在液壓傳動中，齒輪泵因其工作可靠、維修要求低、結構簡單、成本低廉，而被廣泛采用，齒輪泵在各類液壓泵中產量最大。但是隨著科技的發展，社會生產實踐推動齒輪泵向著高壓化、高可靠性發展，這就對齒輪泵的設計與制造提出了更高的要求。對設計人員來說，如果在產品設計階段就能夠很直觀地了解制造工藝過程，則能夠方便地實時優化自己的設計方案。作者以CimatronE為例，闡述工藝設計思路。

　　CimatronE是當今最優秀的CAD/CAM軟件之一，其3D設計工具融合了線框造型、曲面造型和實體造型，允許用戶方便地處理獲得的數據模型和進行產品的概念設計，CimatronE支持具有高速銑削功能的2.5～5軸銑削加工，基于毛坯殘留知識的加工和自動化加工模塊，所有這些大大減少了產品設計和加工時間。作者利用CimatronE軟件對齒輪泵泵蓋加工工藝進行設計、加工仿真，從而對設計和加工工藝過程提出優化方案。

1 泵蓋加工工藝分析

　　如圖1所示為泵蓋零件圖，材料為HT200，毛坯尺寸為170mm×110mm×30mm，大批量生產。

　　該零件主要由平面、外輪廓以及孔系組成，其中軸承孔φ32H7和銷釘孔2×φ6H8 3個內孔的表面粗糙度要求為Ra1.6μm；而φ12H7內孔的表面粗糙度要求為Ra0.8μm；φ32H7內孔表面對面A有垂直度要求，上表面對面A有平行度要求。加工中，以面A定位，提高裝夾剛度以滿足φ32H7內孔表面的垂直度要求。

圖1 泵蓋零件圖

　　對于精度較高、粗糙度值較小的表面，一般不能一次加工到規定的尺寸，而要劃分加工階段逐步進行。上、下表面及臺階面的粗糙度要求為Ra3.2μm，可選擇粗銑一精銑方案。孔加工前，為便于鉆頭引正，先用中心鉆加工中心孔，然后再鉆孔。內孔表面的加工方案在很大程度上取決于內孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。對孔φ32H7，選擇“鉆-粗鏜-半精鏜-精鏜”方案；對孔φ12H7，選擇“鉆-粗鉸-精鉸”方案；時孔6×φ7和2×φ6H8，根據其表面粗糙度要求選擇“鉆-鉸“方案；對乳φ18和6×φ10，選撣“鉆孔-锪孔“方案：

　　該零件毛坯外形比較規則，因此在加工上下表面、臺階面及孔系時。選用平口虎鉗夾緊；在銑削外輪廓時，采用“一面兩孔”定位方式，即以孔φ32H7和孔φ12H7定位，整個零件在加工中按照基面先行、先面后孔，先粗后精的原則確定加工順序，外輪廓采用順銑方式加工，刀具沿切線方向切入與切出。

2 泵蓋的CAPP/CAM設計思路及過程

　　打開CimatronE，根據零件圖完成3D建模。輸出到加工，根據上文工藝分析的結果，首先用平口虎鉗裝夾，用2.5軸的“毛坯環切”粗銑臺階面和上、下表面，生成刀具路徑，刀具采用螺旋下刀，螺旋圓弧半徑設置為10mm，刀具沿切向切入切出，進、退刀刀具路徑。

　　以底面為定位基準，完成6×φ10、2×φ6H8、φ32H7和φ12H7孔的粗加工，然后以φ32H7和φ12H7兩孔定位，以底面為基準完成零件外輪廓的精加工，刀具路徑如圖5所示。粗加工結束后，精銑面A，再以面A為精基準，精加工上表面及各孔，這樣能夠很好地保證φ32H7孔壁的垂直度要求和各孔之間的位置度要求以及上下表面的垂直度。在泵蓋零件中，φ32H7和φ12H7兩孔與底面的垂直度和相瓦之問的位置度，直接影響齒輪泵吸排油齒輪軸線的平行度，如果誤查過火，將使齒輪泵在運行過程中產生振動和噪聲。

　　在加工過程中開啟“快建走刀干涉檢查”和“卡頭干涉檢查”，防止在設計過程中將某些臺階面的高度設置過高，導致刀具卡頭在走刀過程中碰撞零件已加工部分。完成各工藝過程的參數設置后，就可以對后置處理進行適當修改，輸出數控加工程序。

3 小結

　　作者運用CimatronE對齒輪泵泵蓋加工工藝進行分析，利用其CAD/CAM集成特點，使加工工藝的分析和設計過程更加直觀，加上軟件本身的刀路功能和基于毛坯殘留知識的加工，使得技術人員在加工工藝的制定過程中，能夠更加方便地優化加工方案，同時也可以根據加工方案，對產品的設計方案進行修改，從而可以提高設計效率，降低了新產品開發，試制周期。