JD201001底座（上）的数控加工工艺分析
引言 1
一、底座（上）机械加工工艺过程设计 2
（一）底座零件特点以及加工内容 2
（二）工艺路线分析 2
（三）设备及夹具的选择 3
（四）设毛坯尺寸的确定 5
二、数控加工工艺设计 5
（一）数控加工内容 5
（二）确定夹紧定位方案 6
（三）刀具的选择 7
（四）切削参数的计算 7
三、数控程序的编制 9
（一）数控系统的选择 9
（二）数控程序的编制 9
四、仿真加工 13
（一）实体建模 13
（二）仿真加工 15
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代，随着扫描显微镜的发明和使用，人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度，纳米技术是指实现纳米级精度，是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构，物质特性及相互作用与运动，并运用这种技术为人类服务的高新技术，纳米技术对制造业产生了很大的影响，其应用范围将非常广泛，包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级，在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程（STE）可使加工精度达到0.0003～0.0001μm，现在精密工程正向其终极目标——原子级精度的加工逼近，也就是说，可以做到移动原子级别的加工。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
一、底座（上）机械加工工艺过程设计
（一）底座零件特点以及加工内容
如图1-1所示为底座（上）简图，其材料为45#。
图2-1 底座（上）的简图
45#钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及盘类零件等。但表面硬度较低，不耐磨。现在分析如下：
（1）零件特点： 零件是由一块长方体状的45钢加工的，它由四个斜的凹槽、φ99的圆柱凹槽及（R34及R10.5尺寸形成的圆弧）的凹槽，φ28的凹槽及四个φ12的通孔组成。
（2）主要加工内容：
①铣上平面，保证高度为19mm。
②铣削各个凹槽，以及钻四个Φ12H7的孔。
（二）工艺路线分析
1.零件加工工艺分析
（1）平口钳装夹，铣上平面，粗精铣使表面达到粗糙度要求。
（2）平口钳装夹，铣四个斜角上的凹槽，粗精铣凹槽使其达至尺寸要求。
（3）平口钳装夹，铣各个圆柱凹槽（粗精铣φ99的圆柱凹槽及倒角1x45至尺寸要求。粗精铣（R34及R10.5尺寸形成的圆弧）的凹槽至尺寸要求。粗精铣φ28的凹槽及倒圆R2至尺寸要求。
（4）平口钳装夹，钻4-φ12孔，通过钻、扩、铰孔，使其达到尺寸要求并满足粗糙度要求。
2.表面加工方案的选择
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。
本零件是属于盘盖类零件，此次零件是底座（上），它的工序有铣上平面、凹槽、钻孔等。表面粗糙度要求均为1.6，因此表面加工方案采用粗、精加工来保证粗糙度，四个斜凹槽以及圆柱凹槽都用粗、精加工来保证粗糙度，钻四个孔采用钻、扩、铰来使其达到粗糙度要求。
3.加工阶段划分的依据、加工顺序的安排原则及加工顺序的拟定
（1）加工阶段划分的依据
对于一些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：
①粗加工阶段——本零件底座（上）先粗铣上平面、四个斜凹槽以及圆柱凹槽、并先钻、扩四个φ12H7的通孔。
②精加工阶段——本零件底座（上）然后精铣上平面至图纸要求，精铣四个斜凹槽以及圆柱凹槽至图纸要求，最后铰φ12H7的通孔使其达到粗糙度要求。
（2）加工顺序的安排原则
①先粗后精。 ②先主后次。 ③先面后孔。 ④基面先行。
根据以上原则，本次零件的加工原则采用基准先行、先粗后精、先面后孔的原则。
基准先行——本零件底座（上）使用平口钳装夹需在其下面放上垫块固定其基准。
先粗后精——本零件底座（上）采用粗铣和精铣两种方法，先粗铣上平面、四个斜凹槽以及圆柱凹槽、然后精铣至尺寸。
