不銹鋼在抗蝕性和耐磨性方面具有優勢，且不銹鋼成品的強度高、韌性大，廣泛應用于機械裝備、模具等領域，該不銹鋼零件是某機械設備關鍵部件，精度要求較高。
不銹鋼切削難度大，若以優質碳素鋼45的可切削性為參考標準（設為1.0），則奧氏體不銹鋼304的可切削性約為0.37，不銹鋼是一種含鉻量大于12%或含鎳量大于8%的合金鋼，其導熱性能較差，代加工過程中易出現粘刀、不易斷屑等問題。由于不銹鋼導熱性能較差，其切削溫度比切削常規鋼種高，＊高可達1000℃，代加工時零件變形大，精度較難控制。實際切削過程中，鐵屑對熱量的攜帶＊多是Fz（每刃進給量）上下兩面，如果被代加工材料具有理想的導熱性能，熱量就會在短時間內在Fz的表面傳導至內部，將更多的機代加工熱量帶走。不同的切削參數對殘余應力的影響程度也不同，從大到小依次是切削速度、切削深度和進給量，這和切削參數對切削力、切削溫度的影響規律一致，說明切削參數對代加工殘余應力的影響同樣是通過機械效應和熱效應起作用的。因此，設置合理的切削參數對減少零件代加工變形具有優勢。不銹鋼燒焊變形大，焊縫區因應力作用而開始收縮，拉伸殘余應力在焊接區產生，而壓縮殘余應力被焊接區周邊區域承受，不銹鋼材料面臨不同程度的收縮變形。燒焊面積大、燒焊時間長，燒焊工件變形現象相應增多。
1.零件設計優化與制造工藝
設計零件代加工模型時，考慮其代加工性，將大型零件的各形狀特征分解成若干實體模型，分解前整體備料和分解后單件備料需用的材料進行相比，分解備料可節約55.4%的材料，如圖2所示。被代加工零件分解成單個簡單的構件，代加工特征變簡單，代加工難度降低，去除體積也減少，代加工工時、刀具使用量等生產成本都隨之減少，可降低制造成本，還可以避免數量較多的電極設計、電極代加工、放電代加工等。化整為零的設計方法可以降低零件代加工成本、縮短代加工周期，提高競爭力。
2.制造工藝分析
零件的裝備精度要求高，采用單個構件精代加工后，再燒焊鑲拼無法保證零件的公差要求，因此工藝制定時，單個構件代加工預留余量，設計銷釘（孔）定位、螺釘（孔）緊固，裝配一體后燒焊鑲拼，再精代加工到要求的尺寸。零件上對精度要求高的特征，通過粗銑代加工留余量、空冷時效、去余量代加工管控變形的方法，釋放和消除單個工件的應力變形。裝配后無法再代加工的面和精度要求不高的特征按圖紙要求一次代加工到位，再裝配鑲拼燒焊成整體構件，＊后對精度要求高、留余量的特征進行精代加工，如圖4所示。通過上述工藝方法可有效管控代加工精度，對于無法管控的變形面，如圖5所示的P1大平面，燒焊后會變形且不可管控，但又有平面度要求，在滿足機械零件使用要求的前提下，優化設計模型，根據實際使用需求增加P2小平面，燒焊變形后再精銑P2小平面，這樣既能使代加工變得簡單又能保證零件的代加工技術要求和降低代加工成本。
3.構件代加工
該構件是粗銑切削難度較大的工件，70%材料需去除，且是深型腔代加工，為降低排屑的難度，選擇臥式CNC機床代加工，據現場工況確定表1所示的代加工參數，刀具的切削效率達到40min/次，可減少操作人員換刀頻率而提高代加工效率。代加工步驟如下。
（1）CNC機床粗銑代加工375mm的高度，軸向留單邊余量2mm，工件四周外形面、兩通槽暫不代加工。
（2）CNC機床粗銑代加工四周外形面、兩通槽貫通，徑向、軸向留余量2mm/單邊。
（3）空冷時效處理48h。
（4）CNC機床精銑底面、銷釘孔、螺釘孔、倒角，底面精銑后用于和A構件鑲拼。
（5）CNC機床四周側面精銑，代加工各螺釘孔、銷釘孔，648mm×346mm×82mm的臺階面暫不代加工，留后續裝配燒焊后再代加工。
（6）裝配，鉗工通過銷釘及孔，組裝構件A、B、C、D和加強筋后，進行燒焊。
