高效加工大型镁合金铸件的技术实例

一、零件特点

图2-111所示为外形尺寸为700mm×620mm×400mm的复杂铸件，零件材料为ZM5。

1）尺寸大，结构复杂，精度难保证。

2）内腔有两个腹板的平面度要求不大于0.1mm，有4个95mm的深腔要加工。铸件为砂型，铸造尺寸和几何误差大，加工余量大。

图2-111 镁合金铸件外形

3）零件外形如同一个不规则的贝壳，装夹定位困难。

4）数控编程难度大，由于结构复杂，需在五轴联动加工中心上加工。

二、加工方案制订

1.零件工艺性分析

（1）加工基准的确定 由于结构复杂，外形程不规则，因此要加辅助定位凸台，铸件要为后续加工提供X、Y、Z三个方向的定位基准面。

（2）工艺方案的制订 钳工打磨基准面→以铸造的基准面定位划线，检查各部加工余量→粗铣带槽面和基准孔→粗铣各型面和侧面→精铣带槽钢面和侧面→精铣型面、侧面钻孔→表面处理。

2.定位、装夹方案

定位基准为铸造表面，设计工装时，不但要考虑零件结构、定位基准和装夹的牢固性，而且两侧选择带有可调整的定位块，利于根据铸件不同状态调整定位面位置（图2-112）。(www.xing528.com)

图2-112 加工零件时使用的工装

3.机床的选择（表2-19）

表2-19 机床的技术参数

4.数控程序的编制

1）加工型号面采用Multi-Axis Sweeping进行编制，目的是解决定摆角切削效率低的问题。要尽量减小进刀过程中角度的变化，增加切削的平稳性，保证工件表面质量。使用球头铣刀时，刀具的摆角应尽量使球的最大半径处与工件被加工面接触。

2）粗铣深槽时，采用Sweep Roughing进行编制，主要是为了保证槽口分层加工时，层与层之间的余量均匀。粗加工分层切削，为了充分释放应力，减小工件变形，精铣时能保证加工精度，并使连接面光滑。

5.刀具的选择

使用整体硬质合金铣刀，由于镁合金硬度和强度低，容易切削，切削刃一定要锋利，减少切削变形，所以选择大前角γ_o=20°～30°，减小切削力；为了减轻后面的摩擦，降低切削温度，防止在后面上粘附微细切屑，要选择大后角α_o=15°～18°（表2-20）。

表2-20 铣刀的参数

通过对大型整体镁合金铸件的加工方式和加工工艺的研究，从铸件设计、铸件划线及数控加工三个环节入手，分析出关键点，对整体工艺流程进行设计，解决了大型镁合金铸件的加工难题。