模块六 典型零件加工中心加工工艺分析.
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3.会按照中等以上复杂程度异形类零件的数控加工工艺选择合适的切削 用量与机床； 4.会编制中等以上复杂程度异形类零件的数控加工工艺文件。
一、加工方法的选择
加工中心加工的零件表面主要是平面、平面轮廓、曲面、孔和螺纹等。这些 表面的加工方法要与其表面特征、精度及表面粗糙度要求相适应。
（一）平面、平面轮廓及曲面的加工方法
【任务实施】
（1）图样分析及选择加工内容 该零件的材料为灰口铸铁，其结构较复杂。在数控机床加工前，可在普通机 床上将 80mm的孔、底面和零件后侧面预加工完毕。数控加工工序的加工 内容为上端平面、环形槽和4个螺孔，全部加工表面都集中在一个面上。零 件图形上各加工部位的尺寸标注完整无误，所铣削环形槽的轮廓比较简单 (仅直线和弧相切)，尺寸精度（IT12)和表 面粗糙度(Ra6.3μm)要求也不高。 （2）机床的选择
（3）确定加工中心的加工顺序时，还先要明确零件是否要进行加工前的预 加工。预加工常由普通机床完成。若毛坯精度较高，定位也较可靠，或加 工余量充分且均匀，则可不必进行预加工，而直接在加工中心上加工。这 时，要根据毛坯粗基准的精度考虑加工中心工序的划分，可以是一道工序 或分成几道工序来完成。 （4）加工中心加工零件时，最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸， 这一点和数控铣削一样。因此，即使图样要求的是非加工面，也必须在制 作毛坯时在非加工面上增加适当的余量，以便在加工中心加工时，保证非 加工面与加工面间的尺寸符合图样要求。同样，若加工中心加工前的预加 工面与加工中心所加工的面之间有尺寸要求，则也应在预加工时留一定的 加工余量，最好在加工中心的一次装夹中完成包括预加工面在内的所有加 工内容。
模块六 典型零件加工中心加工工艺分析
项目一
“壳体”零件加工工艺的编
制
【工作任务】
本项目完成如图6-1 所示“壳体”零件的 加工中心加工工艺的 分析与编制。材料为 HT300。
图6-1 “壳体”零件图
【能力目标】
1.会选择数控加工中等以上复杂程度异形类零件孔系、平面的数控加工 刀具；
2.会选择数控加工中等以上复杂程度异形类零件的夹具，并确定装夹方 案；
这类表面在镗铣类加工中心上唯一的加工方法是铣削。粗铣即可使两平 面间的尺寸精度达到ITll～ITl3，表面粗糙度 Ra值可达12.5～50μm。粗 铣后再精铣，两平面间的尺寸精度可达IT8～ITl0，表面粗糙度Ra值可达 1.6～6.3μm。
Hale Waihona Puke Baidu
（二）孔加工方法
加工中心上孔的加工方法比较多，有钻削、扩削、铰削和镗削等，大直径孔还可 采用圆弧插补方式进行铣削，具体加工方案如下： （1）所有孔都应全部粗加工后，再进行精加工。 （2）毛坯上已有铸出或锻出的孔(其直径通常在 30mm以上)，一般先在普通机 床上进行荒加工，直径上留3～5㎜的余量，然后再由加工中心按粗镗→半精镗→ 孔口倒角→精镗的加工方案完成；有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗 之前用圆弧插补方式铣削完成，也可用单刀镗刀镗削加工，但效率较低；孔径较 大时可用键槽铣刀或立铣刀用圆弧插补方式通过粗铣、精铣加工完成。 （3）直径小于 30 ㎜的孔，毛坯上一般无孔，这就需要在加工中心上完成其全 部加工。为提高孔的位置精度，在钻孔前必须锪(或铣)平孔口端面，并钻出中心 孔作引导孔，即通常采用锪(或铣)平端面→钻中心孔→钻→扩→孔口倒角→铰的 加工方案；有同轴度要求的小孔，须采用锪(或铣)平端面→钻中心孔→钻→半精 镗→孔口倒角→精镗(或铰)的加工方案。孔口倒角安排在半精加工后、精加工前 进行，以防孔内产生毛刺。
由于全部加工表面都集中在一个面上，只需单工位加工即可完成，故选 择立式加工中心，工件一次装夹后可自动完成铣、钻及攻螺纹等工步的 加工。 （3）拟定加工工艺
