前言:
鏜銑的加工領域,形形色色、各式各樣,最簡單的加工是平面銑削,例如加工六面,而最困難的加工也是平面銑削,尤其是呈不規則外形的薄件平面銑削加工,工件的裝設、夾持和校正都比較困難,假如圖面尺寸若還有平面度的幾何公差要求,對加工的技術人員而言,更是一項嚴格的挑戰。因為薄件、不規則的外形,無法利用平面磨床輪磨的方式,來補正平面度的幾何公差。就以此次加工的航空零件--絞鍊座的基準平面銑削的加工技巧,與大家經驗分享。
航空零件--絞鍊座平面加工經驗分享
(正 面) (背 面)
絞鍊座〈見上圖正、反兩面〉的整體厚度較很薄,外形呈現不規則形狀,依原製程的加工流程就直接平面銑削,但考量若Ø65mm±0.013mm沒有先粗鑽的話,下一工程加工時,可能會有加工應力變形的問題發生,因此才提醒製程人員加工銑削平面前,應利用下一工程加工用的夾具,直接用懸臂鑽床,粗鑽Ø65mm±0.013mm的孔至Ø60mm的程序。
目前的加工程序是平面銑削的工程,將上端的粗胚面見光,給下一程序當夾持用的加工基準面,而工件的不規則外形和較薄的厚度且又到處是空心,裝設上比較不容易,為了提高工作效率,因此自行規劃了一組簡易的夾具。如下:
找出夾具庫一塊已閒置多年,長久未再使用的鋁合金平板(如上左圖),再生利用,不破壞其原始的夾具功能,依實際絞鍊座工件的外形,先模擬出擺放的位置,避開平板上原有的孔位,劃出四個工件高低調整點,鑽Ø6.8mm穿孔,攻M8*1.25的螺孔,同時鎖上四根M8*1.25的螺絲。
接著模擬將夾具擺上虎鉗,同時放上工件,儘量控制讓工件高出虎鉗面愈少愈好,再用游標尺量測所需的墊塊厚度,銑製出一個平行塊,定鎖在夾具外側。左側則準備一組現成品--T型槽,鎖上一個內六角螺絲,用來輔助調整工件,兼支撐大孔旁邊的空心地帶。再依工件的側斜邊的外形,找一塊鋁素材,用OERLIKON銑床銑削出斜楔外形,實配做出如圖四那樣的的夾持用斜楔,使絞鍊座胚料在虎鉗夾持時,成長方形的近似水平狀態,如此便能直接使用虎鉗夾持。
用游標尺和TESA高度規測量胚料,了解工件未加工前的狀況,再用千分量錶來校正工件的端、平面。如下圖:
此加工面原本是不需要加工,但鑄造的平面度太差,擔心無法平穩的夾持工件,會影響到下一工程WALI五軸設定時的整體的加工精度,因此才要求需要銑削見光此基準面至少2/3平面。但是根據自行量測的資料來判斷,胚面可以加工的量,大約只有0.15~0.2mm之間,而且左方耳朵部份,成品完成檢驗時,有標示公差,而未加工前的實際量測尺寸,已經瀕臨製程單上所訂定的標準值,因此校正時需要技巧的使此處的加工量縮到最少。
校正完成後使用虎鉗夾持的力量,只允許自然力讓虎鉗板手輕輕靠住,絕對禁止使用太大的力量,才可以防止工件銑削完成後,鬆開虎鉗板手才合發現工件變形,平面度扭曲。校正完成後,需調整四根螺絲輕輕地頂住工件底部。
面刀的選擇需使用正角的面銑刀〈如上左圖〉,專門用來切削鋁合金材料,但像絞鍊座這一類型的工件,平面銑削加工時,只允許裝上單刃刀片,而且每次進刀的深度持在0.01~0.05mm以內。以高速銑削、薄件加工模式銑削,目的是不希望面銑刀在加工面停留時間太久,造成面銑刀在同一平面上有二次切削的情形發生,因為切削進給的加工速度如果太慢,容易使加工面產生震動的刀痕,反而會使整個平面度的綜合計算值變差。
根據刀片目錄上記載的推薦切削條件如下:
刀片材質為MD220,加工材料—鋁合金
切削速度800~2000m/min、每刃的進給0.05~0.25mm/刃
目前的加工規劃切削條件:
切削速度2000m/min、每刃的進給0.08 mm/刃
由以上已知條件可求出轉速S和進給率F
1000*2000/3.14*125=5093r.p.m
0.08*4*5093=1630 mm / min
加工完成後的成品,灰暗沒有光澤的是胚料素材