数控加工工艺与编程 课件 第14、15章 缸体活塞组件数控车铣削加工案例、数控车铣复合加工技术综合分析

第三篇：高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例《数控加工工艺与编程》教学课件第14章/共16章第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|本章内容▪•概述▪14.1组件图纸与生产需求文件分析▪14.2组件工艺过程卡的编制▪14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）▪14.4零件的三维建模▪14.5零件数控车铣加工程序编制▪14.6零件的数控加工及夹具设计▪14.7零件精度检测与控制▪14.8组件安装与调整第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|学习目标▪掌握概述▪掌握组件图纸与生产需求文件分析▪掌握组件工艺过程卡的编制▪掌握零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）▪掌握零件的三维建模▪掌握零件数控车铣加工程序编制▪掌握零件的数控加工及夹具设计▪掌握零件精度检测与控制▪掌握组件安装与调整结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|•概述▪【知识目标】▪建立车铣复合加工工艺过程的基本知识；▪理解工序划分的原则和工序顺序的确定原理；▪掌握工艺过程卡中机床与夹具的选择原理。▪【能力目标】▪学会装配图及生产加工需求分析；第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|•概述（续）▪具有编制车铣复合机械加工工艺过程卡的能力；▪掌握数控加工工序卡和刀具卡的编制技能；▪掌握计算机辅助数控加工编程的技能；▪具有工件和刀具安装与夹具设计的能力；▪具有零件加工操作控制与精度控制的能力；▪掌握组件装配的工艺与技能。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|•概述（续）▪【素质目标】▪建立数控加工工艺过程设计的系统观；▪培养全生产工艺周期的思维方法。14.1组件图纸与生产需求文件分析第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.1组件装配图与零件图分析▪1.装配图及零件图的识读▪1）组件装配图▪活塞缸体组件的装配图如图14-1所示。由图可见活塞2通过间隙配合装入缸体3中，然后通过销钉1定位。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.1组件装配图与零件图分析▪2）零件图▪缸体的零件图如图14-2所示▪缸体表面主要由平面、内孔等构成，外形轮廓由直线和圆弧组成，各几何元素之间关系明确，尺寸标注完整、正确▪其中内孔尺寸的非标准公差值位于IT10级和IT11级标准公差之间，表面粗糙度值为Ra1.6μm，表面质量要求较高▪本案例需要加工的是活塞和缸体。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析图14-1活塞缸体组件装配图第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析图14-2缸体零件图第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.1组件装配图与零件图分析▪根据以上分析，将主要尺寸填写如表14-1和表14-2中。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.1组件装配图与零件图分析项目项目内容零件名称活塞零件材料2A12加工数量1重要尺寸公差mm外圆、mm侧孔重要表面粗糙度值mm侧孔Ra1.6零件加工难点mm外圆、mm侧孔第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.1组件装配图与零件图分析项目项目内容零件名称缸体零件材料2A12加工数量1重要尺寸公差mm外轮廓、mm内孔、mm内孔、mmU型槽重要表面粗糙度值mm内孔表面Ra1.6零件加工难点mm外轮廓、mm内孔、mm内孔、mmU型槽第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.2组件生产纲领与产量分析▪组件生产纲领与产量分析是制造业中非常重要的两个方面，其中组件生产纲领指的是制造特定组件所需的生产步骤、工艺流程以及相关资源和设备的规划和管理▪产量分析则是对生产过程中实际产出的数量进行评估和分析，以便优化生产效率、控制成本和提高产品质量▪1.组件生产纲领：▪（1）生产步骤规划：确定生产组件所需的具体步骤和工艺流程，包括原材料采购、加工制造、装配和检验等环节。▪（2）资源规划：确定生产所需的人力、设备、原材料等资源，并合理配置，确保生产过程顺利进行。▪（3）工艺优化：通过工艺改进和优化，提高生产效率和产品质量，减少生产成本和资源浪费。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析（续）14.1.2组件生产纲领与产量分析（续）▪（4）质量管理：建立质量管理体系，确保生产过程中产品质量稳定可靠，达到设计要求。▪2.产量分析：▪（1）产量统计：对生产过程中的实际产量进行统计和记录，包括每个生产批次的数量、合格品率等指标。▪（2）效率评估：分析生产过程中的瓶颈和效率低下的环节，寻找优化改进的空间，提高生产效率。▪（3）损耗分析：对废品率、损耗率等进行分析，找出造成损耗的原因，并采取措施减少损耗，提高产量。▪（4）产能规划：根据产量分析结果，制定合理的产能规划，确保能够满足市场需求，同时避免产能过剩或不足的情况发生。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析14.1.3组件加工质量要求▪组件加工质量要求涉及以下几个方面：▪1.尺寸精度▪组件加工的尺寸精度是其中一个最重要的方面。这涉及到加工过程中所需的尺寸精确度，通常以公差范围来描述。尺寸精度的要求可能会因组件的功能和应用而有所不同。▪2.表面质量▪表面质量对于许多组件至关重要，特别是对于机械零件或需要与其他部件配合的部件。表面质量可能涉及光滑度、粗糙度、表面平整度等方面的要求。▪3.材料要求第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析（续）14.1.3组件加工质量要求（续）▪组件加工质量要求还可能涉及到材料的选择和特性。这包括材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的要求，以确保组件在使用过程中具有所需的性能和寿命。▪4.装配要求▪如果组件需要与其他部件进行装配，那么装配要求也是需要考虑的重要因素▪这可能包括装配尺寸的配合度、装配间隙的控制等方面的要求，以确保组件可以正确地安装和运行▪例如本案例，销要和活塞的侧孔进行配合，活塞外圆要和缸体内孔进行装配▪5.检测标准第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.1组件图纸与生产需求文件分析（续）14.1.3组件加工质量要求（续）▪组件加工质量要求通常也会涉及到检测和验证的标准。14.2组件工艺过程卡的编制第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.2组件工艺过程卡的编制14.2.1工艺路线的制定▪采用数控系统操作加工，影响加工效率的关键就在于程序的控制，因此在制定加工路线时，我们要尽量的减少程序的编辑，提升工具的利用率，这样一来时间就节省下来了，加工效率就会相应提升。▪1.活塞加工，先进行车削加工外圆和端面槽，再进行铣削加工，先铣削里面的型腔，有了定位后，再铣削两个侧孔。▪2.缸体加工主要进行铣削加工，要进行多次装夹。先正面装夹，铣削内孔、轮廓、外形、平面等，再2次换面装夹，铣削侧孔。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.2组件工艺过程卡的编制14.2.2工序的划分与选择▪零件是由多个表面构成的，这些表面有自己的精度要求，各表面之间也有相应的精度要求。为了达到零件的设计精度要求，加工顺序安排应遵循一定的原则。▪1．先粗后精的原则▪各表面的加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，粗加工时可快速去除大部分加工余量，再依次精加工各个表面，这样可提高生产效率，又可…▪2．基准面先加工原则▪加工一开始，总是把用作精加工基准的表面加工出来，因为定位基准的表面精确，装夹误差就小，所以任何零件的加工过程，总是先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时还要进行精加工，例如，轴…▪例如轴类零件总是先加工中心孔，再以中心孔面和定位孔为精基准加工孔系和其他表面第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.2组件工艺过程卡的编制（续）14.2.2工序的划分与选择（续）▪如果精基准面不止一个，则应该按照基准转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基准面的加工▪3．先面后孔原则▪对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔▪这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度▪4．减少换刀次数的原则▪在数控加工中，应尽可能按刀具进入加工位置的顺序安排加工顺序。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.2组件工艺过程卡的编制14.2.3加工设备、工装夹具的选择▪1.活塞加工，选用CAK6140数控车床和VMC850数控铣床，夹具分别选用三爪卡盘夹具和分度盘夹具。▪2.缸体加工，选用VMC850数控铣床，夹具选用平面虎钳夹具。14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）▪1.活塞工序卡第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控车数控车共一页…零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控车数控车第一页…材料2A12毛坯尺寸52x50机床型号CAK6140工装夹具工装夹具工装夹具自定心卡盘…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件毛坯，毛坯伸出卡盘45mm。

