0引言
铝合金手电筒是一种新颖实用和发展前景很好的小五金产品，多用于照明、防暴和急救等用途。其加工精度要求高，加工工艺复杂，是一种质量要求高产品。我校校企合作曾接到30000件手电筒产品生产订单，我们调动技术力量攻克了生产中不少困难，按时完成了合同。下面介绍一种SOG小号手电筒加工中克服的一个难题。
1加工难点分析
SOG小号手电筒的筒身是手电筒一个重要零件，筒身轮廓结构复杂，包括外圆柱面、内圆柱面、内外螺纹面、圆弧槽、带凸台圆柱面和特形六棱柱面等各面，其中尺寸24．2mm、8．6mm、准22．9mm有较严格精度要求，是保证产品质量重要特征。零件整体尺寸精度要满足要求，过渡部分要圆滑，表面感觉光滑。筒身顶端包括一个截面准26．9mm圆内接六边形接口，为了美观，内接六边形各边之间留出一小段圆弧，接口高4．6mm；另外，难点之处在于顶端六面体下面是一长度11．4mm圆柱面，且直径准22．9mm圆柱面上有一光滑过渡的凸起平台，凸台的面和顶端六棱体一面同面直到边沿，与准22．9mm圆柱体截面的前后尺寸为24．2mm（凸台尺寸为16mm×8．6mm）。筒身前部各轮廓难成形，尺寸精度要求高，进刀困难，几何面易干涉，故加工较困难。筒身一般可用普通加工方法，但前部六面体各面及准22．9mm圆柱带凸台面较难用普通方法加工。普通车床难车出凸台，普通铣床难精确铣出精度满足要求各面，而普通数控铣床没有刀库，不能实现自动加工，连接面难满足所需要求。为提高加工精度和加工效率，可用自动加工中心加工。通过合理选择设备、设计合理工装、刃磨特殊刀具可较好完成产品加工，如图1所示。
2难点解决方法
因为筒身顶端并不是圆柱内切六面体，而是还留有均布的一小段圆柱面，存在各面等分精度难保证和加工效率低问题；同时还需进行六面体下段带凸台圆柱面切削，加工难度较大。在加工时，解决的办法可先采用数控车工序完成筒身大部分内外圆粗精车削，留出前面长度16mm部分粗车后留到最后一道工序加工。为了提高加工效率，因为前部一个是六棱柱平面加工，一个是圆柱面带凸台的异形面加工，因此可拟用同一道工序切削出来。先把本工序前部总长16mm部分全部铣出六面体后，减小加工余量，然后再利用特殊T型刀具空出上段长度4．6mm六面体而铣出下段圆柱面和凸台，这样能较好保证加工精度和经济性要求。故可选用合适的加工中心加工，在实际中，我们通过工艺分析，结合设备优势，选用LW-T500钻攻中心加工。通过主轴旋转，工作台依程序作需要X、Y轴运动，并实现自动换刀可切削出相应的所需轮廓，完成本工序加工。在制定严格工艺规程后，对零件编制合适加工程序，正确对刀，选取正确走刀路线和下刀点，且下刀点和走刀路线是两段轮廓质量的重要保证，这样，我们能较好完成零件加工。
3筒身前部的数控加工过程
3.1加工装备选择
零件加工中，通过筒身数控车工序后，第二工序是铣削前部轮廓。考虑到加工面要求和设备比较，我们选用设备为LW-T500型钻攻中心机床。其系统为FANUC，刚性较好，能较好完成切削。为提高加工精度和加工效率，我们要正确选择工装，在钻攻中心里，主轴在垂直方向旋转，工件可竖立装夹，要设计专用工装夹紧，在实际中，我们选用通用夹具32型立式手动夹头座夹紧加工。通过手柄夹紧打开，可实现工件装卸。同时，为夹紧可靠和避免零件夹伤，可设计一个聚乙烯塑料夹套装夹工件。
3.2刀具选择
