[项目导入]

  2019年9月，学院承接了某公司一批凹模板零件样板件的外协加工订单，生产类型为单件。外表面已经过前道工序加工，本工序的任务就是加工其凹轮廓。

材料：为45钢，硬度220HBS

毛坯：100mm×100mm×40mm。

要求：分析零件的加工工艺，填写工艺文件，编写零件的加工程序

图1  凹模板零件图

[学习目标]

1、知识目标：掌握型腔类零件工艺结构特点；加工工序安排；刀具选用；走刀路线等相关理论知识

2、情感目标：培养严谨细致、认真钻研、创新等工匠精神

3、能力目标：能制订凹槽内轮廓零件的数控加工工艺；能具备编制型腔类零件的数控加工程序的能力；能正确选择铣削零件的刀具。

     [理论知识]

一、型腔铣削工艺

1、型腔铣削加工的下刀方式

（1）垂直下刀

   1）垂直下刀通常使用键槽铣刀垂直切入工件，然后进行径向切削。通常只用于小面积切削或表面粗糙度要求不高的情况。

   2）对于较深的内部型腔，预先钻削一个到所需深度的孔，再使用比孔径小的平底立铣刀从Z向进入预定的深度，分层加工型腔。  

（2）螺旋下刀

  如图2所示，螺旋下刀是使刀具沿螺旋朝深度方向渐进，避免了垂直进刀所造成的晃动。但是切削路线较长、比较狭窄的型腔加工无法实现。

（3）斜线下刀

  斜线下刀方式常用于无法螺旋下刀的长条形型腔加工。如图3所示，下刀时，刀具Z轴和X轴或Y轴同时进给。这种切入方法适用于平底、球头和R形立铣刀。 

二、铣削型腔的加工路线

  型腔是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。加工采用平底立铣刀，且刀具圆角半径应符合型腔的图纸要求。

  加工型腔三种加工路线方案：行切法、环切法、行切+环切法。如图4所示。

a  行切法                 b   环切法              c   行切+环切法

图4  加工型腔的加工路线

  行切法和环切法的共同点：不留死角，不伤轮廓，减少重复走刀的搭接量。不同点：行切法加工路线比环切法短，行切法表面粗糙度较差，环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算稍复杂。

  三、加工尺寸 

图5   零件图

     试问：用基本尺寸编程能做合格吗？答案是不能。那我们应该利用平均尺寸调整编程尺寸。

   平均尺寸：误差成对称分布（±）的尺寸

平均尺寸变换：

  变换前的极限尺寸=变换后的极限尺寸

  变换前的最大极限尺寸=变换后的最大极限尺寸

  变换前的最小极限尺寸=变换后的最小极限尺寸

尺寸误差分配：

1、高精度尺寸变换成平均尺寸

2、保持重要的几何关系不变，调整精度低的尺寸进行协调

3、重新计算基点坐标

  四、应用举例

  如图6所示实质是一个内轮廓加工和一个外轮廓加工。加工时应注意：

 1、刀具要足够小，避免出现干涉；

 2、会出现残留，可用手动方法除去。 

图5   带孤岛型腔零件图

 例：编程加工图6带孤岛的型腔零件。

  选φ10立铣刀，下刀点A点(20，-20)并预钻φ10孔。

  用刀具中心编程，程序如下：

      ……

      G90 G00 X20.0 Y-20.0；    （定位A点）

      G00 Z3.0；

      G01 Z-5.0 F100；

      Y30.0；                 （开始铣腔内轮廓）   

      X-30.0；

      Y-30.0；

      X20.0；

      Y20.0；                 （开始铣孤岛）

      X-20.0；

      Y-20.0；

      X25.0；

      Y25.0；                 （开始去残留）

      X-25.0；

      Y-25.0；

      X18.0；

      G00 Z200.0 M05；