11…2车右端端面。硬质合金外圆粗车刀游标卡尺800120

22…3粗车φmm外圆，轴向留0.1mm加工余量（单边），径向留0.2mm加工余量。硬质合金外圆粗车刀游标卡尺800120122…4半精车φmm外圆硬质合金外圆精车刀外径千分尺12001000.222…5精车φmm外圆至图样要求，倒角。硬质合金外圆精车刀，倒角刀外径千分尺12001000.122…6车外沟槽至图样要求尺寸硬质合金外槽车刀游标卡尺400400.522…7切断硬质合金外槽车刀

11…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号30工序名称数控铣数控铣共一页…零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号30工序名称数控铣数控铣第一页…材料2A12毛坯尺寸50x36机床型号VMC850工装夹具工装夹具工装夹具机用平口钳…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件，工件伸出钳口25mm。

11…2粗铣R20弧形凹槽，留1mm加工余量。硬质合金φ6mm立铣刀游标卡尺30001000122…3精铣R20弧形凹槽至图样要求。硬质合金φ3mm球头铣刀角度尺、内径千分尺35005000.222…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号40工序名称数控铣数控铣共一页…零件名称活塞机械加工工序卡机械加工工序卡工序号40工序名称数控铣数控铣第一页…材料2A12毛坯尺寸50x36机床型号VMC850工装夹具工装夹具工装夹具分度盘…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件，工件伸出分度盘夹具25mm。

