齿轮泵泵盖零件的数控铣削加工

2008届机电一体化专业毕业综合实训齿轮泵泵盖零件的数控铣削加工作者:曾皓一、项目简介 本文主要介绍齿轮泵泵盖的数控铣削加工工艺分析和加工程序两大板块。工艺分析部分主要是从零件图、加工方法、装卡方案、刀具选择、切削用量和加工路线来分析的，内容比较详实；加工程序部分是按加工工序来编排的，由于校内加工中心设备有限，使得编写的程序与加工工序有出入，望读者理解。同时，泵盖是泵的一个重要组成部分，为解决齿轮泵的困油现象,通常在泵盖上开设对称的卸荷槽,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽,吸液侧采用锥形卸荷槽,排液侧为矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液压工业中所用的齿轮泵要深，它是一个较为复杂的零件，它的一些内孔加工精度较高，也就对我们实际操作者的要求较高。通过实际动手操作数控铣床，提高铣床操作能力，通过编写加工工艺，让自己巩固了数控铣床加工工艺知识，提高了铣床的加工编程能力。这使得本次实训有着重要的意义。二、实训所用仪器设备及材料(1)机床设备:数控铣床(YL1230)(2)装夹设备:平口虎钳(3)毛坯材料:高分子塑料(4)下料设备:电动钢锯(5)绘图及整理资料设备:电脑、AutoCAD软件(6)测量仪器：钢尺，千分尺三、实训项目设计与成果3.1齿轮泵泵盖零件数控铣削加工工艺 工艺规程是工人在加工时的指导性文件.工艺方案的好坏不仅仅会影响铣床效率的发挥,而且将直接影响到零件的加工质量.所以,在选择并决定数控铣床加工零件及其加工内容后,应对该零件的数控铣削加工工艺进行全面、认真、仔细的分析设计.(一)零件图工艺分析如图3.1.1 泵盖零件图所示,该零件主要由平面、外轮廓以及孔系组成,其中32H7和26H8三个内孔的表面粗糙度要求较高,为Ra1.6;而12H7内孔的表面粗糙度要求更高,为Ra0.8;32H7内孔表面对A面有垂直度要求,上表面对A面有平行度要求.该零件材料为高分子塑料,切削加工性能较好。根据上述分析, 32H7孔、26H8孔与12H7孔的粗、精加工应分开进行,以保证表面粗糙度要求.同时应底面A定位,提高装卡刚度以满足32H7内孔表面的垂直度要求.(二)选择加工方法上、下表面及台阶面的粗糙度要求为Ra3.2,可选择粗铣-精铣方案.孔加工方法的选择 孔加工前,为便于钻头引正,先用中心钻加工中心孔,然后再钻孔.内孔表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度.对于精度较高、粗糙度Ra值较小的表面,一般不能一次加工到规定的尺寸,而要划分加工阶段逐步进行.该零件孔系加工方案的选择如下.a. 孔32H7,表面粗糙度为Ra1.6,选择“钻粗镗半精镗精镗”方案.b. 孔12H7,表面粗糙度为Ra0.8,选择“钻粗铰精铰”方案.c. 孔67,表面粗糙度为Ra3.2,无尺寸公差要求,选择“钻铰”方案.d. 孔26H8,表面粗糙度为Ra1.6,选择“钻铰”方案.e. 孔18和610,表面粗糙度为Ra12.5,无尺寸公差要求,选择“钻孔-*孔”方案.f. 螺纹孔2M16-H7,采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法.(三)确定装卡方案该零件毛坯的外形比较规则,因此在加工上下表面、台阶面及孔系时,选用平口虎钳夹紧;在铣削外轮廓时,采用“一面两孔”定位方式,即以底面A、32H7孔和12H7孔定位.(四)确定加工顺序及走刀路线按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序,详见表3-1-2 泵盖零件数控铣削加工工序卡.外轮廓加工采用顺铣方式,刀具沿切线方向切入与切出.(五)刀具选择零件上、下表面采用端铣刀加工,根据侧吃刀量选择端铣刀直径,使铣刀工作时有合理的切入/切出角;且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度,以提高加工精度和效率,并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹.台阶面及其轮廓采用立铣刀加工,铣刀半径R受轮廓最小曲率半径限制,取R=6mm.孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定.该零件加工所选刀具详见表3-1-1 泵盖零件数控铣削加工刀具卡片.产品名称或代号齿轮泵泵盖零件铣削零件名称泵盖零件图号1序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面备注1T016硬质合金端面铣刀1铣台阶面和孔6H72T0212硬质合金立铣刀1铣孔32H7、18和外轮廓编制黄昌娜审核批准2007/12/24第1页1页表3-1-1 泵盖零件数控铣削加工刀具卡片(六)切削用量选择该零件材料切削性能较好,铣削平面、台阶面及轮廓时,留0.5mm精加工余量;孔加工精镗余量留0.2mm、精较余量留0.1mm.选择主轴转速与进给速度时,先查切削用量手册,确定切削速度与每齿进给量,然后按公式(3-1)、(3-2)计算进给速度与主轴转速(计算过程从略).Vf=FN=FzZN (3-1)式中 Vf为进给速度,mm/min N为刀具转速,r/min F为进给量,mm/r Fz为铣刀每齿进给量,mm/z. N=1000Vc/D (3-2)式中 Vc切削速度,m/minN铣床主轴转速,r/min D工件或刀具直径,mm.(七)拟订数控铣削技工工序卡片为了更好地指导编程和加工操作,把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入表3-1 泵盖零件数控铣削加工工序卡所示.