1）选择加工方法 上表面、环形槽用铣削方法加工，因其尺寸精度和表面粗糙度要求不高， 故可一次铣削完成；4×M10螺纹采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即 按钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹的方案加工。 2）确定加工顺序 按照先面后孔、先简单后复杂的原则，先安排平面铣削，后安排孔和槽的 加工。具体加工工序安排如下：先铣削基准(上)平面，然后用中心钻加工 4×M10底孔的中心孔，并用钻头点环形槽窝；再钻4×M10底孔，用18 mm钻头加工4×M10的底孔倒角，攻丝4×M10，最后铣削10mm槽。壳体 零件的机械加工工艺过程如表6-1所示。
三、加工顺序的安排
在加工中心上加工零件，一般都有多个工步，使用多把刀具，因此加工顺 序安排得是否合理直接影响到加工精度、加工效率、刀具数量和经济效益。 （1）在安排加工顺序时同样要遵循“基面先行”、“先面后孔”、“先主 后次”及“先粗后精”的一般工艺原则。 （2）定位基准的选择直接影响到加工顺序的安排，作为定位基准的面应先 加工好，以便为加工其它面提供一个可靠的定位基准。因为本道工序选出 定位基准后加工出的表面，又可能是下道工序的定位基准，所以待各加工 工序的定位基准确定之后，即可从最终精加工工序向前逐级倒推出整个工 序的大致顺序。
二、加工阶段的划分
在加工中心上加工，加工阶段的划分主要依据工件的精度要求确定，同时还 需要考虑到生产批量、毛坯质量、加工中心的加工条件等因素。 （1）若零件已经过粗加工，加工中心只完成最后的精加工，则不必划分加 工阶段。 （2）当零件的加工精度要求较高，在加工中心加工之前又没有进行过粗加 工时，则应将粗、精加工分开进行，粗加工通常在普通机床上进行，在加工 中心上只进行精加工。这样不仅可以充分发挥机床的各种功能，降低加工成 本，提高经济效益，而且还可以让零件在粗加工后有一段自然时效过程，消 除粗加工产生的残余应力，恢复因切削力、夹紧力引起的弹性变形以及由切 削热引起的热变形，必要时还可以安排人工时效，最后再通过精加工消除各 种变形，保证零件的加工精度。 （3）对零件的加工精度要求不高，而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批 量又很小的零件，则可在加工中心上利用加工中心的良好冷却系统，把粗、精 加工合并进行，完成加工工序的全部内容，但粗、精加工应划分成两道工序分 别完成。
一、加工方法的选择
加工中心加工的零件表面主要是平面、平面轮廓、曲面、孔和螺纹等。这些 表面的加工方法要与其表面特征、精度及表面粗糙度要求相适应。
（一）平面、平面轮廓及曲面的加工方法
【任务实施】
（1）图样分析及选择加工内容 该零件的材料为灰口铸铁，其结构较复杂。在数控机床加工前，可在普通机 床上将 80mm的孔、底面和零件后侧面预加工完毕。数控加工工序的加工 内容为上端平面、环形槽和4个螺孔，全部加工表面都集中在一个面上。零 件图形上各加工部位的尺寸标注完整无误，所铣削环形槽的轮廓比较简单 (仅直线和弧相切)，尺寸精度（IT12)和表 面粗糙度(Ra6.3μm)要求也不高。 （2）机床的选择
（3）确定加工中心的加工顺序时，还先要明确零件是否要进行加工前的预 加工。预加工常由普通机床完成。若毛坯精度较高，定位也较可靠，或加 工余量充分且均匀，则可不必进行预加工，而直接在加工中心上加工。这 时，要根据毛坯粗基准的精度考虑加工中心工序的划分，可以是一道工序 或分成几道工序来完成。 （4）加工中心加工零件时，最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸， 这一点和数控铣削一样。因此，即使图样要求的是非加工面，也必须在制 作毛坯时在非加工面上增加适当的余量，以便在加工中心加工时，保证非 加工面与加工面间的尺寸符合图样要求。同样，若加工中心加工前的预加 工面与加工中心所加工的面之间有尺寸要求，则也应在预加工时留一定的 加工余量，最好在加工中心的一次装夹中完成包括预加工面在内的所有加 工内容。
模块六 典型零件加工中心加工工艺分析
项目一
“壳体”零件加工工艺的编
制
【工作任务】
本项目完成如图6-1 所示“壳体”零件的 加工中心加工工艺的 分析与编制。材料为 HT300。
图6-1 “壳体”零件图
【能力目标】
1.会选择数控加工中等以上复杂程度异形类零件孔系、平面的数控加工 刀具；
2.会选择数控加工中等以上复杂程度异形类零件的夹具，并确定装夹方 案；
