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一、引言
目前在國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)購(gòu)置了許多進(jìn)口的高級(jí)數(shù)控機(jī)床，新的數(shù)控設(shè)備具備比較先進(jìn)的加工功能模塊，但是國(guó)內(nèi)對(duì)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用還停留在比較低級(jí)的階段，很多都只應(yīng)用了該類(lèi)設(shè)備的最基本的功能，導(dǎo)致?lián)碛邢冗M(jìn)設(shè)備而不能發(fā)揮其作用，降低了這些設(shè)備的利用率和加工效率。如果能夠?qū)@些設(shè)備的功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，有效利用這些進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的高級(jí)功能，則既可以降低機(jī)床操作和零件加工的難度，又可以較好地提升設(shè)備的有效使用時(shí)間，降低設(shè)備折舊費(fèi)率，從而充分的發(fā)揮其價(jià)值。
二、環(huán)形零件通用加工方法
航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件以環(huán)形件為主，且外型復(fù)雜，該類(lèi)環(huán)形零件銑加工時(shí)通常使用帶旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的四軸以上的加工中心，即機(jī)床具有XYZ 三個(gè)直線軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工設(shè)備。采用該類(lèi)設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形零件進(jìn)行銑加工時(shí)，通常的做法是將零件裝夾于工作臺(tái)中心，即在裝夾前對(duì)零件進(jìn)行找正，使零件的回轉(zhuǎn)中心與機(jī)床工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心重合，如圖 1 所示，在加工過(guò)程中，當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，零件隨工作臺(tái)同步旋轉(zhuǎn)而不會(huì)產(chǎn)生偏心，利用工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，即可完成環(huán)形零件上各個(gè)型面的加工。該方法編制數(shù)控加工程序簡(jiǎn)單，加工過(guò)程非常直觀，但是對(duì)操作工人的技能水平要求較高，需要裝夾零件前對(duì)零件位置進(jìn)行找正，保證零件回轉(zhuǎn)中心與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心同心，并且零件找正過(guò)程增加了加工輔助時(shí)間，降低設(shè)備的實(shí)際利用率。

圖片.png

圖 1 環(huán)形工件常用裝夾方式示意圖
三、MANDELLI1600U 機(jī)床基本參數(shù)和功能
MANDELLI1600U 是立臥轉(zhuǎn)換式四坐標(biāo)加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為西門(mén)子 840D。該機(jī)床配備兩個(gè)工作臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)對(duì)刀模塊，能在機(jī)床內(nèi)部完成刀具參數(shù)測(cè)量并進(jìn)行刀具破損監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)刀具的實(shí)時(shí)測(cè)量和刀具狀態(tài)監(jiān)控。該設(shè)備還配備了雷尼紹在機(jī)測(cè)量模塊，利用西門(mén)子 840D 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床測(cè)量的功能，利用該功能不僅可以完成被加工零件的自動(dòng)測(cè)量，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工坐標(biāo)系自動(dòng)定位和加工參數(shù)補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)零件與工作臺(tái)的不同心加工，節(jié)省大量的加工輔助準(zhǔn)備時(shí)間，大大提高機(jī)床的利用率。
四、偏心加工方法研究
1、偏心加工關(guān)鍵問(wèn)題
當(dāng)零件與機(jī)床旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)不同心時(shí)，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后零件的各個(gè)點(diǎn)位相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系發(fā)生變化，因此，要實(shí)現(xiàn)偏心加工的關(guān)鍵問(wèn)題，要解決 3 方面關(guān)鍵問(wèn)題：（1）確定零件回轉(zhuǎn)中心與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的初始位置關(guān)系。（2）確定零件 0°位置與機(jī)床 0°位置的角向關(guān)系。（3）工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后零件與工作臺(tái)間新的位置關(guān)系如何轉(zhuǎn)換。
2、零件在工作臺(tái)上的裝夾
由于 MANDELLI1600U 配備了兩個(gè)工作臺(tái)，因此在一個(gè)工作臺(tái)工作的情況下，可在機(jī)床外部在另一個(gè)工作臺(tái)上進(jìn)行零件的裝夾，裝夾時(shí)無(wú)需使零件與工作臺(tái)完全同心，只要零件能在工作臺(tái)上穩(wěn)定裝夾即可。為方便零件后續(xù)快速確定角向位置，因此裝夾時(shí)應(yīng)將零件角向標(biāo)記位置（如角向孔）置于Z 軸正向，如圖 2 所示。

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結(jié)語(yǔ)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件型面復(fù)雜，因此使用了較多的高級(jí)數(shù)控加工中心，該類(lèi)先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備一般都具有較多先進(jìn)的功能模塊，掌握這些先進(jìn)功能可以進(jìn)一步提高設(shè)備的使用價(jià)值。通過(guò)開(kāi)發(fā)MANDELLI1600U 的偏心加工功能，在機(jī)床加工運(yùn)行過(guò)程時(shí)即可以完成加工前準(zhǔn)備工作，可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的直接切換加工且無(wú)需人工精確找正，大大提高了該設(shè)備利用率，通過(guò)機(jī)床測(cè)量代替人為找正零件，降低了工人操作難度。IM

曼德里加工中心的環(huán)形零件偏心加工方法

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