举例★■◆★◆，该零件为某机翼内骨架重要组成部分，在机翼内起龙骨作用■■◆★★■，是重要受力件。该零件材料牌号状态为7B04 T74，外廓尺寸为2430mm×236mm×42mm ★■◆■◆；零件上有2 个φ 12H9 工艺孔用于加工及装配时定位；腹板厚度为3~5mm，腹板上有10 个φ76~116大小不等的通孔；缘条厚度尺寸为4.5mm ★■；整个零件中间13 根（厚度为3mm）加强筋。

　　此零件属于典型的单面加工肋板类，零件加工以一面两孔定位，零件外形为机翼理论外缘，零件头部外形有33°闭斜角◆★■◆。零件内形相对开敞，可以用φ 30 以上刀具粗加工■★，零件底角半径R 为4mm◆◆，缘条与筋条间转角半径R 为8mm◆■■★, 局部位置凸台与缘条间距离为8.5mm。

　　零件材料属于高强度超硬形变铝合金◆■，为Al-Zn-Mg-Cu 系合金■■★,是一种可热处理强化的铝合金◆★★■◆。它具有比强度高、断裂韧性好、工艺性能优良等特点，其相应的化学成分( 重量百分比) 为:5■★■.7%Zn，2■★■■◆◆.3%Mg，1.43%Cu，0◆■■.2%Cr。其加热模锻的工艺特点是塑性较差、流动性差、粘附性大、模锻不易成形；并且对变形速度和变形程度十分敏感，随着变形速度的增加而急剧下降★★★◆★■；锻造温度范围窄，始★■■★◆◆、终锻温度要求严格◆◆■◆◆。

　　通过对上述2 种不同的切削方案进行对比和分析，可以得出以下结论：高速数控铣切加工铝合金模锻类零件无论从生产效率方面还是产品质量方面都有很大的提升◆★◆★■■，并且能够节约生产成本■■★。高速铣切加工铝合金模锻类零件的工艺方案是可行的，而且它是一种环保的绿色加工方式★★★，具有一定的先进性，值得在后续的生产中加以推广使用。

　　在普通数控铣加工中，由于采用低转速、低进给、大切深、低速加工的方式，零件变形比较大，零件粗加工后最大侧弯变形为6mm，最大翘曲变形为20mm，最大弯曲变形为5mm。

　　在高速切削加工中，由于采用高转速、小进给、小切深、高速加工的方式◆★■■，零件变形小，粗加工后最大侧弯变形在1mm 之内，最大翘曲变形为3mm，最大弯曲变形为1mm[3]。6 加工工序设计以底面及两工艺孔定位精加工零件内外形，在此设计出比较简洁的工序：

　　鳞刺是在已加工表面上的鳞片状毛刺。在较低及中等切削速度下用高速钢、硬质合金或陶瓷刀具切削常用塑性金属都会产生鳞刺，顺着切削方向、垂直于加工表面的鳞刺显微剖面。鳞刺是获得较小粗糙度表面的一大障碍。切削速度高，积屑瘤不再生成的情况下鳞刺的高度大大减小★★■■◆★。可以获得已加工表面粗糙度小至R z0■◆★■■.1~0.05μm■◆◆◆。

　　通常把切削速度比常规切削速度高5~10 倍以上的切削称为高速切削。目前高速铣机床加工铝合金切削线m/min■★★◆◆◆。在高速切削状态◆◆★■★，随着切削速度的提高，切削力下降，加工表面质量提高；切削热大部分由切屑带走，工件基本保持冷态。而刀具寿命随着切削速度的提高而下降。

　　为了满足加工要求■◆★■■★，使用3 套工艺装备。其中一套为钻模★■★■■■，用于两次加工零件工艺孔；一套为数控用真空铣夹◆■◆■■，用于零件粗加工■◆★■★；一套为数控用真空铣夹，用于零件精加工◆■■★。

