任德寶

（甘肅能源化工職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730207）

隨著時代的快速發(fā)展，我國各個行業(yè)都開始進行了改革和優(yōu)化，近年來鋁合金材料在機械制造行業(yè)中取得了不可替代的地位，同時也被廣泛的應(yīng)用，在復雜型腔的鋁合金材料加工中，數(shù)控機床的切削速度、冷卻液的使用都會對零件精度造成影響，對此相關(guān)工作人員要提升觀念，分析加工的步驟，找出出現(xiàn)的原因，改進現(xiàn)有方式，為之后行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 數(shù)控機床簡介及特點

在實際生產(chǎn)過程中想要提升復雜型腔鋁合金零件的加工時效性和質(zhì)量，必須根據(jù)零件的使用情況和生產(chǎn)的類型等有針對性的提升加工方式，合理使用數(shù)控機床來進行加工。在數(shù)控機床生產(chǎn)復雜型腔鋁合金零件的過程中，根據(jù)其自身的加工軸位置可以將其分為以下幾個類型：立式數(shù)控機床、臥式數(shù)控機床及轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床，同時在此過程中相關(guān)人員也要根據(jù)鋁合金零件的生產(chǎn)需求、零件加工后的應(yīng)用方向、需要的生產(chǎn)加工標準及質(zhì)量精度有針對性的進行選擇，減少生產(chǎn)過程中拆卸、換刀等浪費時間的步驟，提升復雜型腔鋁合金零件的加工時效性，為提升數(shù)控機床使用效率奠定基礎(chǔ)，對此具體內(nèi)容如下[1]。

1.1 立式數(shù)控機床

在復雜型腔鋁合金零件的生產(chǎn)過程中，立式數(shù)控機床能有效的針對零件側(cè)面及外形的特點不同，有針對性的進行加工。此外，立式數(shù)控機床的主軸是垂直于工作臺，其能通過自身的旋轉(zhuǎn)軸，切實的實現(xiàn)五軸、四軸的共同加工，同時還能有效的完成鉆削、螺紋等更復雜的加工程序。立式數(shù)控機床也能有效的定位和裝夾復雜性腔鋁合金零件的生產(chǎn)過程，非常適合板盤類型的復雜零件加工，但在使用此類方式進行生產(chǎn)時因其自身的立柱高度有限，所以針對箱體類型的加工相比較弱。

1.2 臥式數(shù)控機床

在生產(chǎn)中應(yīng)用臥式數(shù)控機床能有效地實現(xiàn)多個類型零件腔面加工和多軸聯(lián)動，此類方式也較多地應(yīng)用在特殊箱體零件和復雜型腔鋁合金零件的生產(chǎn)中。臥式數(shù)控機床多帶有回轉(zhuǎn)工作臺，一般都是三個坐標帶動一個回轉(zhuǎn)坐標，此類技術(shù)也能讓其在加工中完成多種面腔的施工作業(yè)，也能開展多坐標的聯(lián)動作業(yè)，但這里需要注意其不能和零件底面及頂面一同作業(yè)。在進行復雜型腔鋁合金零件加工時應(yīng)用臥式數(shù)控機床，還能在加工過程中進行零件的裝卸，提升工作的效率。

1.3 轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床

在使用數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金零件過程中，應(yīng)用轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床加工方式能有效地實現(xiàn)多面同時加工，相比其他兩種數(shù)控機床，轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床具有獨特的加工優(yōu)勢。此外，在實際生產(chǎn)加工中轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床也能有效的降低生產(chǎn)的裝卡性，提升加工質(zhì)量和時效，但因其設(shè)備購買價格較高，也成為了大多生產(chǎn)企業(yè)在購買時不考慮的設(shè)備之一[2]。

