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。它們都具有復雜的外型、內腔，嚴格的尺寸公差和形狀位置公差，壁薄且壁厚不均勻，極易發生變形。隨著工廠的發展要求及新產品、新材料的出現，對儀表殼體類零件的要求也越來越高，要提高產品質量，縮短生產周期，必須采用數控設備進行綜合加工，并確定優化的數控加工工藝方案。本文以上安裝體零件為例，分析并討論了數控加工工藝規程設計中遇到的問題，為更多從事儀表殼體類零件加工領域的工作人員提供一定的幫助，以提高產品質量，提高數控機床的生產率。

　　1 零件結構分析

　　上安裝體材料為LYl2CZ，屬單件小批量生產，毛坯采用型材，以降低其成本提高生產效率，節約研制時間。對零件進行結構分析，主要包括以下幾個方面：

　　(1)零件主次表面的區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、精車加工才能達到要求。

　　(2)重要技術條件的分析。孔 有同軸度φ0.02的要求，關系到裝配位置，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注。上安裝體的長度尺寸都以φ73的右端面為基準，所以在工藝規程的編制中工序長度尺寸盡量與其保持一致。

　　(4)零件技術要求的分析。零件技術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。

　　2工藝規程制定

　　零件的數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→編寫工藝規程→確定NC加工工序→數值計算→編寫程序單→機械CAD→機械CAM→程序校驗→制備控制介質→首件試切→調整程序及機床→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系到數控機床的使用效率、加工精度、刀具數量和經濟性等問題，應盡量作到工序相對集中，工藝路線最短，機床的停頓時間和輔助時間最少。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量。同時合理使用設備，既能提高生產率，又能延長精密設備的使用壽命。

　　(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應力。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行高溫時效、低溫時效，主要目的是消除材料加工后產生的內應力。

　　為了提高零件的抗蝕能力、耐磨性、抗高溫能力和導電率等，一般都采用表面處理的方法，表面處理一般安排在過程的最后進行。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 進行精加工工序之前。

　　(3) 數控加工工藝與普通工序的銜接

　　數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生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內容的同時，要清楚數控加工工序與普通加工工序各自的技術要求、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;對校形工序的技術要求;對毛坯的熱處理狀態等，這樣才能使各工序達到相互滿足加工需要，且質量目標及技術要求明確，交接驗收有依據。

　　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，產品質量主要取決于零件的制造質量和裝配質量。零件的制造質量一般用幾何參數(如形狀、尺寸、表面粗糙度)、物理參數(如導電性、導磁性、導熱性等)、機械參數(如強度、硬度等)及化學參數(如耐蝕性等)來表示。上安裝體加工誤差產生的原因主要有：

　　(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精度、移動部件的直線運動精度以及成形運動的相對關系。主軸的回轉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UMC600萬能加工中心，它的機床精度目前是國際上機械加工類機床中頂尖級的，其各項技術指標都在0.001mm之內。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的轉動和移動，定位銷(菱形銷)限制了x和y的轉動，滿足了六點定位原理。經定位誤差分析計算，能滿足零件加工精度要求。夾具簡圖如圖所示。

　　夾具簡圖

　　2.3 規劃加工刀具路徑

　　規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的設置等內容。

　　2.3.1 加工坯料及對刀點的確定

　　在規劃上安裝體幾何圖形外形加工刀具路徑前，先利用Mastercam系統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坐標原點，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的安裝位置是任意的，要正確執行加工程序，必須確定工件在機床坐標系中的確切位置。對刀點是工件在機床上定位裝夾后，設置在工件坐標系中，用于確定工件坐標系與機床坐標系空間位置的參考點。在工藝設計和程序編制時，應以操作簡單、對刀誤差小為原則，合理設置對刀點。

　　2.3.2 規劃加工刀具路徑

　　規劃上安裝體幾何圖形加工刀具路徑主要包括刀具的選擇、刀具參數的設定、加工順序的選擇、加工參數(安全高度、下刀方式、補償方式、補償量、切削量等)的設定。

　　銑刀類型應與工件的表面形狀和尺寸相適應。根據被加工工件材料的熱處理狀態、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發揮數控銑床的生產效率并獲得滿意加工質量的前提條件。加工路線的選擇主要應考慮：

　　(1)盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產率;

　　(2)保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求;

　　(3)有利于簡化數值計算，減少程序段的數目和編程工作量;

　　(4)切削用量的具體數值應根據數控機床使用說明書的規定，被加工工件材料、加工工序以及其它工藝要求，并結合實際經驗來確定。

　　3 實體加工模擬

　　在對上安裝體幾何圖形進行實際加工前，利用Mastercam9.0計算機軟件提供的實體加工模擬功能進行電腦實體加工模擬，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。

　　MasterCAM系統對上安裝體幾何圖形所規劃的加工刀具路徑及刀具參數設置等資料產生的一個刀具路徑文件，MasterCAM系統稱其為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值、進給量、主軸轉速、冷卻液控制指令等，但它無法直接應用于CNC機床，必須先通過后處理程序P0ST轉成NC代碼后才能被CNC機床所使用。

　　4 結束語

　　復雜儀表殼體類零件的加工在機械制造業中占有很重要的地位，為提高零件加工精度和生產效率，應采用先進的加工方法。對于數控加工技術來說，工藝處理是其應用的重要環節，它關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，探討數控加工的工藝規程設計問題，選擇合理高效的加工方法和加工路線，對保證零件的加工質量，提高數控機床的使用效益和使用質量都有重要意義。