刀具选择主要考虑：1）被加工工件材料及性能；2）切削工艺的类型；3）被加工工件几何形状、零件精度和加工余量；4）背吃刀量、进给量和切削速度。数控车后，本工序第一工步是铣削头部六面体各面平面加工，为降低振动，增强铣削过程平稳性和均匀性，可选用WG类硬质合金立铣刀加工，而考虑加工成本和具体切削要求，选二齿直径为准12mm立铣刀。而最重要是完成第二工步圆柱面和凸台加工，我们要设计第二把刀具切削，因它位置和形状特殊，前面六棱柱台阶影响，不能直接进刀，故可采用特殊“T”型刀具加工，实际中可选用WG类硬质合金刃长为75mm的二齿准12mm立铣刀，在距离底部尺寸15mm处，打磨出长6mm、深2．5mm的凹槽空位，刀具可切削下段圆柱面和凸台，而避开顶端六棱体位置，通过刀具侧铣，可实现加工要求。要注意磨刀时，刃磨出正确参数和过渡刃形状，刀具质量是保证加工精度重要要求。
3.3工艺方案的确定
按加工要求，本铣削工序拟在同一台LW-T500钻攻中心进行，采用工序集中原则，两部分要在同一工序中自动加工完成，以保证零件加工精度和位置精度要求。确定本工序加工方案如下：1）粗铣六棱柱各面-精铣六棱柱各面，2）精铣圆柱面和凸台。
3.4切削参数选择
筒身材料为铝合金，其强度、硬度较低，易于切削加工，但铝合金材料弹性塑性较大，加工时易粘刀，影响表面质量。在机床、刀具确定条件下，高速切削加工铝合金，切削用量的选择直接关系到工件质量、刀具使用寿命、生产率和加工成本。因此，在保证刀具经济耐用度和加工精度条件下，铝合金宜高速切削加工，最大提高生产率。在选择尽可能大背吃刀量情况下，尽可能选择大的进给速度和主轴转速。选择切削用量，具体参数如表1所示。
4加工过程实现
本工序加工，正确编制程序很重要。可利用Mastercam对零件进行准确作图和仿真加工，自动生成程序后发送到机床数控系统进行加工（刀路生成图参考图2）。具体的加工操作为：1）打开机床。接通机床电源和CNC系统，系统启动后进入加工操作区。2）回参考点。利用机床控制面板上“回参考点”键启动回参考点。3）参数设定。在系统进行工作前，需对一些参数进行设定：输入刀具参数及刀具补偿参数；输入/修改零点偏置；输入设定数值。4）装夹工件。安装调整辅具并把零件装夹在选定夹具里。5）对刀。把每把刀具都调到设定的编程零点，把编程零点的机床坐标值输入机床中。6）输入程序。在计算机上经过毛坯的精确仿真加工，把自动编程后处理程序发到机床数控系统。对程序进行检查，确定没输入错误和程序本身没错误。7）模拟加工。按下扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，检查仿真出的工件图形与需加工工件轮廓出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。8）实际加工。退出仿真系统，按复位键，再按[自动运行]键实际加工。加工完毕后，取下工件，检查零件的精度，再换下第二件继续加工。加工中注意：a.要最合理使用切削液，进行润滑和降低切削温度，保证加工质量要求。b.加工中要正确选择刀具，正确安装刀具，防止刀具振动。c.编好程序后，应先试行确定程序无误后，再进行试切。d.加工中要正确选定切入点和铣削方向，提高加工精度。e.要正确选定刀具半径补偿数值，不断合理修改切削用量和刀具半径补偿的数值，以保证加工精度。
5结语
通过本工序加工过程分析，说明特形面加工要合理采用正确的技术手段和工艺方法，包括正确选择设备、正确选择刀具、工装和要编制准确加工程序包括正确选择下刀点、走刀路线、切削用量才能生产出符合精度要求产品。而用数控加工方法能较好地提高效率和满足精度要求，生产出满足要求产品。
作者：许达记 单位：广东省阳江市高级技工学校