2 鋁合金零件在數(shù)控機床加工中的工藝及方式分析

2.1 鋁合金材料工藝及加工方式

在數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金零件過程中，對于鋁合金材料的選擇是較為重要的。具體來說鋁合金材料的主要組成元素是A1，此類材料的沸點大約在2060℃左右，熔點在600℃左右，相比其它金屬合金，鋁合金材料的密度較小，導熱能力較強[3]。在實際數(shù)控機床加工過程中，使用鋁合金材料時設(shè)備的切削力度較低，相比其它材料加工時切削力較大的情況，其能在一定程度上降低積削瘤的出現(xiàn)，提升零件加工質(zhì)量。同時，使用鋁合金材料制作出的零件其導熱性較強，這就要求相關(guān)人員要在數(shù)控機床切削過程中選取適當?shù)睦鋮s方式和刀具材料來降低溫度，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。

由于鋁合金合金材料制作出的零件硬度相比其它材質(zhì)零件較小，變形幾率較大，所以怎樣解決變形問題是較為重要的，相關(guān)人員要積極分析加工步驟，緩解零件的夾緊力，減小加工振動對零件變形的影響，讓其在加工中始終保持松弛的狀態(tài)，有效的節(jié)約能耗、縮短產(chǎn)品周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品精度，也可以使用人工冷校對方式對加工的零件成品進行矯正，通過外力來降低零件的內(nèi)部壓力，從而有效的消除變形的情況。

2.2 數(shù)控機床的工藝及加工方式

在復雜新腔鋁合金零件加工過程中，想要有效地提升零件的加工質(zhì)量和精度，必須首先重視數(shù)控機床的選擇，數(shù)控機床的種類很多，主要有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、加工中心等，在實際生產(chǎn)加工時相關(guān)人員要根據(jù)鋁合金零件的應(yīng)用標準和應(yīng)用方向合理地選擇數(shù)控機床的類型，特別是對于復雜型腔零件的生產(chǎn)，相關(guān)工作人員要仔細分析數(shù)控機床的加工軸數(shù)量、生產(chǎn)零件的尺寸等有針對性地在臥式、立式及轉(zhuǎn)換式數(shù)控機床中進行選擇。

此外在開展復雜型腔鋁合金零件加工時，要根據(jù)零件的特點，優(yōu)化加工和裝夾工藝，設(shè)計適用于多類型的腔面零件的加工方式，降低換刀的次數(shù)及裝夾次數(shù)，以此提升產(chǎn)品的質(zhì)量，充分地發(fā)揮出數(shù)控機床的優(yōu)勢。如使用臥式數(shù)控機床時，其主軸相比其它數(shù)控機床較為平衡，可以有效地實現(xiàn)多軸聯(lián)動加工，適合生產(chǎn)箱體累的零件；而對于立式數(shù)控機床，其主軸是垂直的，可以有效地解決零件內(nèi)外腔的加工，同時其能通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)五軸共同運轉(zhuǎn)；立式數(shù)控機床可以在裝夾工作中實現(xiàn)鋁合金零件的五面加工，更加適合復雜零件的生產(chǎn)。

2.3 復雜型腔加工方式及工藝

使用數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金材料時，要根據(jù)鋁合金零件的使用情況合理選擇不同的加工方式，控制復雜型腔零件的壁厚，將其控制在20mm左右。其次在面對裝夾工作時要使用壓板壓邊的方式，給零件留出一些余量，在此過程中相關(guān)人員可以在零件的底部加裝墊子，降低加工振動對零件質(zhì)量造成影響[4]。在開展裝夾工作時要一次性的加工出零件的四個面，以便提升零件的精度。

針對只需要加工內(nèi)腔的零件，其大多只有幾個面，相關(guān)工作人員可以選擇帶有削刀的設(shè)備，減少工序流程，降低工作時間，同時還可以使用螺旋進刀的方式提升鋁合金零件的生產(chǎn)時效性。對內(nèi)外腔都需要加工的零件，相關(guān)工作人員要注意，在開展裝夾工作時要將零件自身的內(nèi)外輪廓一同進行加工，以便確保零件內(nèi)外輪廓的精度，提升生產(chǎn)加工的質(zhì)量，為零件的后續(xù)使用奠定基礎(chǔ)。