11…2粗铣φmm侧孔，留1mm加工余量。硬质合金φ6mm立铣刀游标卡尺30001000122…3精铣φmm侧孔至图样要求硬质合金φ6mm立铣刀角度尺、内径千分尺35005000.222…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）▪2.缸体工序卡第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控铣数控铣共一页…零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控铣数控铣第一页…材料45钢毛坯尺寸70x66x29机床型号VMC850工装夹具工装夹具工装夹具机用平口钳…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件，工件伸出钳口25mm。

11…2粗铣上表面、φmm轮廓、φmm内孔、φmm内孔、φ30内孔、62mm外形，留1m硬质合金φ10mm立铣刀游标卡尺30001000122…3粗铣φ6.8通孔。硬质合金φ6mm立铣刀游标卡尺30001000122…4精铣4xφ6.8通孔至图样要求。硬质合金φ6mm立铣刀游标卡尺35005000.222…5精铣φmm轮廓、φmm内孔、φmm内孔、φ30内孔、62mm外形至图样要求。硬质合金φ10mm立铣刀内径千分尺、外径千分尺、深度尺35005000.222…6精铣上表面至图样要求硬质合金φ10mm立铣刀游标卡尺35005000.222…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号30工序名称数控铣数控铣共一页…零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号30工序名称数控铣数控铣第一页…材料45钢毛坯尺寸70x66x29机床型号VMC850工装夹具工装夹具工装夹具机用平口钳…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件，工件伸出钳口6.5mm。

11…2粗铣反面上表面，留1mm加工余量。硬质合金φ10mm立铣刀游标卡尺30001000122…3精铣反面上表面至图样要求。硬质合金φ10mm立铣刀外径千分尺35005000.222…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.3零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控铣数控铣共一页…零件名称缸体机械加工工序卡机械加工工序卡工序号20工序名称数控铣数控铣第一页…材料45钢毛坯尺寸70x66x29机床型号VMC850工装夹具工装夹具工装夹具机用平口钳…

…工步号工步内容刀具材料刀具规格量具主轴转速/r/min进给速度/mm/min背吃刀量/mm工时/min工时/min…1夹紧工件，工件伸出钳口30mm。

11…2粗铣mmU型槽，留1mm加工余量。硬质合金φ6mm立铣刀游标卡尺30001000122…3精铣mmU型槽至图样要求。硬质合金φ6mm立铣刀内径千分尺35005000.222…14.4零件的三维建模第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.4零件的三维建模3.4.1缸体的三维建模（二维码）▪缸体的三维建模过程见表14-9。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.4零件的三维建模3.4.1缸体的三维建模（二维码）序号操作过程图例1启动NX12.0软件，进入【草图】模块，选择【平面XY】。绘制缸体轮廓草图，拉伸

2通过【圆柱】特征，拉伸凸台。再建立草图，绘制12mmU型槽。

3点击确定，完成建模。

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.4零件的三维建模3.4.2活塞的三维建模（二维码）▪活塞的三维建模见表14-10。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.4零件的三维建模3.4.2活塞的三维建模（二维码）序号操作过程图例1进入NX绘图界面后，点击【工具】-建模-圆柱选项，输入直径50mm，高度36mm

