從航空液壓殼體的結構特點、加工難點著手，闡述了通過數(shù)控加工技術保證液壓殼體加工質(zhì)量，提高加工效率的數(shù)控技術。

　　航空殼體零件加工數(shù)控技術難點分析

　　以某型號飛機的殼體為例，復雜的外形需要保證的尺寸近千余，縱橫交錯排列著各類孔近百個，孔與孔之間的位置關系非常復雜，需要通過不同的加工工藝完成零件的最終加工。因此，由于殼體零件復雜的結構設計，造成加工難點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　外形結構復雜精度高

　　為了保證功能和零件自身需求，液壓殼體類零件外形設計非常復雜，有些殼體設計既要承擔油路分配又要完成部分驅(qū)動功能。因此各種型面之間的形狀位置度要求高，如平面度、平行度、垂直度等往往要求達0.02mm。高精度的設計需求與零件的應力變形和加工效率形成矛盾，給機械加工造成非常大的難度，需要靠各種工藝手段去保證。

　　孔系相交關系復雜精度高

　　航空液壓殼體零件對于液壓油路控制非常嚴格，包含了絕大多數(shù)孔的類型：直孔、斜孔、相交孔、復合角度孔、臺階孔、沉孔、細長孔、異形孔等。按精度等級分：一般精度要求孔、高精度孔、形狀位置要求精密孔系、精密柱塞孔系、標準堵頭孔、異形電加工孔等。不同精度和功效的孔需要定制截然不同的工藝方法和加工手段。這些孔的直徑范圍跨度大，分布在0.5mm至120mm之間，其中孔徑小于5mm的孔徑比多為1:30，如此深度的細長孔系已經(jīng)遠超出了標準刀具的加工范圍。這些孔不僅要求精度高，而且相交關系復雜，除電火花溝通孔外，其余各孔有的是平面正交、斜交，有的是空間正交、斜交，有的同直徑孔相交，也有不同直徑孔相交。要想保證各孔的精度要求，加工順序的安排就會受殼體結構的約束。某些加工部位的加工工藝性不好，需要采用特殊的刀具和加工方法來實現(xiàn)。

　　去除毛刺難度大

　　去除毛刺的工藝技術，通常在傳統(tǒng)加工工藝中被忽略。但隨著復雜殼體設計能力的提升和高精度設備的普及應用，去毛刺技術被越來越多的工藝技術人員所掌握。復雜的相交孔系毛刺往往用肉眼無法觀測，液壓殼體內(nèi)如果存在加工殘余物，對整個系統(tǒng)是致命的危害。這就需要借助于各種輔助工具和去毛刺工藝來完成。有時一道去毛刺工序就需要十余種工具。因此，如何有效去除相交孔毛刺，將成為保證殼體零件產(chǎn)品性能的一個關鍵點。

　　如上所述，如果在普通機床上按傳統(tǒng)方式加工航空液壓類殼體零件，一次定位裝夾，僅可以加工一個型面或一個孔系，而且重復定位誤差大，人為因素影響零件的質(zhì)量的因素大，生產(chǎn)周期長和效率低，所以應將部分工作通過高精度的數(shù)控設備來完成。

數(shù)控工藝方法及編程技術

　　數(shù)控工藝方法

　　加工數(shù)控化

　　殼體加工應盡量由數(shù)控設備來完成，對可以進行數(shù)控加工的部分再進行具體的分解，即根據(jù)各數(shù)控機床的加工精度、設備特點再進一步細化數(shù)控加工。如位置精度要求不高，但自身的形狀、位置公差要求嚴格的孔、型面都可以在加工中心上完成。而相互之間有嚴格位置要求的孔系，型面可在精密數(shù)控機床上完成。同時為了減少精加工的余量，降低切削力對零件變形的影響，粗加工、半精加工可以由加工中心完成。