3 提升數(shù)控機床復雜型腔鋁合金零件加工的方式

3.1 對不需要開粗曲面的加工

在數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金零件過程中，針對不需要開粗曲面的零件，我們可以直接從其外部進入，降低平底刀層切粗的工作步驟，同時也可以在需要加工的鋁合金零件的側(cè)面使用刀刃走刀，以此就能輕易地開展切入，但在此過程中相關(guān)人員需要注意，在開展切入過程中必須要留出0.1mm到0.2mm的間距，進入的效率要保證在每秒五千轉(zhuǎn)左右，且為了避免切削過大的情況出現(xiàn)，其可以根據(jù)編程軟件對數(shù)控機床進行調(diào)整，確保切入的力度。

3.2 對于鋁合金零件內(nèi)外腔的加工

在數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金零件時，針對裝夾技術(shù)要求要使用壓邊的方式預留出零件加工后的長度，降低加工過程中出現(xiàn)的震動，在此過程中需要注意，盡量一次性地完成鋁合金零件內(nèi)外腔的加工，確保零件的尺寸和位置及精密度符合客戶需求。也可以使用新型材料的刀具，優(yōu)化加工工藝，節(jié)省加工時間，提升加工的質(zhì)量和時效性。最后對內(nèi)外腔都需要加工的鋁合金零件，在進行裝夾步驟時相關(guān)人員要注意一次性加工出零件的內(nèi)外輪廓，以此確保零件的位置和尺寸精準度。

3.3 偏置刀軌實現(xiàn)多零件加工

在數(shù)控機床加工復雜型腔鋁合金零件過程中，使用偏置刀軌加工方式能有效的提升鋁合金零件的加工質(zhì)量及時效性。此類加工有兩種方式，具體內(nèi)容如下：首先就是直接在數(shù)控機床上設(shè)置編程數(shù)據(jù)，實現(xiàn)偏置刀軌加工方式[5]。其次就是設(shè)定一個單獨的編程數(shù)據(jù)，隨后輸入數(shù)控機床自帶的軟件中，來實現(xiàn)多種偏置刀軌加工方式?？傮w來說不論使用哪個步驟，相關(guān)人員都需要確保零件加工過程出現(xiàn)的偏置距離和編程軟件上展現(xiàn)的是一致的。

4 實際加工中對于裝卡設(shè)計運用及切削參數(shù)的選擇

4.1 裝夾設(shè)計與使用

在復雜型腔鋁合金零件加工過程中，相關(guān)人員必須針對零件的使用方向、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等有針對性的設(shè)計裝卡工序，同時根據(jù)鋁合金零件的使用方向、生產(chǎn)標準等合理地選擇數(shù)控機床的類型，且在此過程中相關(guān)人員也要考慮每個零件適用性及裝卡過程中變形、過量等問題，找出可能出現(xiàn)的原因，并制定有效地解決方式，提升零件加工的精密度和時效性。

4.2 實際加工中對零件切削時參數(shù)選擇

在加工復雜型腔鋁合金零件時，根據(jù)數(shù)控機床的特點和零件的使用情況、標準及機床自身切削刀具的規(guī)格等，合理選擇數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速、進給速度及切削用量等參數(shù)，在實際加工中還要根據(jù)現(xiàn)場情況，數(shù)控機床的速度極限及鋁合金零件加工的精度和尺寸范圍等合理選擇數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速、進給速度及切削用量等參數(shù)。

5 結(jié)束語

由此可見，想要利用先進的數(shù)控機床有效地提升復雜型腔鋁合金零件的加工精度和質(zhì)量，必須做好零件加工前的優(yōu)化和準備工作，根據(jù)零件加工后的應(yīng)用情況，有針對性地設(shè)計和優(yōu)化型腔，選擇適合的數(shù)控機床，提高加工精度和質(zhì)量。轉(zhuǎn)變觀念，充分考慮零件加工中可能遇到的技術(shù)和實際問題，制定應(yīng)對方案，提升復雜型腔鋁合金零件的加工質(zhì)量。