基于数控技术的多孔类复杂壳体高精密加工方法研究

　　从航空液压壳体的结构特点、加工难点着手，阐述了通过数控加工技术保证液压壳体加工质量，提高加工效率的数控加工技术。

　　航空壳体零件加工难点分析

　　以某型号飞机的壳体为例，复杂的外形需要保证的尺寸近千余，纵横交错排列着各类孔近百个，孔与孔之间的位置关系非常复杂，需要通过不同的加工工艺完成零件的最终加工。因此，由于壳体零件复杂的结构设计，造成加工难点主要表现在以下几个方面：

　　外形结构复杂精度高

　　为了保证功能和零件自身需求，液压壳体类零件外形设计非常复杂，有些壳体设计既要承担油路分配又要完成部分驱动功能。因此各种型面之间的形状位置度要求高，如平面度、平行度、垂直度等往往要求达0.02mm。高精度的设计需求与零件的应力变形和加工效率形成矛盾，给机械加工造成非常大的难度，需要靠各种工艺手段去保证。

　　孔系相交关系复杂精度高

　　航空液压壳体零件对于液压油路控制非常严格，包含了绝大多数孔的类型：直孔、斜孔、相交孔、复合角度孔、台阶孔、沉孔、细长孔、异形孔等。按精度等级分：一般精度要求孔、高精度孔、形状位置要求精密孔系、精密柱塞孔系、标准堵头孔、异形电加工孔等。不同精度和功效的孔需要定制截然不同的工艺方法和加工手段。这些孔的直径范围跨度大，分布在Φ0.5mm至Φ120mm之间，其中孔径小于Φ5mm的孔径比多为1:30，如此深度的细长孔系已经远超出了标准刀具的加工范围。这些孔不仅要求精度高，而且相交关系复杂，除电火花沟通孔外，其余各孔有的是平面正交、斜交，有的是空间正交、斜交，有的同直径孔相交，也有不同直径孔相交。要想保证各孔的精度要求，加工顺序的安排就会受壳体结构的约束。某些加工部位的加工工艺性不好，需要采用特殊的刀具和加工方法来实现。

　　去除毛刺难度大

　　去除毛刺的工艺技术，通常在传统加工工艺中被忽略。但随着复杂壳体设计能力的提升和高精度设备的普及应用，去毛刺技术被越来越多的工艺技术人员所掌握。复杂的相交孔系毛刺往往用肉眼无法观测，液压壳体内如果存在加工残余物，对整个系统是致命的危害。这就需要借助于各种辅助工具和去毛刺工艺来完成。有时一道去毛刺工序就需要十余种工具。因此，如何有效去除相交孔毛刺，将成为保证壳体零件产品性能的一个关键点。

　　如上所述，如果在普通机床上按传统方式加工航空液压类壳体零件，一次定位装夹，仅可以加工一个型面或一个孔系，而且重复定位误差大，人为因素影响零件的质量的因素大，生产周期长和效率低，所以应将部分工作通过高精度的数控设备来完成。

　　壳体加工应尽量由数控设备来完成，对可以进行数控加工的部分再进行具体的分解，即根据各数控机床的加工精度、设备特点再进一步细化数控加工。如位置精度要求不高，但自身的形状、位置公差要求严格的孔、型面都可以在加工中心上完成。而相互之间有严格位置要求的孔系，型面可在精密数控机床上完成。同时为了减少精加工的余量，降低切削力对零件变形的影响，粗加工、半精加工可以由加工中心完成。

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