该零件为公司转包生产的航空用结构件
，属于薄壁异形难加工零件 （见图1）
，壁厚最薄处2.5mm
，材料为板料7050-T7451 AMS4341，零件最小包容体尺寸180mm×95mm×123mm
，要求表面粗糙度值Ra=3.2μm
。
1. 工艺性分析
1）该零件除两侧面（见图1A
、B面）为平行平面外
，其余均为曲面
，曲面上的小孔均为法向孔
，特别是C处侧轮廓与相邻曲面垂直
，因此必须采用五轴联动加工
。
2）零件壁厚较薄
，曲面轮廓度要求0.5mm
，图示C轮廓右端处壁厚只有2.5mm
，且该处刚性较差
，加工中应避免产生振刀和让刀
。
3）零件的大部分面均为曲面
，给数控加工中定位和装夹带来了困难
，因此在数铣加工方案中需设置工艺夹头
，提供定位基准和可靠的装夹平面
。
2. 数铣加工方案
为解决该零件装夹定位难题
，设计了两种加工方案
。
1）在零件的A处端面设置工艺夹头
，用虎钳夹紧夹头部位
，将零件其余部位加工完成
，最后使用线切割沿A处端面去除夹头
。夹头设置如图2所示
。
该方案的优点是
：可以用五轴装夹
，一次完成零件多个面的加工
，避免多次装夹产生较大的定位误差
，便于加工前的生产准备（不需要专用工装或组合夹具）
。使用机床切割去除夹头
，切面较规整
、美观
；缺点是
：五轴加工的工作量较大
，批量生产后成本较高。图2中D区域加工时刚性差
，易振刀
。
2）在零件的两侧端面均设置工艺夹头
，在夹头上制定位孔
，作为多次装夹的唯一基准
，夹头和零件在联接处可以做得较薄
，最后用普通铣床去除夹头
。夹头设置如图3所示
。
该方案的优点是
：解决方案一中零件D区域数铣加工中刚性不足的问题
。 零件可多次装夹在三轴机床上完成大部分区域的加工，可数铣降低加工成本
；缺点是
：去除料头的工作量较大
，且对操作者技能要求较高
。
通过对上述两个加工方案的比较
，可以看出方案二的加工方法较为经济
，可行性高，实施的风险较低
。因此，海蝶制衣选择方案二进行实施
。
3. 工艺流程和加工过程
1）下料 该零件的材料状态为进口铝合金板料
，材料单价约为4.75美元/磅
，其材料成本在零件总成本中所占比例较高
。为节约材料
，并根据零件轮廓形状
，海蝶制衣采用套料加工，如图4所示
。为预留两侧工艺夹头
，方料尺寸定为280mm×194mm×110mm
，使用线切割沿零件轮廓切开（成两块‘L’形料）
，每块方料可以加工出两件零件
。
2）三轴加工部分 切割后的毛坯首先在工艺夹头的区域加工定位基准面和基准孔
，以及上螺栓压紧用的压槽
，如图5所示
。使用虎钳装夹零件，上表面用镶齿盘铣刀铣平
，保证平面度0.02mm
。定位孔加工到f10H8
，两孔间距（178±0.03）mm
。
该零件在样件加工过程中
，除了加工两定位孔和压紧槽
，后续零件的粗精加工都在五轴机床上完成
。因五轴加工成本较三轴铣削中心高很多
，海蝶制衣将数铣工序内容进行了细化
，尽量采用三轴机床加工
，较大地降低了该零件的加工成本
。具体加工路线如下
。
三轴数铣加工部分
：首先
，以底面和两孔定位分别加工图6～图9的工序内容
。40工序
：以两定位孔和15
、20工序加工出的台阶面定位
，如图10所示
。零件主体和工艺凸台联接处壁厚2mm
，并延伸12mm（A
、B处）
，用于后续切断用
。15工序中加工侧面的开口腔时
，因其在加工方向存在倒扣面
，如图11所示UG拔模分析中的区域
。该区域只能留到五轴机床上进行加工
。
关键词
：航空异形薄壁零件数控加工
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