2将绘制好的R20mm弧形凹槽草图，反向拉伸（切除）。拉伸距离输入30mm。

3点击【简单孔】特征，拉伸圆孔。直径输入10mm。深度输入16mm。

4点击【矩形槽】特征，输入槽直径46mm，宽度4mm。

14.5零件数控车铣加工程序编制第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.5零件数控车铣加工程序编制14.5.1缸体数控编程（二维码）▪缸体数控编程过程见表14-11。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.5零件数控车铣加工程序编制14.5.1缸体数控编程（二维码）序号操作过程二维码1建立包容体，建立坐标系，设定工件毛坯，创建刀具。编程准备2粗加工φ62mm、φ58mm、φ50mm、φ30mm内孔，创建工序，采用型腔铣模粗加工编程3粗、精加工4个φ6.8mm小孔，创建工序，类型选择mill_contour，工序铣四个小孔4精加工所有特征深度，采用深度轮廓铣模式。精加工轮廓5加工所有特征的平面，采用底壁铣方法。铣平面6加工零件底面。加工反面夹位，同样使用底壁铣方法。铣底面7加工12mmU型槽，将工件拆卸下来，根据加工方式将零件重新装夹。铣U型槽第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.5零件数控车铣加工程序编制3.5.2活塞数控编程（二维码）▪活塞数控编程过程见表14-12。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.5零件数控车铣加工程序编制3.5.2活塞数控编程（二维码）序号操作过程二维码1建立包容体。设置毛坯2设置粗车、车端面、精车、车槽的加工方法。设置粗精车方法3创建刀具，加工右端面。工序选择【面加工】加工右端面4创建右端粗、精车程序，工序子类型【外径粗车】创建右段外圆粗精加工程序5精加工外径槽，单击【创建工序】图标，在【工序子类型】区域中选择【外径开槽】图标。精加工外圆槽6进入铣削加工，加工弧形凹槽。铣削弧形凹槽7加工侧面φ10mm圆孔，将零件从机床夹具上拆卸下来，根据加工位置调整装夹方式。加工侧孔14.6零件的数控加工及夹具设计第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计14.6.1零件车铣加工夹具设计与选用▪1.活塞的加工▪弧形槽的中轴线和侧孔的中轴线处于同一水平面。最后加工侧孔时，需要依据凹槽中轴线进行定位，零件主体为圆柱，故使用分度盘夹具进行装夹。如图14-4所示。▪2.缸体加工图▪使用平面虎钳夹具进行夹紧定位，多次装夹。14-4分度盘夹具第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计14.6.2零件加工的定位与夹紧方案▪缸体在加工工序40中，铣削mmU型槽时，采用平面虎钳夹具夹持，但在加工前，装夹工件需要将工件找平，采用百分表进行工件找正。如图14-5所示。▪将百分表固定在磁力表座上；▪将磁力表座吸附在设备上；▪将百分表压表1毫米既一圈；▪转动工件同时看表针的摆动情况；▪校正工件至所需跳动量即可。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计（续）14.6.2零件加工的定位与夹紧方案（续）▪零件的其它特征已经铣削完成，这时不能再采用试切法试切削，会损伤已加工表面▪故采用巡边器对刀▪寻边器是在数控加工中，为了精确确定被加工工件的中心位置的一种检测工具第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计14.6.2零件加工的定位与夹紧方案▪活塞在完成车序加工后，同样需要在数控铣床上完成mm侧孔的加工，此时侧孔的位置有位置要求，使用分度盘夹具夹持之前，需要提前在工作台上完成划线定位，使侧孔的轴线延长线和凹槽的轴线延长线…▪然后按照位置装夹在分度盘夹具上▪如图14-7所示第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.6零件的数控加工及夹具设计图14-5百分表找正工件图14-6巡边器对刀14.7零件精度检测与控制第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计▪1.缸体加工与测量过程▪缸体的加工与测量过程见表14-13所示。主要测量设置在粗加工后、精加工前、精加工后。程序断点设置在测加工后。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计序号加工内容图示1夹紧工件，工件伸出钳口25mm

2粗铣上表面、mm轮廓、内孔、内孔、φ30内孔、62mm外形，留1mm加工余量

3粗、精铣φ6.8mm通孔

4精铣mm轮廓、内孔、内孔、φ30内孔、62mm外形至图样要求

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计▪2.侧孔加工与测量过程▪侧孔加工与测量过程如表14-14所示。主要测量点设置在粗铣之后、精铣之前或后。程序断点设置在粗铣之后。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计序号加工内容图示1夹紧工件，粗铣mmU型槽，留1mm加工余量

2精铣mmU型槽至图样要求

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计▪3.活塞加工与测量过程▪活塞的加工与测量过程见表14-15.活塞的测量点设置在粗车之后，半精车之后和精车之后。程序断点在粗车之后、半精车之后。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计序号加工内容图示1夹紧工件毛坯，毛坯伸出卡盘45mm

2粗车mm外圆，轴向留0.1mm加工余量（单边），径向留0.2mm加工余量

3半精车、精车mm外圆至图样尺寸要求，倒角

4车外沟槽至图样要求尺寸，然后切断，保证工件长度。

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计▪4.弧形凹槽的加工与测量▪弧形凹槽的铣削加工与测量过程见表14-16。测量点设置在粗铣和精铣之后，程序断点在粗铣之后。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计序号加工内容图示1夹紧工件，工件伸出钳口25mm

2粗铣R20弧形凹槽，留1mm加工余量

3精铣R20弧形凹槽至图样要求

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计▪5.侧面孔的加工与测量过程▪侧面孔的加工与测量过程见表14-16。测量点设置在粗精铣之后，程序断点设置在粗铣之后。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.1零件车铣加工精度测量断点设计序号加工内容图示1夹紧工件，工件伸出分度盘夹具25mm，粗、精铣mm至图样要求

