全景工廠(chǎng)
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類(lèi)：其他手板模型加工
加工方式: cnc加工 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.05mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 5cm*5cm*1cm
后處理: 打磨
案例介紹
一、前期準備
（一）材料選擇
根據墊片的使用要求和性能特點(diǎn)，選用合適的金屬材料，如不銹鋼、鋁合金等。確保材料表面無(wú)劃痕、銹跡等缺陷，尺寸符合加工要求。
（二）設計圖紙
使用專(zhuān)業(yè)的 CAD 軟件繪制金屬墊片的精確二維或三維圖紙，標注清楚墊片的尺寸、公差、孔徑、倒角等詳細信息，為后續編程和加工提供準確依據。
（三）刀具與夾具準備
刀具：依據加工材料和圖紙要求，選擇合適的 CNC 刀具，如銑刀、鉆頭、鏜刀等。對于金屬加工，通常需要配備硬質(zhì)合金刀具，以保證切削效率和刀具壽命。不同規格的刀具用于粗加工、半精加工和精加工階段，例如粗加工可選用較大直徑的銑刀快速去除余量，精加工則使用較小直徑且精度高的刀具保證尺寸精度和表面質(zhì)量。
夾具：根據墊片的形狀和尺寸設計專(zhuān)用夾具，確保在加工過(guò)程中墊片能夠被牢固地定位和夾緊，防止因切削力導致工件移位或變形。常見(jiàn)的夾具類(lèi)型有平口鉗、臺鉗、專(zhuān)用夾具等。對于批量較大的生產(chǎn)，專(zhuān)用夾具能夠顯著(zhù)提高加工效率和一致性。
二、CNC 編程
（一）工藝分析
對金屬墊片的加工工藝進(jìn)行詳細分析，確定加工順序、切削參數等。一般先進(jìn)行粗加工，去除大部分余量，然后進(jìn)行半精加工和精加工，逐步提高尺寸精度和表面質(zhì)量。例如，對于有孔的墊片，先加工外形輪廓，再進(jìn)行鉆孔、鉸孔等操作；對于有螺紋的孔，還需安排攻絲工序。
（二）程序編制
使用專(zhuān)業(yè)的 CNC 編程軟件（如 Mastercam、UG 等），根據設計圖紙和工藝分析結果編制加工程序。設置好工件坐標系、刀具路徑、切削速度、進(jìn)給量、切削深度等參數。在編程過(guò)程中，要充分考慮刀具的切削軌跡，避免刀具與工件發(fā)生碰撞，同時(shí)優(yōu)化切削路徑，提高加工效率。例如，在銑削平面時(shí)，可采用行切法或環(huán)切法，根據墊片的形狀和尺寸選擇合適的切削方式；在鉆孔時(shí)，要準確計算鉆孔位置和深度，并設置合適的鉆孔循環(huán)指令。
（三）程序驗證
在實(shí)際加工前，通過(guò)軟件的仿真功能對編寫(xiě)好的程序進(jìn)行驗證。檢查刀具路徑是否正確，是否存在過(guò)切、欠切、刀具碰撞等問(wèn)題。如有錯誤，及時(shí)修改程序，直至仿真結果無(wú)誤。
三、加工過(guò)程
（一）裝夾工件
將金屬墊片坯料正確安裝在夾具上，使用百分表等工具找正工件的平行度、垂直度等，確保工件的裝夾精度。調整夾具的夾緊力度，既要保證工件在加工過(guò)程中不會(huì )松動(dòng)，又要避免因夾緊力過(guò)大導致工件變形。
（二）粗加工
按照編程設定的切削參數，啟動(dòng) CNC 機床進(jìn)行粗加工。粗加工時(shí)，主要目的是快速去除大量余量，使工件接近最終尺寸形狀。在粗加工過(guò)程中，要注意觀(guān)察切削狀態(tài)，如切削力是否過(guò)大、刀具是否磨損、是否有異常振動(dòng)等。如有異常情況，及時(shí)停機檢查并調整切削參數或更換刀具。粗加工完成后，測量工件尺寸，檢查余量是否均勻，如有不均勻情況，可在后續加工中進(jìn)行調整。
（三）半精加工
在粗加工的基礎上，進(jìn)行半精加工。半精加工的目的是進(jìn)一步提高尺寸精度和表面質(zhì)量，為精加工做好準備。半精加工時(shí)，切削參數相對粗加工要小一些，刀具的切削刃應更加鋒利，以保證加工表面的粗糙度。在加工過(guò)程中，要嚴格控制尺寸公差，對關(guān)鍵尺寸進(jìn)行多次測量，確保尺寸精度符合要求。
（四）精加工
