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如图1所示是公司某型号产品常用的零件图，为典型的弯管形状。该零件主要做导通线束作用，一头为端面配合齿结构，另一头则是环形齿结构，且弯管角度不唯一，目前存在90°、135°两种。该零件材料通常采用2A12铝，整体板料加工，T4状态。
图2 由图可看出内侧内腔相贯R处过度锐边已经把导线划伤
此零件的加工工艺流程是：下料→铣削成形→铣削成形→钳修→去毛刺→检验→除油→检验→入库。但在该工艺中，零件在铣削加工的过程中直接保证孔的外侧R光滑连通，内侧R通过钳修工序进行人工修锉。通过外部质量问题反馈，两孔相贯处出现过渡尖角；该尖角经过后期打磨无法完全修整至光滑过渡，弯管内部存在锐利棱边将导线外部胶套划损，直接导致产品不能使用返工返修甚至报废（如图2），经过对送外零件进行加工情况分析，原因主要有以下几点：
①数控铣削采用铣刀加工，对于内侧R角无法有效切削；
②零件两侧孔深，导致普通锉刀的常规修锉角度无法适用于刀具修模角度，导致修锉难度增加；
③相比于编程加工，人工加工一致性较差，且无法修锉至光滑面，使得零件内侧R面存在锐边。
工艺分析研究及验证效果
1.工艺分析及方案
该零件材料为2A12铝合金，是一种高强度硬铝，点焊焊接性良好、冷作硬化后切削性能好，常用与航空航天领域的高负荷的零件和构件。针对弯管结构，可以拟出以下几种改良方案：
方案一：手工通过工具打磨铣削后锐边；
方案二：铣削加工方式优化；
方案三：铸造弯管标准件二次机加工。
2.方案对比及验证效果
1）方案一：手工打磨锐边
针对此类锐边问题，可类比于零件锐边与毛刺问题，常用的解决方案是采用后道工序进行处理，比较常见的后道处理工艺包括钝化、滚光、手工修锉。考虑到该零件材质、批量问题与车间加工现状，手工修锉更为合适，但常用的锉刀因修锉角度问题打磨困难。
目前使用钻头如图3所示，采用去毛刺工具深入90°弯管内打磨两直角交叉处，使之打磨光滑无锐边。可通过优化加工工具，设计更好的打磨工具，方面操作和加工更好，符合零件加工质量要求。但是此种方法费时费力，尤其浪费人工成本，需要安排专人进行操作培训，且要想打磨锐边至合格程度需要考验操作人员的耐心和熟练度，短期内想要达到理想效果是不行的。
图3 打磨工具
2）方案二：铣削加工方式优化
对于此类弯管零件的加工，通过设计两种非标刀具，刀具避空设置由零件和程序定义。如图4所示，专用圆弧T形铣刀，采用逐层铣削加工方式来进行铣R加工。圆弧过渡相接处，采用两端铣削进行相接，采用夹具保证两次铣削位置相接，不会产生台阶和过切现象。
图4 铣刀示意
其中刀具的改良，需要考虑到刀具结构与刀具材料。刀具需在直立情况下，完成零件弧形铣削加工，因此刀具切削位置需大于刀杆位置形成T形刀，采用T形刀具侧刃去切削内R位置，采用走轨迹方式进行加工。在刀具涂层行业，目前工艺较成熟和运用最广泛的是硬质涂层材料TiN、TiC、CrN、TiCN和DLC等。TiN涂层与基体结合强度的较差，涂层易脱落，在切削温度较高时候时膜层易氧化而被烧蚀。TiC涂层有较高的硬度与耐磨性，抗氧化性好，但涂层脆不耐冲击。TiCN涂层兼具TiC和TiN两种涂层优点，韧性好，不易崩刃。DLC涂层是类金刚石涂层，耐磨，防滑、硬度高、抗粘结性好，目前在刀具行业得到广泛运用。
弯管内R相接位置采用普通程序编制方法无法加工，本次攻关准备采用GIBBS CAM软件三轴铣削功能编制曲面加工程序，利用后置处理软件生成G代码程序导入机床进行切削加工。通过模拟实验，已经确定正常的退刀法无法加工尺寸过小的弯式外壳，根据零件形状的实际情况再结合编程软件的应用，摸索出了一种新的特殊的退刀方法，即沿零件弯管处走3D弯曲线抬刀。改良后的刀具路径按加工完成反向R后沿着零件的弯管形状走3D弯曲线到内圆圆心处再抬刀的，这样的走刀方法避免了伤到零件内壁的任何地方，完美避开了所有容易碰壁的危险点，保全了零件的完整性和形状要求。
图5 改良退刀轨迹
通过两种方案对比：
方案1中：采用手工打磨，每个人技能水平不同，加工出产品千奇百怪，批次一致性差，且小号的尾部外壳因孔径较小，采用手工修挫时，钻头深入孔内易出现划伤现象，合格率不足60%。
方案2中：采用攻关特殊刀具，配合编制数控程序和通用夹具制作加工，一致性好，接刀处根据程序设置，接刀良好，故优先采用方案2。
3）方案三：铸造弯管标准件二次机加工
铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。对于弯管零件，行业内较为常用的加工方法除了掰弯后就是浇铸、粉末冶金等方式。
考虑到公司弯管零件在两头的外形分别具有环齿与排齿等结构，而内孔则是光壁，可以统计常用弯管内外径尺寸，内孔采用模具铸造成形，外形根据零件型号大小采用铸造件二次机加工。考虑到公司目前没有铸造工艺，可以与公司现有外协铸件厂家开展合作，试开模一种型号弯式尾部外壳，核算零件加工成本，验证铸造件技术指标。（因涉及需求较小，且开模成本较高，故采用机加工的方式）