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理▪1.缸体精度检测与数据处理▪按照零件图，缸体的主要尺寸为mm外圆、内孔、内孔和mmU型槽。通常精度等级在IT9级之后的可以用游标卡尺进行测量。精度等级在IT6-8级的需要千分尺测量。▪测量时，应该在被测量特征上选取相距尽可能远的三个点，测量后记录测量数值，然后取三个测量值的平均值作为该特征的尺寸，见表14-17.第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理零件名称缸体缸体缸体缸体允许读数误差允许读数误差±0.007mm序号尺寸要求使用的量具测量结果测量结果测量结果测量结果项目判定序号尺寸要求使用的量具NO.1NO.2NO.3平均值项目判定1mm外圆

合否2内孔

合否3内孔

合否4mmU型槽

结论（对上述测量尺寸进行评价）结论（对上述测量尺寸进行评价）合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品处理意见处理意见

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理▪1）mm外圆测量▪mm外圆采用游标卡尺进行测量，因为该尺寸精度在IT9级和IT10级之间，公差为0.08，游标卡尺的精度可以满足测量要求。测量方法见图14-8.第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制表14-17缸体自检表第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理▪2）内孔的测量▪mm外圆采用游标卡尺进行测量，因为该尺寸精度在IT8级和IT9级之间，公差为0.05，游标卡尺的精度可以满足测量要求。测量方法见图14-9.第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制图3-3-8使用游标卡尺测量mm外圆第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理▪3）内孔的测量▪mm外圆采用游标卡尺进行测量，因为该尺寸精度IT7级，公差为0.03，游标卡尺的精度已经不能满足测量要求，应用外径千分尺。▪4）mmU型槽的测量▪mmU型槽因尺寸精度为IT8级，可以用游标卡尺进行测量。测量方法见图14-10.第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制图14-9使用游标卡尺测量内孔内孔第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理▪2.活塞的精度检测与数据处理▪根据零件图活塞的重要尺寸为mm外圆、mm侧孔；两者精度都在IT8-9级，尅用游标卡尺进行测量。▪测量时，应该在被测量特征上选取相距尽可能远的三个点，测量后记录测量数值，然后取三个测量值的平均值作为该特征的尺寸，见表14-18.▪测量方法见图14-11和图14-12.第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.2零件精度测量与数据处理零件名称活塞活塞活塞活塞允许读数误差允许读数误差±0.007mm序号尺寸要求使用的量具测量结果测量结果测量结果测量结果项目判定序号尺寸要求使用的量具NO.1NO.2NO.3平均值项目判定1mm外圆

合否2mm侧孔

合否结论（对上述测量尺寸进行评价）结论（对上述测量尺寸进行评价）合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品合格品次品废品处理意见处理意见