单位名称重庆三峡学院产品名称和代号零件名称零件图号齿轮泵泵盖零件铣削工艺泵盖2工序号程序编号夹具名称使用设备车间P88平口虎钳YL1230数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量1铣基准面AT0212180400.52铣上表面T0212180400.53铣台阶面T016180400.54钻孔32H7T021280300.25钻孔18T021280300.56铣外轮廓T0212180400.57钻孔6H8T01680300.1编制黄昌娜审核批准2007.12共1页第1页表3-1-2 泵盖零件数控铣削加工工序卡3.2齿轮泵泵盖零件数控铣削加工程序表3.2.1 齿轮泵泵盖零件数控铣削平面、台阶及外轮廓加工程序程序N0010 G00 Z20N0020 T0101N0030 S02 M04N0040 Z5N0050 X65 Y65N0060 G01 Z-7 F80N0070 G42 G01 X60 Y0N0080 G03 X40 Y20 R20N0090 G01 X25.98N0100 G02 X19.99 Y25.77 R6N0110 G03 X-18.12 Y33.46 R20N0120 G02 X-23.56 Y30 R6N0130 G01 X-30N0140 G03 X-30 Y-30 R30N0150 G01 X-23.56N0160 G02 X-18.12 Y-33.46 R6N0170 G03 X19.99 Y-25.77 R20N0180 G02 X25.98 Y-20 R6N0190 G01 X40N0200 G03 X60 Y0 R20N0210 G01 X65N0220 G03 X40 Y30 R30N0230 G01 X34.28 N0240 G02 X28.57 Y34.17 R6N0250 G03 X-24.37 Y42.5 R30N0260 G02 X-29.24 Y40 R6N0270 G01 X-30N0280 G03 X-30 Y-40 R40N0290 G01 X-29.24N0300 G02 X-24.37 Y42.5 R6N0310 G03 X28.57 Y-34.17 R30N0320 G02 X34.28 Y-30 R6N0330 G01 X40N0340 G03 X70 Y0 R30N0350 G01 X75N0360 G03 X40.81 Y39.99 R40N0370 G02 X35.59 Y43.25 R6N0380 G03 X-29.67 Y51.82 R40N0390 G02 X-33.68 Y49.86 R6N0400 G03 X-33.68 Y-49.86 R50N0410 G02 X-29.67 Y-51.82 R6N0420 G03 X35.59 Y-43.25 R40N0430 G02 X40.81 Y-39.99 R6N0440 G03 X80 Y0 R40N0450 G01 Z-18N0460 G03 X30 Y50 R50N0470 G01 X-30N0480 G03 X-30 Y-50 R50N0490 G01 X30N0500 G03 X80 Y0 R50N0510 G01 Z5 F60N0520 G40 G00 X40 Y0N0530 G01 Z-5N0540 X44N0550 G02 X44 Y0 I-4 J0N0560 G01 X40N0570 Z-18N0580 X42N0590 G02 X42 Y0 I-2 J0N0600 G01 X40N0610 G00 Z5N0620 G00 X-30 Y0N0630 G01 Z-18N0640 G01 X-20N0650 G02 X-20 Y0 I-10 J0N0660 G01 X-19N0670 G02 X-19 Y0 I-11 J0N0680 G01 X-30N0690 G00 Z5N0700 X0 Y25N0710 G01 Z-18N0720 Y22N0730 G02 X0 Y22 I0 J3N0740 G01 Y25N0750 G00 Z5N0760 Y-25N0770 G01 ZI-18N0780 Y-22N0790 G02 X0 Y-22 I0 J-3N0800 G01 Y-25N0810 G00 Z25N0820 X-50 Y34.6N0830 G01 Z-18N0840 Z5N0850 G00 X-70 Y0N0860 G01 Z-18N0870 G00 Z5N0880 X-50 Y-34.6N0890 G01 Z-18N0900 G00 Z5N0910 X50N0920 G01 Z-18N0930 G00 Z5N0940 X70 Y0N0950 G01 Z-18N0960 G00 Z5N0970 X50 Y34.6N0980 G01 Z-18N0990 G00 Z20N1000 M02四、综合实训总结经过一个多月的忙碌和工作，本次毕业综合设计已完成，作为一个在校的学生来说，由于经验的缺乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促指导，以及同组同学的共同努力，是难以完成这个毕业设计。通过本次实训,让我收获很多,不仅仅提高了自己操作数控铣床的实际能力，还巩固了平时上课没有认真学的东西。同时也让我明白了一个道理：看似复杂的东西自己要敢于去做，看似简单的东西不能不在意，那么，在生活中做个留心的人，相信自己再差也不会差到哪里去。在这短短的一段时间内我收获了很多五、致谢 本次实训在系领导的关心下,在何晶昌、蒋崇波等老师的耐心指导下,在同学的帮助和支持下,顺利完成了实训目标!要感谢和我一起做毕业综合设计的同学，在本次实训中大家勤奋工作，共同努力克服了许多的困难。我们是一个团体，如果没有大家的努力工作，这项毕业综合设计也难以完成。然后还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下了机械专业知识的基础。感谢学校的领导对我们的大力支持和关怀。六、参考文献李华志主编/数控加工工艺与装备.北京:清华大学出版社,2005.李云主编/机械制造实训指导.北京:机械工业出版社,2003.徐宏海,谢富春主编/数控铣床.第二版. 北京:化学工业出版社,2006.罗学科,张超英主编/数控机床编程与操作实训.北京:化学工业出版社,20057