以安裝體典型儀表殼體類零件為例，研究其數(shù)控加工工藝，提出數(shù)控加工過程中的加工工藝路線的確定原則、選擇要點及數(shù)控加工工藝設(shè)計的方法，以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。
儀表殼體類零件，大都是整塊儀表裝配的支撐骨架，對整塊儀表的使用性能有著重要的影響。它們都具有復(fù)雜的外型、內(nèi)腔，嚴(yán)格的尺寸公差和形狀位置公差，壁薄且壁厚不均勻，極易發(fā)生變形。隨著工廠的發(fā)展要求及新產(chǎn)品、新材料的出現(xiàn)，對儀表殼體類零件的要求也越來越高，要提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，必須采用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行綜合加工，并確定優(yōu)化的數(shù)控加工工藝方案。本文以上安裝體零件為例，分析并討論了數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計中遇到的問題，為更多從事儀表殼體類零件加工領(lǐng)域的工作人員提供一定的幫助，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高數(shù)控機床的生產(chǎn)率。
1零件結(jié)構(gòu)分析
上安裝體材料為lyl2cz，屬單件小批量生產(chǎn)，毛坯采用型材，以降低其成本提高生產(chǎn)效率，節(jié)約研制時間。對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，主要包括以下幾個方面：
（1）零件主次表面的區(qū)分和主要表面的保證。對底面孔屬于6級精度，粗糙度ra0．8μm，需要采用粗車、半精車、精車加工才能達(dá)到要求。
（2）重要技術(shù)條件的分析?？子型S度φ0．02的要求，關(guān)系到裝配位置，其精度直接影響到組件的安裝及儀表的使用性能。
（3）零件圖上表面位置尺寸的標(biāo)注。上安裝體的長度尺寸都以φ73的右端面為基準(zhǔn)，所以在工藝規(guī)程的編制中工序長度尺寸盡量與其保持一致。
（4）零件技術(shù)要求的分析。零件技術(shù)要求主要是指尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等。圖1所示為上安裝體零件的三維造型圖。
圖1三維造型圖
2工藝規(guī)程制定
零件的數(shù)控加工工藝流程通常為：零件圖→分析圖樣確定加工工藝過程→編寫工藝規(guī)程→確定nc加工工序→數(shù)值計算→編寫程序單→機械cad→機械cam→程序校驗→制備控制介質(zhì)→*試切→調(diào)整程序及機床→成批加工→成品。
2．1工藝路線的制定
劃分工序與加工路線的確定直接關(guān)系到數(shù)控機床的使用效率、加工精度、刀具數(shù)量和經(jīng)濟(jì)性等問題，應(yīng)盡量作到工序相對集中，工藝路線zui短，機床的停頓時間和輔助時間zui少。安排工藝路線時除通常的工藝要求外，本例重點考慮以下因素：
（1）保證加工質(zhì)量，劃分加工階段
工件在粗加工時，切除的金屬層較厚，切削力和夾緊力都比較大，切削溫度也比較高，將會引起較大的變形。按加工階段加工，粗加工造成的加工誤差可以通過半精加工和精加工來糾正，從而保證零件的加工質(zhì)量。同時合理使用設(shè)備，既能提高生產(chǎn)率，又能延長精密設(shè)備的使用壽命。
（2）合理安排熱處理及表面處理工序
熱處理可提高材料的機械性能，改善金屬的加工性能及消除內(nèi)應(yīng)力。鞍支架的熱處理工序安排在粗車和銑削加工去除余量以后進(jìn)行高溫時效、低溫時效，主要目的是消除材料加工后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
為了提高零件的抗蝕能力、耐磨性、抗高溫能力和導(dǎo)電率等，一般都采用表面處理的方法，表面處理一般安排在過程的zui后進(jìn)行。對于精度要求高的表面，表面處理后會影響其尺寸精度，一般表面處理后進(jìn)行精加工工序，以保證尺寸精度和表面粗糙度。上安裝體的表面處理工序在對進(jìn)行精加工工序之前。
（3）數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接
數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗收有依據(jù)。
綜合以上原則，鞍支架的工藝路線安排如下：
2．2加工誤差分析
就制造工藝過程而言，產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于零件的制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量。零件的制造質(zhì)量一般用幾何參數(shù)（如形狀、尺寸、表面粗糙度）、物理參數(shù)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、導(dǎo)熱性等）、機械參數(shù)（如強度、硬度等）及化學(xué)參數(shù)（如耐蝕性等）來表示。上安裝體加工誤差產(chǎn)生的原因主要有：