第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制表14-18活塞自检表第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制14.7.3刀具补偿与精度控制▪在加工精度尺寸要求高的尺寸时，需设置程序断点，例如缸体在加工mmU型槽时，加工要求较高，先进行U型槽的粗加工，加工余量预留0.1mm▪粗加工完成后，停机测量，测量显示尺寸为12.18mm，超差0.08mm，故在刀具磨损处，输入数值-0.08mm，再运行精加工程序▪数控加工的精度控制涉及多个方面，包括工艺规程、机床性能、刀具选择、切削参数等。下面是一些常见的精度控制方法：▪1.工艺规程优化：精度控制的第一步是建立合理的工艺规程。这包括确定加工路径、切削速度、进给速度、切削深度等参数。通过优化这些参数，可以最大程度地提高加工精度。▪2.机床性能保障：选择具有高精度、稳定性好的数控机床是确保加工精度的关键。同时，要定期对机床进行维护和保养，确保其性能处于最佳状态。▪3.刀具选择和管理：合适的刀具对于保证加工精度至关重要。选择质量优良、尺寸精确的刀具，并根据加工材料和形状选择合适的刀具类型。此外，定期检查和更换刀具也是必要的，以确保切削质量和加工精…第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.7零件精度检测与控制（续）14.7.3刀具补偿与精度控制（续）▪4.切削参数调整：切削速度、进给速度、切削深度等参数的调整对于控制加工精度至关重要。通常情况下，可以通过试验和经验确定最佳的切削参数组合，以实现最佳的加工精度。▪5.实时监控和反馈控制：利用传感器和监控系统实时监测加工过程中的各项参数，及时发现并纠正可能影响加工精度的问题。通过反馈控制系统，可以实现对加工过程的实时调整，以保证加工精度达到要求…14.8组件安装与调整第三篇·高级数控加工工艺与编程第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.8组件安装与调整14.8.1装配前零件配合部位的清理▪在装配前清理零件配合部位是确保装配过程顺利进行、防止零件损坏以及保证最终产品质量的重要步骤。以下是一些常见的清理方法：▪1.清洁表面：使用清洁剂或溶剂清洁零件表面，去除油污、灰尘和其他污物。确保清洁剂不会对零件材质造成损害，并注意彻底清洗和彻底干燥。▪2.去除毛刺和残渣：检查零件表面是否有毛刺、残渣或其他不良物质，使用工具如砂纸、刮刀或刷子等将其去除。▪3.校正尺寸：检查零件配合部位的尺寸，确保其符合设计要求。如有需要，进行必要的修整或修磨，以确保零件能够正确配合。▪4.润滑处理：在装配之前，在配合部位适当涂抹润滑剂或防锈剂，以减少摩擦和防止腐蚀，确保装配过程顺利进行。▪5.检查质量：在清理完成后，再次检查零件表面和配合部位，确保没有遗漏的污物或缺陷，并且符合质量要求。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.8组件安装与调整（续）14.8.1装配前零件配合部位的清理（续）▪通过精心的清理和准备工作，可以确保零件在装配过程中的配合精度和稳定性，从而提高产品的装配质量和性能。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.8组件安装与调整14.8.2装配方法与配合精度检验▪缸体和活塞的装配图如图14-13所示。▪装配体配合精度检验方法有：▪1.测量尺寸：使用适当的测量工具，如千分尺、游标卡尺、外径千分表等，测量装配部件的尺寸。比较测量结果与设计图纸要求的尺寸，确保尺寸在允许范围内。▪2.测量配合间隙：使用间隙测量工具，如间隙量规或间隙测量器，测量装配部件之间的间隙。根据设计要求，确定间隙是否在允许范围内，以评估配合精度。▪3.装配试验：进行装配试验，将装配部件按照设计要求进行组装，观察装配过程中是否存在卡滞、过紧或过松等情况。通过试装，检验配合精度和装配性能。▪4.视觉检查：通过目视检查装配部件的表面质量、形状和配合情况，观察是否存在缺陷、毛刺或不良配合现象。及时发现并纠正可能影响配合精度的问题。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.8组件安装与调整（续）14.8.2装配方法与配合精度检验（续）▪5.使用检具：使用专用的配合检具或检测工装，对装配部件进行定位、夹持或压合，以模拟实际使用条件下的配合情况，评估配合精度和性能。▪通过以上方法的综合应用，可以全面、准确地评估装配体的配合精度，确保装配过程顺利进行，并最终满足产品的设计要求和性能指标。第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|14.8组件安装与调整第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|本章小结▪回顾：概述▪回顾：组件图纸与生产需求文件分析▪回顾：组件工艺过程卡的编制▪回顾：零件数控车铣工序卡的编制（参见中级第七章有关内容）▪回顾：零件的三维建模▪回顾：零件数控车铣加工程序编制▪回顾：零件的数控加工及夹具设计▪回顾：零件精度检测与控制▪回顾：组件安装与调整第十四章缸体活塞组件数控车铣削加工案例|思考题▪划分工序，遵循哪些原则？▪组件的加工质量有哪些要求？第三篇：高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析《数控加工工艺与编程》教学课件第15章/共16章第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|本章内容▪•概述▪15.1识读图纸与生产需求文件▪15.2编制工艺过程卡的原则及技能▪15.3零件三维建模方法的归纳▪15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|学习目标▪掌握概述▪掌握识读图纸与生产需求文件▪掌握编制工艺过程卡的原则及技能▪掌握零件三维建模方法的归纳▪掌握程序编制与检验方法结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述▪【知识目标】▪掌握机械加工工艺过程规划设计的基本知识；▪掌握工序划分和工序顺序确定的原理和方法；▪理解夹具选用和设计对质量保障的重要性；▪掌握车铣复合加工工序确定方法。