　　可靠的定位夾具

　　根據(jù)機床的加工特點及參照圖紙的設計基準，選擇零件的定位基準。定位基準的選擇要能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準確、可靠的定位。另外，所有數(shù)控機床的定位基準盡量選擇同一基準，減少基準的轉換的誤差。根據(jù)定位基準的不同，可以把用同一定位基準加工的內(nèi)容集中，并且根據(jù)已制定好的工藝，安排好加工順序，即哪個定位基準所確定的加工內(nèi)容可以先加工，哪個定位基準所確定的加工內(nèi)容需要后加工。當然，中間可能也會存在同一定位基準的加工內(nèi)容，由于圖紙、工藝要求而分解加工的情況，但如果能夠一次定位就能加工出來的部分，在以后的加工中精度不會被破壞也不影響其他的加工內(nèi)容的，一定要在一次裝夾中完成加工，減少裝夾的次數(shù)。

　　高精度高效率的數(shù)控設備和刀具

　　航空液壓殼體加工需要依靠高精度的設備來保證。不同數(shù)控設備的加工范圍和功能，會直接影響工藝方案的編排。日新月異的刀具技術發(fā)展拓展了數(shù)控機床的加工范圍，合理地選擇應用數(shù)控刀具將給數(shù)控設備帶來成倍增長的加工效果。

　　合理的數(shù)控加工工藝流程

　　高效復合型設備，改變了傳統(tǒng)工藝流程的編排。復雜的殼體零件加工，傳統(tǒng)工藝流程往往需要上百道工序，而現(xiàn)在已經(jīng)簡化到了只需劃分大的加工階段：粗加工—半精加工—精加工。

　　編程技術

　　零件加工質(zhì)量與編程技術有直接的關系，因為一個程序的加工內(nèi)容多，加工時間長，所包含的信息量就大，有刀具尺寸信息、加工坐標位置信息、坐標系的信息、加工參數(shù)信息、所加工部分的加工信息等等。

　　編程時應注意問題

　　1、在一次定位裝夾中要盡可能完成較多的加工內(nèi)容，而這些加工內(nèi)容的所有尺寸都要在程序中表示出來，以明確加工部位，方便出現(xiàn)問題時查找?；诖?，零件采用兩孔、一平面為定位基準，正確安裝后，在平面的中心與機床轉臺的中心重合。零件與機床位置關系是依靠夾具傳遞定位信息的，夾具上有各面加工的定位孔和一個找正孔。定位孔和找正孔的距離相當于定位孔到零件中心的距離。即零件安裝在夾具上，通過拉直一面與軸的平行，保證找正孔與零件的中心是重合的，那么通過找正夾具中心，就能確定零件的中心。

　　2、編程基準：編程基準可以直接選用零件的中心為基準，也可以通過程序中的基準偏置實現(xiàn)需要的編程基準。一般情況下，編程基準應與圖紙使用的基準一致，尤其是加工軸線與主軸平行的孔或與主軸垂直的型面，若因圖紙?zhí)厥庖?，基準不完全相同，那么就選擇常用的基準。編程基準應保持與實際零件工件坐標系重合，盡量選擇唯一坐標系，便于保證加工質(zhì)量。

　　3、編程時應了解各種刀具的特性，了解各種加工材料的加工特性及適用的加工參數(shù)，明確每一種加工方法的特點、加工的精度、使用的場合。考慮到零件各部分的加工工藝，選擇最佳的加工路線。編程時，盡可能考慮到加工中會出現(xiàn)的各種情況，能夠預計到會出現(xiàn)的問題，并在編程前解決。

　　編制程序時的技巧

　　1、加工不同的直孔、斜孔和復合孔系時，如果將孔系進行合理的分類，將同一基準的孔系按相近孔徑進行分類加工將會給編程帶來較大的便利。例如：可以將規(guī)格相同、加工方法相同、孔徑接近的堵頭孔合在一起加工。這樣既可以提高效率，又可以避免編程基準數(shù)據(jù)輸入錯誤。手工編程時，斜孔的編程基準是通過計算得到的，即根據(jù)圖紙尺寸進行一次基準轉換，是一個理論值，輸入程序中和定位夾具、定位精度，一起來保證斜孔的位置正確。當然，隨著高精度數(shù)控設備的普及應用，手工編程往往被數(shù)控系統(tǒng)的對話式編程方法代替，直孔可在模塊化界面批量加工，斜孔可由系統(tǒng)中坐標系平移、旋轉等模塊實現(xiàn)。前置自動編程軟件中建立一次加工坐標系，就可完成所有孔系的加工。