这类表面在镗铣类加工中心上唯一的加工方法是铣削。粗铣即可使两平 面间的尺寸精度达到ITll～ITl3，表面粗糙度 Ra值可达12.5～50μm。粗 铣后再精铣，两平面间的尺寸精度可达IT8～ITl0，表面粗糙度Ra值可达 1.6～6.3μm。
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（二）孔加工方法
加工中心上孔的加工方法比较多，有钻削、扩削、铰削和镗削等，大直径孔还可 采用圆弧插补方式进行铣削，具体加工方案如下： （1）所有孔都应全部粗加工后，再进行精加工。 （2）毛坯上已有铸出或锻出的孔(其直径通常在 30mm以上)，一般先在普通机 床上进行荒加工，直径上留3～5㎜的余量，然后再由加工中心按粗镗→半精镗→ 孔口倒角→精镗的加工方案完成；有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗 之前用圆弧插补方式铣削完成，也可用单刀镗刀镗削加工，但效率较低；孔径较 大时可用键槽铣刀或立铣刀用圆弧插补方式通过粗铣、精铣加工完成。 （3）直径小于 30 ㎜的孔，毛坯上一般无孔，这就需要在加工中心上完成其全 部加工。为提高孔的位置精度，在钻孔前必须锪(或铣)平孔口端面，并钻出中心 孔作引导孔，即通常采用锪(或铣)平端面→钻中心孔→钻→扩→孔口倒角→铰的 加工方案；有同轴度要求的小孔，须采用锪(或铣)平端面→钻中心孔→钻→半精 镗→孔口倒角→精镗(或铰)的加工方案。孔口倒角安排在半精加工后、精加工前 进行，以防孔内产生毛刺。
由于全部加工表面都集中在一个面上，只需单工位加工即可完成，故选 择立式加工中心，工件一次装夹后可自动完成铣、钻及攻螺纹等工步的 加工。 （3）拟定加工工艺
1）选择加工方法 上表面、环形槽用铣削方法加工，因其尺寸精度和表面粗糙度要求不高， 故可一次铣削完成；4×M10螺纹采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即 按钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹的方案加工。 2）确定加工顺序 按照先面后孔、先简单后复杂的原则，先安排平面铣削，后安排孔和槽的 加工。具体加工工序安排如下：先铣削基准(上)平面，然后用中心钻加工 4×M10底孔的中心孔，并用钻头点环形槽窝；再钻4×M10底孔，用18 mm钻头加工4×M10的底孔倒角，攻丝4×M10，最后铣削10mm槽。壳体 零件的机械加工工艺过程如表6-1所示。
三、加工顺序的安排
在加工中心上加工零件，一般都有多个工步，使用多把刀具，因此加工顺 序安排得是否合理直接影响到加工精度、加工效率、刀具数量和经济效益。 （1）在安排加工顺序时同样要遵循“基面先行”、“先面后孔”、“先主 后次”及“先粗后精”的一般工艺原则。 （2）定位基准的选择直接影响到加工顺序的安排，作为定位基准的面应先 加工好，以便为加工其它面提供一个可靠的定位基准。因为本道工序选出 定位基准后加工出的表面，又可能是下道工序的定位基准，所以待各加工 工序的定位基准确定之后，即可从最终精加工工序向前逐级倒推出整个工 序的大致顺序。
二、加工阶段的划分
在加工中心上加工，加工阶段的划分主要依据工件的精度要求确定，同时还 需要考虑到生产批量、毛坯质量、加工中心的加工条件等因素。 （1）若零件已经过粗加工，加工中心只完成最后的精加工，则不必划分加 工阶段。 （2）当零件的加工精度要求较高，在加工中心加工之前又没有进行过粗加 工时，则应将粗、精加工分开进行，粗加工通常在普通机床上进行，在加工 中心上只进行精加工。这样不仅可以充分发挥机床的各种功能，降低加工成 本，提高经济效益，而且还可以让零件在粗加工后有一段自然时效过程，消 除粗加工产生的残余应力，恢复因切削力、夹紧力引起的弹性变形以及由切 削热引起的热变形，必要时还可以安排人工时效，最后再通过精加工消除各 种变形，保证零件的加工精度。 （3）对零件的加工精度要求不高，而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批 量又很小的零件，则可在加工中心上利用加工中心的良好冷却系统，把粗、精 加工合并进行，完成加工工序的全部内容，但粗、精加工应划分成两道工序分 别完成。