▪【能力目标】第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述（续）▪1.掌握编制机械加工工艺过程卡的技能；▪2.能够正确划分数控加工工序顺序和并编制工序卡；▪3.能够使用软件进行车削复合件建模和数控加工编程；▪4.学会设置后置处理器和生成数控加工程序文件；▪5.学会控制零件的加工质量。▪素质目标第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述（续）▪培养归纳和分析的学习能力；▪形成总结归纳的学习习惯。15.1识读图纸与生产需求文件第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.1识读图纸与生产需求文件15.1.1读懂装配图与零件图的方法▪读装配图的方法和步骤：▪（1）看标题栏并参阅有关资料，了解部件的名称、用途和使用性能。▪（2）看零件编号和明细栏，了解零件的名称、数量和它在图中的位置。▪由装配图的标题栏可知，由明细栏和外形尺寸可知它由3零件组成，结构不太复杂。▪（3）分析视图，弄清各个视图的名称、所采用的表达方法和所表达的主要内容及视图间的投影关系。▪（4）分析零件，弄清零件的结构形状。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.1识读图纸与生产需求文件（续）15.1.1读懂装配图与零件图的方法（续）▪读图顺序：▪先看主要零件，再看次要零件；先看容易分离的零件，再看其它零件；先分离零件，再分析零件的结构形状。▪①根据剖面线的方向和间隔的不同，及视图间的投影关系等区分形体。▪②看零件编号，分离不剖零件。▪③看尺寸，综合考虑零件的功用、加工、装配等情况，然后确定零件的形状。▪④形状不能确定的部分，要根据零件的功用及结构常识确定。15.2编制工艺过程卡的原则及技能第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.1需求文件与零件工艺过程卡之间的关联▪需求文件与零件工艺过程卡之间的关联非常重要，它们之间的有效衔接可以确保生产过程的顺利进行和产品质量的稳定控制。以下是它们之间的关联方式：▪1.需求文件的内容：▪需求文件通常包括对零件的设计要求、材料要求、加工工艺要求、质量标准、交付期限等内容。这些要求是指导零件加工和生产的重要依据。▪2.工艺过程卡的制定：▪工艺过程卡是将需求文件中的要求转化为具体的加工工艺步骤和操作规程的文档。在制定工艺过程卡时，需要详细考虑需求文件中的各项要求，并确定相应的加工工艺和控制措施。▪3.需求文件与工艺过程卡的关联：第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.1需求文件与零件工艺过程卡之间的关联（续）▪需求文件中的各项要求应当在工艺过程卡中得到充分体现和落实▪具体来说，工艺过程卡应当包括与需求文件相对应的加工工艺流程、工艺参数、质量检验标准等内容，确保生产过程中能够按照需求文件的要求进行▪4.持续改进：▪需求文件与工艺过程卡之间的关联不是一次性的，而是一个持续改进的过程。生产过程中不断收集反馈信息，对工艺过程卡进行修订和优化，以适应市场需求变化和提高产品质量水平。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.2工艺路线的确定原则▪确定工艺路线的原则是确保在零件加工过程中达到最佳的加工效率和产品质量。以下是确定工艺路线时需要考虑的原则：▪1.零件特性：首先要充分了解零件的结构、形状、尺寸和材料等特性。不同的零件特性可能需要采用不同的加工方法和工艺路线。例如，本案例活塞的加工，不仅需要车床加工，还需要铣床进行加工。▪2.加工精度要求：根据零件的加工精度要求，选择适合的加工工艺和设备。对于精度要求高的零件，可能需要采用精密加工工艺和高精度设备。▪3.加工效率：考虑加工效率是确定工艺路线的重要因素之一。通常情况下，应选择能够实现较高加工效率的工艺路线，以提高生产效率和降低成本。▪4.加工工艺：根据零件的形状、结构和材料特性，选择合适的加工工艺，包括车削、铣削、钻削、磨削等。▪5.设备条件：考虑企业已有的加工设备和技术水平，选择与设备条件相匹配的工艺路线。如果需要新的加工设备或技术，需要评估投资成本和效益。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法▪工序划分是将整个加工过程分解为若干个具体的工序，每个工序包含一定的加工内容和工艺操作步骤。确定工序划分的原则和内容确定方法如下：▪1.工序划分原则：▪相对独立原则：将加工过程分解为相对独立的工序，每个工序完成一定的加工内容，便于组织和控制。▪加工连续性原则：将相邻的工序尽可能安排在一起，减少物料搬运和等待时间，提高生产效率。▪依次推进原则：加工顺序应当按照工艺要求和零件特性依次推进，确保每工序在前一工序基础上顺利进行。▪综合考虑原则：综合考虑设备能力、人力资源、材料流动、质量控制等因素，确定最合理的工序划分方案。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法（续）▪安全环保原则：在工序划分过程中考虑安全生产和环境保护要求，确保生产过程安全、稳定和环保。▪2.工序内容确定方法：▪分析整个加工过程：对整个加工过程进行分析，了解零件的结构、加工特性和工艺要求。▪按照加工特性划分：根据零件的加工特性划分工序，如粗加工、精加工、组装等。▪技术要求划分：根据加工工艺和工序间的技术要求进行划分，确保每个工序能够按照规定的要求进行。▪参考同类产品：参考同类产品的加工工艺和工序划分方案，借鉴经验进行工序划分。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法（续）▪与生产实践结合：根据生产实践和实际情况，确定最适合的工序划分方案，实现生产效率和质量的双重保证。