摘要：本文主要从异形零件实际加工工艺与变形控制难点、初步确定工艺方案、异形零件实际加工工期间存在的现实问题入手，对异形零件实际加工工艺与变形控制开展了系统化的分析与研究，最后提出了最具科学性的异形零件实际加工工艺与变形控制优化方案，以从根本上提高异形零件实际加工工艺水平，实现对变形问题的有效性控制。
关键词：异形零件；加工工艺；变形；控制方案；
前言
机械化设计及制造过程中，涉及到具有一定特殊性用途的众多异形零件。这些异形零件在结构上具有着一定的特殊性，如不规则的形状及较差的刚性等。故在实际加工期间，与规则的外形零件加工存在着较大的差异性。主要表现在：异形零件很难使用常用工装来装夹，需设计专用工装来装夹；异形零件实际加工期间，变形问题发生几率相对较高。关乎需依据零件实际尺寸及热处理等各项技术不同要求，采取有针对性的变形控制措施及工艺路线，以更好地满足于图样的各种要求。如图1所示，为某异形零件的案例。该异形零件主要是针对16 mm*110mm的深长槽实际加工期间，系统化研究变形工艺的控制方法。从而能够切实地依据异形零件实际的加工标准及各项要求，择取到最佳的加工工艺实施方案与变形控制措施，切实地降低异形零件实际加工期间出现变形等质量问题的概率，从根本上提高异形零件的加工效率及质量，全面提升异形零件的加工工艺专业化水平，促进异形零件相关加工制造业的进一步发展。
图1 某异形零件结构示图
1、加工难点
该异形零件的毛坯属于铸钢件，故从产品的零件结构图当中可总结出，在异形零件实际加工期间所存在的难点问题如下：其一，异形零件实际加工期间，它的尺寸为36mm*33mm，两个长方形的支脚当中全部面均需加工。两支脚具有着较差的刚性特征，导致装夹操作困难程度较高，需使用专用工装才可完成装夹加工操作；其二，在图样当中，有两个位置形位的公差有着较高的要求，其尺寸是16mm*110mm*33mm进行厂槽加工期间，它的变形控制为该异形零件可否顺利进行到一道工序的一个重要节点。厂槽变形量将影响着公共轴线对两脚对称度及其槽中心垂直度、ø16mm孔同轴度等。变形的超差将直接导致该产品报废。
2、初步确定工艺方案
通过上述对于异形零件实际加工期间的难度总结分析，可初步确定该异形零件所采用的加工工艺基本方案为：以端面及车ø175 mm的外圆为本次异形零件的加工基础、对两支脚进行粗加工（把加工余量去除）、对两支脚进行半精度加工、对两支脚进行粗加工、确定好总长、对长槽的封口处进行线切割。加工基础，主要是为能够在对两支脚进行粗与半精度加工期间方便于装夹及定位，确保装夹的稳定性与可靠性。为避免夹紧力影响异形零件的加工致使变形问题出现，需在夹具设计期间，应用两个支脚的上端垂直性压紧方法。两个支脚的粗加工、半精度加工，虽在加工内容及工艺上截然不同。但是，在定位基准方面却应当保持着一致性状态，需利用端面及车ø175 mm的外圆为本次异形零件的加工基础，并使用一套标准夹具，除压紧面将两支脚其它面加工操作完成。如图2所示，为该专用的夹具。
图2 专用夹具示图
为能够将16 mm 长槽的加工变形等问题予以得当的处理，全部粗加工、半精度加工等各项工序，均不可开通16mm的长槽，且需预留后道加工工序实际需要的余量。在一定程度上，这样优化该异形零件的加工工艺，主要是为更好地将16 mm长槽的加工变形等问题解决，明显该封闭槽实际刚性超过了开口槽。那么，在考虑到仅在16mm的长槽处于封闭性状态时，其加工两个ø16mm孔期间，方可确保垂直度与同轴度形位的公差实际要求。若在16mm的长槽处于开口状态时来进行个ø16mm孔的加工。那么，在实际加工期间就会形成垂直于该长槽侧壁切削力，致使开口槽出现较为严重的变形问题，以至于后续异形零件的加工工序很难进行下去，影响着异形零件整体的加工效率及质量。此外，16mm的长槽其处于封口状态期间，对于工件装夹可起到一定积极作用，可施加相比较于开口槽期间较大垂直性压紧力，并不会导致异形零件出现夹紧的变形问题。如图3所示，为异形零件经过粗加工之后的示图。
