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1、1主要内容通过泵盖零件的加工工艺编制介绍了铸 造毛坯的确定原则；铣削类零件常见表面的 加工方法；切削用量的选择方法；数控铣床 加工零件的定位及装夹原则；机械加工精度 的概念及影响加工精度的因素。通过该情境的学习，能为具体铣削类工 件选择合适的加工方法，选择合理的切削用 量，并能针对加工中产生的误差分析产生原 因，采取相应措施消除。学习情境六：泵盖的加工工艺2学习情境六：泵盖的加工工艺6.1任务引入 6.2 任务分析 6.3 相关知识项目一、数控铣削零件的工艺性项目二、数控铣削工艺项目三、机械加工精度 6.4 任务实施 6.5 任务拓展与课后练习36.1任务引入现生产如图6-1所示泵盖，该泵盖材
2、料为HT200 。生产纲领为年1000台。为该零件制定机械加工工 艺规程。46.2 任务分析该产品为典型的板类零件，材料为HT200 ，系灰口铸铁。产品形状清晰，结构要素由平 面、外轮廓、通孔、沉孔、螺纹孔组成，各结 构要素间有相互位置要求。表面粗糙度为 Ra0.812.5m，产品有一定批量，外轮廓、 台阶面处轮廓形状相对复杂，普通铣床无法直 接加工。56.2 任务分析因加工中心具备自动换刀功能，能够连续 地对工件的各个加工表面自动的完成铣、钻、 扩、镗及攻螺纹等工序，对于单件小批、多品 种的盘盖类零件，数控机床是一种优选设备。 可减少工件装夹次数，降低对工人的技术要求 ，提高生产率，降低成本
3、。故选择在数控铣床 或加工中心加工该零件。66.3 相关知识项目一、数控铣削零件的工艺性一、数控铣削加工内容的确定从实际需要和经济性两个方面考虑n曲线轮廓，n空间曲面；n形状复杂、尺寸繁多、画线与检测困难的部位；n通用铣床加工难以观察、测量及控制进给的内外凹 槽；n以尺寸协调的高精度孔或面；n能在一次安装中顺带铣削出来的简单表面；n提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内 容。 76.3 相关知识二、数控铣削零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指根据加工工艺特 点，对零件的设计所产生的要求，也就是说零 件的结构设计会影响或决定工艺性的好坏。1、零件图样尺寸的正确标注各图形几何要素间的相互关系
4、(如相切、 相交、垂直和平行等)应明确；各种几何要素 的条件要充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影 响工序安排的封闭尺寸等。 86.3 相关知识2、保证获得要求的加工精度虽然数控机床精度很高，但对一些特殊 情况，例如过薄的底板与肋板，因为加工时 产生的切削拉力及薄板的弹性退让极易产生 切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差难以保 证，其表面粗糙度也将增大。就应在工艺上充分重视这一问题。96.3 相关知识3、尽量统一零件轮廓内圆弧 的有关尺寸轮廓内圆弧半径R常常 限制刀具的直径。工件的被加工轮廓高度 低，转接圆弧半径也大，工 艺性较好。 肋板的高度与内转接圆弧 对零件铣削工艺性的影响 106.3 相关知识
5、r越小越好， r越 大，铣刀端刃铣削平 面的能力越差，效率 越低。当r大到一定程 度时甚至必须用球头 铣刀加工，这是应当 避免的。 。 底板与肋板的转接圆弧 对零件铣削工艺性的影响115.3 相关知识4、保证基准统一最好采用统一基准定位，因此零件上应 有合适的孔作为定位基准孔。如果零件上 没有基淮孔，也可以专门设置工艺孔作为 定位基准，如可在毛坯上增加工艺凸台或 在后继工序要铣去的余量上设基准孔。 。 125.3 相关知识5、分析零件的变形情况零件在数控铣削加上时的变形不仅影 响加工质量，而且当变形较大时，将使加 工不能继续进行下去。这时就应当考虑采 取一些必要的工艺措施进行预防钢件 调质处理
6、铸铝件 退火粗、精加工对称去余量136.3 相关知识6、毛坯的结构工艺性除了上面讲到的有关零件的结构工艺件 外，有时尚要考虑到毛坯的结构工艺性， 否则，一旦毛坯不适合数控铣削，加工将 很难进行下去。（1）毛坯加工余量应充足和尽量均匀（2）分析毛坯的装夹适应性146.3 相关知识7、数控铣削加工的尺寸精度数控铣削加工所能得到的经济精度和表 面粗糙度见表6-1.普通数控机床和加工中心的加工精度可达 （0.010.005），精密级加工中心的加工 精度可达（111.5）m。 156.3 相关知识项目二、数控铣削工艺一、铣削零件图形的数字处理不能简单地直接选取工件图纸上的基本尺寸n精度高的尺寸处理 可将