15.3零件三维建模方法的归纳第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪1.草图绘制▪UG基础草图绘制以及特征的建立，可以参考中级的归纳总结，但在数控车铣复合件，在三维建模时，涉及到在轴类零件上侧面打孔，或铣削异性曲面等。▪若在侧面打孔，在建模时，需要使用投影曲线功能，例如高级案例的活塞三维建模（如图15-1）。▪在画完基本轴类零件之后。需要在侧边打孔，此时需要在轴的侧边建立新的基准面（如图15-2）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪然后在草图绘制中，选择插入-投影曲线。详细操作可以参考建模视频。▪在进行异性曲面的铣削时，往往会涉及到拔模，拔模时要考虑拔模角度的正负（如图15-3）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪2.三维建模▪基本特征的建立详细可以参考中级建模。▪在此需要特殊注意的是，在建立孔特征时，需要先将投影后的点的位置确定好，然后输入相应的孔直径（如图15-4）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳图15-3拔模第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.2特征建模的方法与分类▪对于零件的三维建模，特征建模的方法和分类也可以应用到其中。具体来说，可以通过以下方式进行特征建模：▪1.特征提取与构建：通过提取零件的关键特征参数（例如尺寸、形状、表面特征等）来建立零件的三维模型。可以使用CAD软件中的参数化建模功能，将关键特征参数应用于零件的设计中。▪2.三维几何特征建模：利用三维建模软件（如SolidWorks、AutoCAD等）进行几何特征的建模，包括曲线、曲面、孔洞等特征。▪3.结构特征建模：根据零件的功能和用途，建立零件结构上的特征模型，包括支撑结构、连接方式、装配关系等。▪在建立零件的三维模型后，可以根据需要对零件进行分类。常见的零件分类方法包括：▪1.根据零件的形状和功能分类：将零件根据其外形、用途等特征进行分类，如零件的种类、功能、形状等。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳（续）15.3.2特征建模的方法与分类（续）▪2.根据材料分类：将零件根据其材料属性进行分类，如金属零件、塑料零件、陶瓷零件等。▪3.根据制造工艺分类：将零件根据其制造工艺属性进行分类，如铸造零件、铣削零件、冲压零件等。▪通过建立合适的特征建模方法和分类方式，可以更好地管理和分析零件的三维模型数据，提高零件设计的效率和质量。15.4程序编制与检验方法第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪车铣复合件在编程时，需要分别建立编程文件，不能将车序和铣序编辑在一起。因为所进入到的加工环境配置文件是不同的。▪比如说车床是选择CAM会话配置-lathe，要创建的CAM组装-turning（如图15-5）。▪铣床的编程时选择CAM会话配置-cam_general，要创建的CAM组装-mill_contour（如图156）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪编程前需要进行毛坯的确定，工件坐标系确定以及建立好对应的刀具，详见可以参考中级教程，特殊的，对于无法按将坐标系建在工件上表面中心或者工件上表面圆心时，应考虑使用边线中点，作为编程坐…▪例如高级缸体案例，正反面完成铣削后，要在侧边打孔，需装夹在铣床夹具上，用贴合夹具的侧边作为定位基准面，将工件坐标系原点设置在贴合夹具边的中心处（如图15-7）第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-5配置车床图15-6铣床配置第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪对于车铣复合件的加工方式选择，通常可以考虑以下几个因素：▪1.零件结构和形状：根据复合件的结构、形状和尺寸特点，选择适合的加工方式。如果零件有复杂的曲面结构，可以考虑使用数控铣削进行加工；如果有轴向孔等特殊结构，可以考虑车削加工。▪2.加工精度要求：根据零件的加工精度要求，选择适合的加工方式。车削通常适用于对直径、长度等精度要求较高的部位，而铣削适用于对平面、曲面等几何形状精度要求较高的部位。▪3.加工效率和成本：考虑加工方式的效率和成本因素。通常情况下，车削比铣削更快速，但对于复杂形状的零件，铣削可能更适合。综合考虑加工效率和成本，选择最合适的加工方式。▪4.设备和工艺条件：考虑工厂内已有的加工设备和工艺条件，选择与设备和工艺条件相匹配的加工方式。例如，如果有数控铣床和数控车床，可以同时采用车削和铣削的复合加工方式。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪1.刀轨并行生成第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-7工件坐标系第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪例如本案例，缸体程序的生成。此时工序导航器显示如图15-8所示，说明刚刚修订的程序需要重新生成。图15-8工序导航器▪在工序导航器中点击PROGRAM节点，在系统弹出的快捷菜单中选择【并行生成】命令，此时工序导航器显示如图15-9所示，系统开始在后台重新计算刀路轨迹。▪稍等片刻后，系统完成刀路轨迹运算，此时工序导航器显示如图15-10.第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪说明：▪（1）选择“并行生成”命令后，工序节点的状态将显示为挂起或并行生成，系统后台计算完成后，节点状态将更改为重新后处理。▪（2）对于工序顺序有先后要求的工序节点，应同时对其进行并行生成或者逐一按其先后顺序进行并行生成。▪（3）对于