　　2、在加工外形，尤其是加工輪廓時，最好使用刀具半徑補償功能，這樣的編程目的在于：一是程序中坐標尺寸與圖紙相符，易于查找程序中每一處的加工位置。二是如果尺寸檢測存在偏差，可以不修改程序，僅通過修改刀具的半徑值，實現(xiàn)對零件外形修正。

　　3、銑加工輪廓時，遇到內(nèi)圓角，進給量不能太大，因為刀具與零件在圓角處的接觸面積最大，切削力增加，刀具容易折斷。采用相同半徑的鉆頭加工出圓角部分，再用銑刀加工接平圓弧，這樣面接觸成為線接觸，切削力自然降下來。當然如果應用循環(huán)指令編程，轉角減速和軟件自動編程這種情況會大大減少。

　　4、對于加工對象重復出現(xiàn)的結構要素，或是規(guī)則分布的結構要素，如直線、圓周分布等，可以利用參數(shù)和條件判斷語句實現(xiàn)程序循環(huán)，減少編程工作量。

　　5、編制程序時，在程序中加上說明語句。一是在對應于每個孔的位置坐標加上對應的孔號，便于在程序中查找位置，進行修改檢查。二是程序中的選擇性暫停，需要說明此處程序停止的原因，是檢查刀具、換壓板、清除鐵屑還是測量尺寸。三是程序的開始加上說明本程序加工內(nèi)容的語句，使操作者明確本程序的加工內(nèi)容。

　　自動編程和虛擬仿真

　　去毛刺技術

　　液壓殼體對相交孔內(nèi)毛刺去除要求較高，某些部位必須按照圖紙要求倒圓角，某些重要加工表面不能有劃傷、碰傷等缺陷，密封環(huán)槽的毛刺往往會給產(chǎn)品性能帶來巨大的影響，所以殼體零件的去毛刺工作量非常大。尤其應盡量減少機械加工產(chǎn)生毛刺的數(shù)量，尤其是對重要表面進行工藝方法上的控制。一來減少去毛刺的工作量，提高效率；另一方面降低人工去毛刺不小心損傷零件表面的可能性。

　　針對殼體加工產(chǎn)生的毛刺，可將其分為三類：一是外形毛刺；二是精密孔口毛刺；三是相交孔毛刺，并分別用不同的工藝方法處理：電化學去毛刺、熱能去毛刺、超聲波去毛刺、化學去毛刺、高壓水噴射去毛刺、滾磨去毛刺等。

　　1、對于外形毛刺：刀具要鋒利，尤其是半精加工、精加工的刀具。風動砂輪是以壓縮空氣為動力源，通過風動馬達帶動前端的主軸旋轉。風動砂輪為筆式結構小巧輕便，可以根據(jù)需要實現(xiàn)拋光和去除零件尖邊和毛刺的功能。

　　2、對于精密孔口毛刺：精密孔加工通常使用鏜刀加工，產(chǎn)生的毛刺較小，鏜刀是孔加工刀具中的最后一把刀，其原因在于前面刀具在加工中產(chǎn)生的粗大毛刺，尤其是銑刀可以用鏜刀來清除和減少。當然，孔口毛刺仍需最終的拋光去除。

　　3、交叉孔毛刺是殼體毛刺最難以去除的，尤其是細長的油路孔在殼體內(nèi)部交叉的翻邊毛刺。手工去除相交孔毛刺，可借助球形打磨頭。球形打磨頭的前端為球形，整個球體分布多個切削刃，長度也可根據(jù)孔深和零件結構定制。主要用途是去除深孔、細孔和手工無法到達部位的棱邊和毛刺，可以將棱邊倒圓至任意R尺寸。

　　航空液壓殼體零件外形復雜，孔系精密，通過充分利用高新設備的特點，優(yōu)化數(shù)控化工藝流程，使加工效率大幅提升，加工質(zhì)量得到了穩(wěn)定控制，減少了傳統(tǒng)工藝過程帶來的人為質(zhì)量因素的影響。通過應用先進的CATIA前置編程軟件確保程序無誤，利用Vericut虛擬加工環(huán)境確保程序軌跡的正確性，防止了碰撞，優(yōu)化消除程序空切削。新型去毛刺工具帶來了殼體零件數(shù)控技術工藝方法的徹底改變。