7、基本尺寸换算为平均尺寸。n保持原来重要的几何关系n精度低的尺寸处理 通过调整修改一般尺寸，保持零 件原有的几何关系，使之相互协调。n编程尺寸的修正 按照调整后的尺寸编程进行加工， 测量关键尺寸的实际分散中心与误差，再按照误差对 编程尺寸进行调整，并相应修改程序。166.3 相关知识二、典型结构的数控铣削工艺 1、加工方法的选择获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法 有许多，因而在实际选择时，应根据零件的 加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、 尺寸及生产类型等，在保证加工表面精度和 表面粗糙度要求的前提下，尽可能提高加工 效率。结合零件的形状、尺寸和热处理的要 求全面考虑。176.3 相关知识二
8、、典型结构的数控铣削工艺 1）平面的加工方法选择186.3 相关知识（a）内平面轮廓 （b）外平面轮廓常见轮廓2）平面轮廓的加工方法选择平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线 组成。平面轮廓常用的加上方法有铣削、数控铣 削、线切割及磨削等。 铣削方法，因铣刀直 径受最小曲率半径的 限制数控铣削加工适用于除 淬火钢以外的各种金属196.3 相关知识3）孔的加工方法选择206.3 相关知识螺纹加工主要方法有攻螺纹、铣螺 纹。螺纹孔的加工可遵循以下方法：之间的螺纹，通常在 数控机床上完成底孔加工后再采用攻螺 纹的方法加工。在以下的螺纹，在数控机床上 完成底孔加工后，通过其他手段来完成 攻螺纹。以上的
9、螺纹，可采用镗刀片 镗削加工或采用圆弧插补（G02或G03 ）指令来完成。216.3 相关知识2.典型结构的数控铣削工艺1）平面的数控铣削工艺通常使用面铣刀，小面积范围使用立铣刀n工件只需一次切削，应该避免刀心轨迹与工件 中心线重合n多次切削加工平面精铣时，刀具起点和终点应 都有间隙，即刀具切削起点和切削终点时刀具 和工件在切削平面内完全不接触。226.3 相关知识2）轮廓的数控铣削工艺n一般根据工件轮廓的坐标来编程，而用刀具半 径补偿的方法使刀具向工件轮廓一侧偏移，以 切削成形准确的轮廓轨迹；n切削工件的外轮廓，刀具切入和切出时要注意 避让夹具，并使切入点的位置和方向尽可能是 切削轮廓的切线
10、方向；n切削工件的内轮廓，更要合理选择切人点、切 人方向和下刀位置，避免刀具碰到工件上不该 切削的部位。236.3 相关知识3）孔的数控铣削工艺n较小的孔可以用钻头一次加工完成，较大时孔 可以先钻孔再扩孔，或用镗刀进行镗孔，也可 以用铣刀按轮廓加工的方法铣出相应的孔；n孔的位置精度要求较高，可以先用中心钻钻出 孔的中心隹置。刀具在Z方向的切削运动可以 用插补命令G01来实现，但一般都使用钻孔固 定循环指令来实孔的加工。246.3 相关知识三、数控铣削工序与工步的划分 1.工序的划分 1）按零件的装夹定位方式划分工序 2）按粗、精加工分开的原则划分工序 3）按所用刀具划分工序。256.3 相关知
11、识2.工步的划分 工步的划分主要从加工精度和生产效率两方面来 考虑。 1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次 完成，或全部加工表面按先粗后精划分； 2）对于既有铣削平面又有镗孔加工的表面，可 按先铣削平面后镗孔进行； 3）按刀具划分工步 266.3 相关知识四、铣削方式的选择 1.顺铣和逆铣数控铣床采用无间隙的滚珠丝杠传动，同 时数控铣削工件一般为半精加工、精加工，工 件表面无硬皮，因此数控铣床均可采用顺铣加 工276.3 相关知识2周铣和端铣用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工件表 面，称为周铣；用分布于铣刀端平面上的刀齿 进行铣削称为端铣。端铣可采用大的切削用量 ，实现高速切削，生产率 高
