沉頭（tóu）孔，

        可以節約銑（xǐ）削時間，提高加（jiā）工效率。由於鑽頭直徑比較大（dà），根據切削用量手（shǒu）冊，采用轉速800 r/min，進給80 mm/min。

        4.4 U形槽加工刀具和（hé）切削用量的選擇（zé）

        加工U形開口（kǒu）槽時（shí），可以采用與U形槽等直徑的刀直接加工，也可以采用（yòng）比槽寬小的刀加工。采用（yòng）與U形槽等直徑的刀直接加工的優勢是效率高（gāo），編程方便，缺點是尺（chǐ）寸由（yóu）刀具決定，不能（néng）通過程序調整；采用比槽寬小的刀加工的優勢（shì）是尺寸可以由程序決定，調整方便，缺點是效率相對比較低。考慮到U形槽的公差（chà）為（wéi）0.1，為了保證U形槽的加工精度，不能采用Φ10 mm的立（lì）銑刀直接加工，需要用小於（yú）Φ10 mm的銑刀編程銑削外（wài）形。同時，考慮到（dào）刀具的剛性和加工效（xiào）率，采用Φ8 mm的立銑刀（dāo），型號為R216.32-08030-AC10P，查閱SANDVIK刀具手冊，確定轉速3 200 r/min，切深2 mm，進給（gěi）800 mm/min。

        4.5 螺紋孔加工刀具和切削用量的（de）選擇

        M6螺紋的加工，Φ5 mm的鑽頭鑽底孔，然後選擇M6×1的絲錐攻絲。攻絲時，需要保證進給量=轉（zhuǎn）速×螺距，所以，選用轉（zhuǎn）速為1 000 r/min，進給為1 000 mm/min。

        5 加工總結

        該（gāi）零件（jiàn）在加工工藝設計中的特（tè）殊之處，主要表現在以下2個方麵：①靈活應（yīng）用了三爪卡（kǎ）盤。三爪卡盤是一種應用廣泛（fàn）的通（tōng）用（yòng）夾具，不但可以用（yòng）於車床上，也可以用於銑削加工中心上。三爪卡（kǎ）盤可以使用正（zhèng）爪來夾持外圓（yuán），也可以使用反爪來夾持內孔，要保證多次裝（zhuāng）夾的同軸（zhóu）度。②在加工連（lián）接環圓周上的（de）U形開口槽（cáo）時，采用比槽（cáo）寬小的刀加工，從而更好地保證加工精度。

        在銑（xǐ）削加工中心上對圓（yuán）形零件對刀（dāo）時，因為外圓已經加工到（dào）位，所以，可以使用機械式尋邊器。使用機（jī）械式尋邊器對圓形零件尋邊時，在尋X方向時，要保持Y軸坐標不變；在尋Y方向時，要保（bǎo）持X軸坐標（biāo）不變。

        6 結束語

        綜上（shàng）所述，如（rú）何根據（jù）零件工藝特性和車銑（xǐ）複合數控車床的工藝特點製訂合理的工藝（yì）路線，選用合理的加工夾（jiá）具、刀具，是（shì）實現高效（xiào）精密加工的關鍵。針對文中所（suǒ）述問題，結（jié）合加（jiā）工實（shí）踐，進行了一係列的探究，提出了一些自己的見解（jiě），具有一定（dìng）的參考價值。雖然車銑複合數控車床設備的單台價格（gé）比較高（gāo），但由於製造工藝鏈的縮短（duǎn）和（hé）產品所需設備的減少，以及工裝夾（jiá）具數量、車間占地麵積和設備維護費用的減少，能夠有效降低總體（tǐ）固定資產的投資、生產運作和管理成本。

        參考文獻

        [1]紀（jì）申申.車銑複合加（jiā）工技術的發展及（jí）教學應用探討[J].亞太教育，2016（19）：171.

        [2]吳寶海，嚴亞南，羅明，等.車銑複合加工的關（guān）鍵技術與應用前景[J].航空製造技術，2010（19）：42-45.

        〔編（biān）輯：白潔〕

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