先面后孔——本零件底座（上）是由凹槽和孔组成，所以先铣上平面以及各个凸台，然后钻、扩、铰φ12H7的通孔。
（3）加工顺序的拟定
①确定毛坯；②调质处理；③铣上平面；④铣四个斜凹槽；⑤铣圆柱凹槽；⑥钻通孔；⑦钳工⑧检验。
（三）设备及夹具的选择
1.热处理设备的选择
本零件因采用45钢件，为提高其硬度并获得较好的表面光洁度，故在工序二选用调质热处理的方法。采用调质（淬火+高温回火）处理后，能得到细致均匀的组织--回火索氏体，调质后的硬度以达到HRC30的要求。热处理设备选用热处理炉型号为RT2-75-12，如图1-2所示。
图1-2 热处理炉
2.机床的选择
根据零件加工的特点，一般用数控铣床就可满足要求，如图1-3所示。
图1-3 立式铣床
3.夹具的选择
在机床上加工工件时，为了保证加工精度，首先需要用夹具来使工件在机床上占有正确的位置，然后将工件夹紧。夹具是机械加工中必不可少的工艺装备，夹具的作用具体有便于在工序中正确装夹（安装）工件并保证质量，保证位置精度，还可减少振动，均匀余量，使有利于工序其他要求得到保证。还可以提高劳动生产率，降低劳动强度，扩大或改变原机床的使用范围和缩短新产品试制周期。
正确选用夹具，对保证加工质量和提高生产率，扩大机床使用范围及减轻劳动强度都有重要作用。同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题。在选择夹具时，首先要考虑通用夹具是否能满足装夹条件，然后在考虑专用夹具等其他类型夹具。
（二）确定夹紧定位方案
在机械加工中，为保证工件的加工精度，必须先使工件在机床中有一个正确的位置，即定位。然后将其夹紧。这种定位和夹紧的过程称为工件的装夹。在加工中用于装夹工件的装置，我们称之为机床夹具。
1.定位基准的选择原则
（1）粗基准的选用原则
保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。
本零件底座（上）采用粗、精两道工序加工零件，粗铣时各个尺寸留0.5mm的余量，最后精铣达到图纸要求。
（2）精基准的选用原则
基准统一原则。
一、底座（上）机械加工工艺过程设计 2
（一）底座零件特点以及加工内容 2
（二）工艺路线分析 2
（三）设备及夹具的选择 3
（四）设毛坯尺寸的确定 5
二、数控加工工艺设计 5
（一）数控加工内容 5
（二）确定夹紧定位方案 6
（三）刀具的选择 7
（四）切削参数的计算 7
三、数控程序的编制 9
（一）数控系统的选择 9
（二）数控程序的编制 9
四、仿真加工 13
（一）实体建模 13
（二）仿真加工 15
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
附录 21
引言
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代，随着扫描显微镜的发明和使用，人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度，纳米技术是指实现纳米级精度，是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构，物质特性及相互作用与运动，并运用这种技术为人类服务的高新技术，纳米技术对制造业产生了很大的影响，其应用范围将非常广泛，包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级，在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程（STE）可使加工精度达到0.0003～0.0001μm，现在精密工程正向其终极目标——原子级精度的加工逼近，也就是说，可以做到移动原子级别的加工。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
一、底座（上）机械加工工艺过程设计
（一）底座零件特点以及加工内容
如图1-1所示为底座（上）简图，其材料为45#。
图2-1 底座（上）的简图
45#钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及盘类零件等。但表面硬度较低，不耐磨。现在分析如下：
（1）零件特点： 零件是由一块长方体状的45钢加工的，它由四个斜的凹槽、φ99的圆柱凹槽及（R34及R10.5尺寸形成的圆弧）的凹槽，φ28的凹槽及四个φ12的通孔组成。