　　随着加工制造业的飞速发展★◆■■■◆，铝合金高速切削成为企业的首选★◆★。一直以来，高速切削往往局限于铝板类毛料，由于铝合金模锻件余量不均匀经常会导致高速加工切削不连续◆◆◆，继而形成断续切削◆■■★◆★，对刀具磨损十分严重，同时会引起刀具折断从而打伤零件的现象■★◆。由于航空类铝合金零件生产中模锻件仍然是设计的首选毛料，为保证数控加工产能翻倍的目标，此类零件采用高速铣切加工势在必行。本文将以某机零件加工方案为例分析论证模锻件高速铣加工的可行性。

　　积屑瘤是指切削钢ag真人旗舰官网、铝合金等塑性金属时，在切削速度不高■■■，而又能形成带状切削的情况下，常常有一些从切屑和工件上来的金属冷焊（粘结）层积在前刀面上，形成硬度很高的楔块，它能够代替刀面和切削刃进行切削，这一小块称为积屑瘤[2]。积屑瘤减低尺寸精度和增加已加工表面的粗糙度ag真人旗舰官网。切削速度不同，积屑瘤所能达到的最大尺寸也不同。

　　为了满足产品尺寸精度及加工质量◆★，在此设计出比较繁琐的工序来抵消零件变形带来的影响：

　　残余应力是指受工艺过程的影响◆■，在没有外力作用的情况下，在零件内部所残余的应力彼此保持平衡，零件切削加工后各部分残余应力分布不均匀，使零件发生变形，影响零件的形状和尺寸精度[2]。其产生的原因可分为3 种情况：

　　高速铣环切时经常使用螺旋进刀的方式。螺旋进刀即刀具的中心沿着一条螺旋线运动至零件的腹板表面的加工方式■◆◆★。这种方式减小了加工过程中零件对刀具的抗力，同时可以保证刀具的底刃在加工中能够切除移动轨迹上的零件材料★■★■★。

　　2 种方案加工的产品★■◆★，质量也有很大差异。从尺寸精度看，普通数控切削后零件尺寸精度在±0.3mm之内★■■■★，而高速切削后尺寸精度在±0.2mm 之内；从表面粗糙度看，普通数控切削后R a 在3.2~6■◆★■◆.3μm 之间◆■，而高速切削后零件表面粗糙度R a 在1.6~3◆◆★.2μm 之间。其差异的重要原因在于切削过程中产生的积屑瘤及鳞刺的影响◆★◆◆。

　　内应力指的是当外部的载荷去除后，仍残存在工件内部的应力。内应力因金属内部宏观的或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生，其外界因素就来自热加工和冷加工。具有内应力的零件处于一种不稳定的状态，它内部组织有强烈的倾向要恢复到一个稳定的没有内应力的状态，即使常温下零件也不断地进行这种变化ag真人旗舰官网，直到内应力消失为止。

　　锻件经过淬火及人工时效处理后σ b ＝ 450~540MPa ；由于金属晶体间的各向异性，锻造过程中由于各部分冷热收缩不均匀以及金相组织转变的体积变化，使毛坯内部产生了相当大的内应力。毛坯内应力暂时处于相对平衡状态，切削去除一些表面材料后就打破了这种平衡，内应力重新分布，此时加工后的零件就明显地发生变形。

　　铝合金模锻件高速铣加工必将成为今后此类零件切削加工的重要手段★★■■◆，实现其工作的必要条件是零件结构工艺性好■■◆★◆、材料毛坯基准稳定◆◆■★■、易于定位装夹、无人工干预的高效数控加工程序。无人工干预的高效数控程序不能简单地受技术人员的个体差异而影响，应该按照机床及其使用刀具逐步建立并完善切削参数数据库■◆★◆■★，保证所有技术人员的程序都能够适应机床的功率及扭矩的需要，同时要能够最大程度地发挥机床的切削效率。