12、。但适应性差，主要用 于平面铣削周铣能用多种铣刀，铣平面、沟槽、齿形和 成形表面等，适应范围广286.3 相关知识五、数控铣削切削用量的确定数控铣削的切削用量包括切削速度 、进 给速度 、背吃刀量 和侧吃刀量 。切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度 ，先选取背吃刀量 或侧吃刀量 ，其次确定进 给速度 ，最后确定切削速度 296.3 相关知识六数控铣削进给路线的选择1.外轮廓铣削的进给路线 铣削平面零件外轮廓时，一般是采用立铣刀的侧 刃切削306.3 相关知识2. 内轮廓铣削的进给路线铣削封闭的内轮廓表面时，刀具可以沿一 过渡圆弧切入和切出工件轮廓。316.3 相关知识3. 铣削内槽的进给路线n
13、行切法的进给路线比环切法短n用环切法获得的表面粗糙度要好于行切法n综合行、环切法的优点n先用行切法去中间部分余量，最后用环切法切 一刀326.3 相关知识4. 曲面铣削的进给路线 边界敞开的曲面加工a所示的加工方案时，每次沿直线加工，刀 位点计算简单，程序短 b所示的加工方案时，便于加工后检验，叶 片曲面的准确度高，但程序较长336.3 相关知识5. 铣削加工Z轴方向的进给路线（a）铣削开口不通槽的； （b）铣削封闭槽的 ； （c）铣削轮廓及Z向通槽346.3 相关知识 七、工装夹具的应用 1、数控铣床、加工中心加工定位基准的选择1） 所选基准应能保证工件定位准确，装卸方便 、迅速，夹紧可靠，
14、且夹具结构简单。 2） 所选定的基准与加工部位的各个尺寸计算简 单。3） 满足数控加工工序集中的特点定位基准最好选择在零件上已有的面和孔 ，也可以专门设置工艺孔或工艺凸台等作为 定位基准。356.3 相关知识2. 确定零件夹具一般的选择顺序是单件生产中尽量 用虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生 产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调 夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。 3. 数控铣床、加工中心夹具设计及组装时 应注意的问题36项目三、机械加工精度 一、加工精度概述零件的加工质量包括加工精度和表面质量两个 方面。1、加工精度的概念加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺 寸、形状和位置）与理想几何参数的
15、符合程度。加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺 寸、形状和位置）与理想几何参数的偏离程度。两者之间的区别与联系：加工误差越大，则加 工精度越低，反之越高6.3 相关知识372、加工精度的影响因素原始误差：由组成工艺系统的机床、夹具、刀 具和工件产生的误差。它的组成如图6-5所示。 6.3 相关知识383、加工原理误差（理论误差）加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近 似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。齿轮滚刀滚齿就有两种原理误差：一种是为了 滚刀制造方便，采用了阿基米德蜗杆或法向直廓蜗 杆代替渐开线蜗杆而产生的近似造形误差；另一种 是由于齿轮滚刀刀齿数有限，使实际加工出的齿形 是一条由微小
16、折线段组成的曲线，而不是一条光滑 的渐开线。 6.3 相关知识39二、机床、刀具，夹具的制造误差与磨损 1、机床误差 主轴误差 机床主轴是用来安装工件或刀具并将 运动和动力传递给工件或刀具的重要零件， 它是工件或刀具的位置基准和运动基准，它 的回转精度是机床精度的主要指标之一，其 误差直接影响着工件精度的高低。 6.3 相关知识40主轴回转误差 a）轴向窜动 b)径向跳动c)角度摆动 41导轨误差 床身导轨既是装配机床各部件的基准件，又 是保证刀具与工件之间导向精度的导向件，因此导 轨误差对加工精度有直接的影响。导轨误差分为：n在水平面内的直线度：导轨在水平面内的直线度误 差y n在垂直面内的直线度：导轨在垂直平面内的直线度 误差z n前后导轨的平行度误差 6.3 相关知识42水平平面内直线度误差43垂直平面内直线度误差 44图6-9前后导轨扭曲度45传动链传动误差n 传动链传动误差是指机床内联系传动链始 末两端传动元件之间相对运动的误差。它是 影响螺纹、齿轮、蜗轮蜗杆