（2）主要加工内容：
①铣上平面，保证高度为19mm。
②铣削各个凹槽，以及钻四个Φ12H7的孔。
（二）工艺路线分析
1.零件加工工艺分析
（1）平口钳装夹，铣上平面，粗精铣使表面达到粗糙度要求。
（2）平口钳装夹，铣四个斜角上的凹槽，粗精铣凹槽使其达至尺寸要求。
（3）平口钳装夹，铣各个圆柱凹槽（粗精铣φ99的圆柱凹槽及倒角1x45至尺寸要求。粗精铣（R34及R10.5尺寸形成的圆弧）的凹槽至尺寸要求。粗精铣φ28的凹槽及倒圆R2至尺寸要求。
（4）平口钳装夹，钻4-φ12孔，通过钻、扩、铰孔，使其达到尺寸要求并满足粗糙度要求。
2.表面加工方案的选择
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。
本零件是属于盘盖类零件，此次零件是底座（上），它的工序有铣上平面、凹槽、钻孔等。表面粗糙度要求均为1.6，因此表面加工方案采用粗、精加工来保证粗糙度，四个斜凹槽以及圆柱凹槽都用粗、精加工来保证粗糙度，钻四个孔采用钻、扩、铰来使其达到粗糙度要求。
3.加工阶段划分的依据、加工顺序的安排原则及加工顺序的拟定
（1）加工阶段划分的依据
对于一些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：
①粗加工阶段——本零件底座（上）先粗铣上平面、四个斜凹槽以及圆柱凹槽、并先钻、扩四个φ12H7的通孔。
②精加工阶段——本零件底座（上）然后精铣上平面至图纸要求，精铣四个斜凹槽以及圆柱凹槽至图纸要求，最后铰φ12H7的通孔使其达到粗糙度要求。
（2）加工顺序的安排原则
①先粗后精。 ②先主后次。 ③先面后孔。 ④基面先行。
根据以上原则，本次零件的加工原则采用基准先行、先粗后精、先面后孔的原则。
基准先行——本零件底座（上）使用平口钳装夹需在其下面放上垫块固定其基准。
先粗后精——本零件底座（上）采用粗铣和精铣两种方法，先粗铣上平面、四个斜凹槽以及圆柱凹槽、然后精铣至尺寸。
先面后孔——本零件底座（上）是由凹槽和孔组成，所以先铣上平面以及各个凸台，然后钻、扩、铰φ12H7的通孔。
（3）加工顺序的拟定
①确定毛坯；②调质处理；③铣上平面；④铣四个斜凹槽；⑤铣圆柱凹槽；⑥钻通孔；⑦钳工⑧检验。
（三）设备及夹具的选择
1.热处理设备的选择
本零件因采用45钢件，为提高其硬度并获得较好的表面光洁度，故在工序二选用调质热处理的方法。采用调质（淬火+高温回火）处理后，能得到细致均匀的组织--回火索氏体，调质后的硬度以达到HRC30的要求。热处理设备选用热处理炉型号为RT2-75-12，如图1-2所示。
图1-2 热处理炉
2.机床的选择
根据零件加工的特点，一般用数控铣床就可满足要求，如图1-3所示。
图1-3 立式铣床
3.夹具的选择
在机床上加工工件时，为了保证加工精度，首先需要用夹具来使工件在机床上占有正确的位置，然后将工件夹紧。夹具是机械加工中必不可少的工艺装备，夹具的作用具体有便于在工序中正确装夹（安装）工件并保证质量，保证位置精度，还可减少振动，均匀余量，使有利于工序其他要求得到保证。还可以提高劳动生产率，降低劳动强度，扩大或改变原机床的使用范围和缩短新产品试制周期。
正确选用夹具，对保证加工质量和提高生产率，扩大机床使用范围及减轻劳动强度都有重要作用。同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题。在选择夹具时，首先要考虑通用夹具是否能满足装夹条件，然后在考虑专用夹具等其他类型夹具。
（二）确定夹紧定位方案
在机械加工中，为保证工件的加工精度，必须先使工件在机床中有一个正确的位置，即定位。然后将其夹紧。这种定位和夹紧的过程称为工件的装夹。在加工中用于装夹工件的装置，我们称之为机床夹具。
1.定位基准的选择原则
（1）粗基准的选用原则
保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。
本零件底座（上）采用粗、精两道工序加工零件，粗铣时各个尺寸留0.5mm的余量，最后精铣达到图纸要求。
（2）精基准的选用原则
基准统一原则。
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