（1）機床誤差的影響
影響機床加工精度的主要因素有主軸的回轉(zhuǎn)精度、移動部件的直線運動精度以及成形運動的相對關(guān)系。主軸的回轉(zhuǎn)精度通常反映在主軸徑向跳動、軸向竄動和角度擺動上，它在很大程度上決定著被加工表面的形狀精度。本例采用的銑式加工中心機床是umc600加工中心，它的機床精度目前是上機械加工類機床中*級的，其各項技術(shù)指標(biāo)都在0．001mm之內(nèi)。對于上安裝體的加工精度影響較小。
（2）夾具定位誤差分析
上安裝體的加工用夾具采用1個大平面和1個定位銷（菱形銷）及1個圓柱銷定位。1個圓柱銷限制x和y的移動及1個大平面限制z的轉(zhuǎn)動和移動，定位銷（菱形銷）限制了x和y的轉(zhuǎn)動，滿足了六點定位原理。經(jīng)定位誤差分析計算，能滿足零件加工精度要求。夾具簡圖如圖2所示。
2．3規(guī)劃加工刀具路徑
規(guī)劃上安裝體幾何圖形外形加工刀具路徑包括加工坯料、對刀點的確定、加工幾何圖形的選擇、加工刀具的選擇及刀具參數(shù)的設(shè)置等內(nèi)容。
2．3．1加工坯料及對刀點的確定
在規(guī)劃上安裝體幾何圖形外形加工刀具路徑前，先利用mastercam系統(tǒng)提供的邊界框命令確定加工幾何圖形所需要的坯料尺寸，并將圖形中心移到系統(tǒng)坐標(biāo)原點，便于加工時以圖形中心對刀。在加工時，工件在機床加工尺寸范圍內(nèi)的安裝位置是任意的，要正確執(zhí)行加工程序，必須確定工件在機床坐標(biāo)系中的確切位置。對刀點是工件在機床上定位裝夾后，設(shè)置在工件坐標(biāo)系中，用于確定工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系空間位置的參考點。在工藝設(shè)計和程序編制時，應(yīng)以操作簡單、對刀誤差小為原則，合理設(shè)置對刀點。
2．3．2規(guī)劃加工刀具路徑
規(guī)劃上安裝體幾何圖形加工刀具路徑主要包括刀具的選擇、刀具參數(shù)的設(shè)定、加工順序的選擇、加工參數(shù)（安全高度、下刀方式、補償方式、補償量、切削量等）的設(shè)定。
銑刀類型應(yīng)與工件的表面形狀和尺寸相適應(yīng)。根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率并獲得滿意加工質(zhì)量的前提條件。加工路線的選擇主要應(yīng)考慮：
（1）盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)率；
（2）保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求；
（3）有利于簡化數(shù)值計算，減少程序段的數(shù)目和編程工作量；
（4）切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)數(shù)控機床使用說明書的規(guī)定，被加工工件材料、加工工序以及其它工藝要求，并結(jié)合實際經(jīng)驗來確定。
3實體加工模擬
在對上安裝體幾何圖形進(jìn)行實際加工前，利用mastercam9．0計算機軟件提供的實體加工模擬功能進(jìn)行電腦實體加工模擬，zui大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。
mastercam系統(tǒng)對上安裝體幾何圖形所規(guī)劃的加工刀具路徑及刀具參數(shù)設(shè)置等資料產(chǎn)生的一個刀具路徑文件，mastercam系統(tǒng)稱其為nci文件。它是一個ascii文字格式文件，含有生成的nc代碼的全部資料，包括一系列刀具路徑的坐標(biāo)值、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、冷卻液控制指令等，但它無法直接應(yīng)用于cnc機床，必須先通過后處理程序p0st轉(zhuǎn)成nc代碼后才能被cnc機床所使用。
4結(jié)束語
復(fù)雜儀表殼體類零件的加工在機械制造業(yè)中占有很重要的地位，為提高零件加工精度和生產(chǎn)效率，應(yīng)采用*的加工方法。對于數(shù)控加工技術(shù)來說，工藝處理是其應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到所加工出來零件的正確性與合理性，本文以典型零件上安裝體為例，探討數(shù)控加工的工藝規(guī)程設(shè)計問題，選擇合理的加工方法和加工路線，對保證零件的加工質(zhì)量，提高數(shù)控機床的使用效益和使用質(zhì)量都有重要意義。