图3异形零件经过粗加工后示图
两支脚经过粗加工定长之后，在数控的车床上需将端面与 SＲ24mm的球面精车、ø152 mm的外圆加工完成。如图4所示，为该精车的夹具。而后，需经过在线式切割的机床上，将16mm的长槽开槽加工完成。择取电加工方法，将封闭开口的加工完成，加工期间无需采用铣削的加工法，以避免切削力作用之下会导致槽出现变形问题。如图5所示，为所应用的夹具实物。
图4 精车夹具示图
图5所应用的夹具实物示图
3、实际应用中的问题分析
即便在异形零件实际加工工艺的操作方案防止，需综合考虑与分析异形零件的装夹方式、刚性及切削力的影响等众多因素。但是，在进行异形零件实际加工期间，仍然会存在着一定的客观问题，这些问题可归集为以下几点：其一，虽然在异形零件实际加工工艺安排期间，粗加工与精加工以实现合理地分离。但是，切削的加工应力还是具有着较大的影响，常常会导致线切削的开口后于16 mm尺寸的上部出现较为严重的超差问题，2 个ø16 mm的孔垂直度及同轴度均无法达到相应的设计标准；其二，基于变形问题的出现，致使在对16mm槽的开口处进行在线切割期间，机械化加工的成型尺寸及线切割之后的尺寸存在着较大的差异性。在槽壁的外形处，也会出现大切割痕，并不能够从根本上满足于产品实际需求，异形零件的加工质量很难得以保障。
4、合理优化工艺方案
依据异形零件实际加工实施情况的全面性了解与分析，为能够切实地控制好切削加工的应力，需对两支脚粗加工之后异形零件当添加一道人工的时效性热处理的工序，用以将切削加工期间释放应力对于16mm的槽变形所产生的不利应降低最低。以16mm槽中间的走刀把槽封闭位置切开一定尺寸的窄缝，促进应力有效释放。而后，自槽壁的一侧圆弧实施进刀操作，依据产品实际成型的尺寸16mm，全部切开该槽。在一定程度上，该异形零件的加工工艺优化方案的提出及有效性应用，可从根本上将16mm长槽的加工变形等技术难题予以有效解决，确保可实现批量化的、高质量的异形零件生产加工。那么，针对于异形零件的加工工艺优化方法，可最终确定为：以车加工基础、两支脚粗加工、两支脚半精度加工、去除应力、两支脚半精度加工、两支脚精度加工、定长度、SＲ24球面与精车外圆、槽开口的在线切割、淬火球面、处理表面等。
5、结语
综上所述，长槽加工期间，以封闭形式来将异形零件刚性提高手段，将切削抗力其对于长槽的变形问题处理好，且封闭性加工利于有效施加大夹紧力。在异形零件的加工工艺当中，添加去应力的加工工序，可切实地将切削加工期间释放应力对于长槽的变形问题影响降至最低。择取线切割的加工方案、线切割的走刀法等，均可实现异形零件实际加工工艺的合理优化，将切削变形问题发生率降低。粗加工与精加工的工序科学分离，可见切削应力及变形问题一并解决，可全面优化异形零件实际加工工艺，提升异形零件实际加工工艺专业化水平。
参考文献：
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论文作者:易少丹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：零件论文; 异形论文; 加工论文; 加工工艺论文; 粗加工论文; 两支论文; 夹具论文; 《基层建设》2018年第23期论文;