精加工是保證金屬墊片尺寸精度和表面質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。使用高精度的刀具，按照精細的切削參數進(jìn)行加工。在精加工過(guò)程中，要特別注意刀具的磨損情況，及時(shí)更換刀具，以保證加工精度的一致性。對于有較高表面質(zhì)量要求的墊片，可采用鏡面加工技術(shù)，使加工表面達到鏡面效果。精加工完成后，再次測量工件尺寸，檢查所有尺寸是否都在公差范圍內，表面是否有劃傷、凹坑等缺陷。
（五）孔加工與螺紋加工
如果金屬墊片上有孔或螺紋，在完成外形加工后進(jìn)行相應的孔加工和螺紋加工操作。鉆孔時(shí)，要先使用中心鉆打定心孔，然后再用鉆頭鉆孔，以保證孔的位置精度。對于有精度要求的孔，可采用鉸孔、鏜孔等工藝進(jìn)一步提高孔的尺寸精度和表面質(zhì)量。螺紋加工時(shí)，根據螺紋規格選擇合適的絲錐或攻絲刀具，設置正確的攻絲參數，如攻絲速度、進(jìn)給量等，確保螺紋的精度和質(zhì)量。
四、后處理
（一）去毛刺
金屬墊片加工完成后，使用銼刀、砂紙等工具去除工件邊緣和孔口的毛刺，防止毛刺影響裝配和使用性能。對于一些難以去除的毛刺，可采用電解去毛刺、超聲波去毛刺等工藝方法。
（二）清洗
將加工好的金屬墊片放入清洗槽中，使用專(zhuān)用的金屬清洗劑進(jìn)行清洗，去除工件表面的油污、切削液殘留等雜質(zhì)。清洗后，用清水沖洗干凈，并晾干或吹干。
（三）檢測
使用卡尺、千分尺、三坐標測量?jì)x等檢測工具對金屬墊片的尺寸、形狀公差、位置公差等進(jìn)行全面檢測，確保墊片的各項參數符合設計要求。對于有特殊要求的墊片，如密封性要求較高的墊片，還需進(jìn)行密封性測試，如采用氣壓試驗、水壓試驗等方法檢測墊片的密封性能。
（四）表面處理
根據金屬墊片的使用環(huán)境和要求，對表面進(jìn)行相應的處理。常見(jiàn)的表面處理方法有電鍍、氧化、磷化等。例如，對于在潮濕環(huán)境中使用的不銹鋼墊片，可進(jìn)行鈍化處理或鍍鉻處理，提高其耐腐蝕性；對于有裝飾要求的鋁合金墊片，可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，獲得不同顏色的氧化膜，增強美觀(guān)性和耐磨性。
五、質(zhì)量控制與檢驗標準
（一）尺寸精度
金屬墊片的尺寸公差應控制在設計圖紙規定的范圍內，一般尺寸公差可參考 IT7 – IT9 級精度標準。例如，對于直徑為 100mm 的圓墊片，其直徑公差可控制在±0.05mm 以?xún)取?/p>
（二）形狀公差
墊片的平面度、圓度等形狀公差應符合要求。平面度公差一般可控制在 0.02mm – 0.05mm 范圍內，圓度公差可根據墊片的直徑大小控制在相應范圍內，如直徑為 50mm 的圓墊片，圓度公差可控制在 0.03mm 以?xún)取?/p>
（三）位置公差
孔與孔之間、孔與外輪廓之間的位置公差應滿(mǎn)足裝配和使用要求。例如，兩個(gè)相鄰孔的中心距公差可控制在±0.05mm 以?xún)?，孔與外輪廓的同軸度公差可控制在 0.03mm – 0.08mm 范圍內，具體數值根據墊片的尺寸和精度要求確定。
（四）表面質(zhì)量
加工表面應無(wú)明顯的劃傷、凹坑、銹跡等缺陷，表面粗糙度 Ra 值一般可控制在 0.8μm – 3.2μm 范圍內，對于有較高表面質(zhì)量要求的部位，如密封面，Ra 值可控制在 0.4μm – 0.8μm 范圍內。
（五）硬度與力學(xué)性能
對于一些有特定力學(xué)性能要求的金屬墊片，如彈簧墊片等，需檢測其硬度和力學(xué)性能指標是否符合設計要求。硬度檢測可采用洛氏硬度計、維氏硬度計等工具進(jìn)行測量，力學(xué)性能測試可包括拉伸試驗、壓縮試驗等，以檢測墊片的抗拉強度、屈服強度、延伸率等指標。
通過(guò)以上詳細的 CNC 加工金屬墊片手板模型方案，可以制造出精度高、質(zhì)量好的金屬墊片手板模型，滿(mǎn)足產(chǎn)品設計和研發(fā)的需求。在實(shí)際加工過(guò)程中，可根據具體情況對工藝參數和操作方法進(jìn)行適當調整和優(yōu)化，以確保加工效果和生產(chǎn)效率的最佳平衡。
