复杂箱体类零件内台阶平面数控加工工艺分析

1 零件结构及加工中存在的问题

　　图1为某型号发动机电控中间体示意图，该零件在6.5后部有一个14的内台阶平面需要锪平，由于14的内台阶平面在壳体内部，加工难度很大，特别是外端孔很小仅有6.5，从孔内没有合适的刀具进去加工。从后部的结构看，空间位置很小，上端局部还有一部分盖着，无法直接进刀加工，反锪刀也很难放进去。要想从结构上改进，因整体空间位置及结构所限，很难改进。因此该部位的加工难度很大。

 图1  中间体零件示意图

2 车床反拉数控加工工艺方法的分析研究

　　2.1 一般内台阶数控加工工艺方法

　　一般孔后部台阶平面的加工常用的工艺方法主要有如下3种：1）直接用铣刀或锪刀在平面上锪窝； 2）使用反锪刀，从孔内装入刀杆，然后将反锪刀从下边装在刀杆上，反拉锪窝；3）针对比较大的孔，使用加工中心或镗床偏心将刀杆从孔内进入，然后进行反拉加工。

　　针对该零件，第一种方法显然是不合适的，因为没有直接下刀的地方，锪台阶平面的中心被上面挡住；第二种方法由于内部空间很小，锪刀很难放进去，也无法加工；由于该孔6.5尺寸比较小，而要锪的窝为14，如采用专用刀杆偏心进入加工，则刀杆必须很细，显然是不可能的。为了解决上述问题，针对该零件结构的特点，我们制作了专用的简易工装，采用了在车床反拉的数控加工工艺方法。

　　2.2 反拉车削数控加工工艺

　　该零件14内台阶平面的加工工序安排在加工完6.5孔和两端面后进行的，图2为中间体反拉车削后部内台阶平面的示意图，其数控加工工艺方法是制作简易的支撑架（形状见示意图），将该支撑架卡在车床的刀架上，按照装车刀的方式压紧；制作专用刀杆，刀杆上磨制出车平面的刀头；加工时首先将刀杆装入小孔内，然后将刀杆卡在机床卡盘上。加工时，将零件靠在支撑架上，旋转车床主轴，通过向右移动刀架反拉车削14台阶平面。

图2  中间体反拉车削后部台阶平面示意图

　　2.3 简易工装的设计制作

　　此种工艺方法使用的工装非常简单，主要是制作一个支撑架和一把专用车刀，支撑架后端加工成普通车刀刀杆的形状，通过紧固普通车刀的螺钉卡将其装卡在刀架上。前端开一个槽，主要是为了每次装卸刀杆及零件时方便，当装卸刀杆时，可以通过机床的横向移动将支撑架离开刀杆，这样就很容易装卸刀杆和零件。刀杆与刀头在一起，可以通过高速钢刀杆磨成，也可以将硬质合金刀头焊在普通刀杆上。

　　2.4 加工过程

　　在每次加工零件时，移动刀架离开车床卡盘，然后将刀杆从零件后部装入，将带零件的刀杆卡在卡盘上，移动刀架至图2所示位置，将零件靠紧支撑架，旋转主轴带动刀具旋转，工件不转动，然后向右移动刀架，车削内台阶平面。加工完后，移出刀架，松开卡盘，取出零件。

3 应用效果

　　通过使用上述工艺方法，制作简易的专用工装，解决了某型号发动机电控中间体内部台阶平面的难加工问题。经过对中间体零件的小批量生产，发现该工艺方法工艺稳定，简单实用。由于在加工过程中工件不转动，刀具转动，因此该工艺方法特别适合复杂体类零件内台阶平面的加工。