bc086减速箱零件加工工艺分析
【摘要】 数控机床的出现,数控编程技术受到广泛的关注,成为数控加工系统的重要组成部分。本文主要研究了BC086减速箱零件的外形和孔的数控铣削过程，主要分析的内容有:数控加工过程使用的机床选择、工装夹选取、刀具选取、加工参数确定、UG造型、加工轨迹生成等。通过研究，进一步熟悉了数控加工工艺的制定工作。
目录
引 言 1
一、零件图纸分析 2
（一）零件图分析 2
（二）加工设备的选择 3
二、零件加工工艺分析 3
（一）零件毛坯的确定 3
（二）零件工艺路线 4
（三）工序与工步的确定 4
（四）工装夹具的确定 5
（五）刀具的选用 5
（六）切削参数的确定 6
（七）刀具 7
三、基于UG软件建模及程序走刀 8
（一）铣上表面 8
（二）铣外轮廓及上表面内部型腔 9
（三）上表面内部型腔圆角的清根加工 10
（四）铣下表面 11
（五）铣下表面内部型腔 11
（六）下表面内部型腔圆角的清根加工 13
（七）钻孔 14
（八）铣U槽 14
（九）钻侧孔 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 箱型体机械加工工艺过程卡 20
引 言
本文以BC086减速箱位研究对象，分析加工工艺，运用夹具设计的基本原理和方法，制定加工方案。
根据BC086减速箱零件图，确定合适的加工机床、刀具、切削用量、进给量及合理的工艺路线、确定经济有效的工艺方案；画制箱体零件图、编写箱体加工工艺过程卡片，并在卡片上确定加工箱体的机床、刀具、转速、进给，根据加工工艺卡片编辑数控加工程序。
该论文主要解决的问题是零件的工艺设计和机床的熟练操作。使用数控原理、数控技术、数控编程、专业软件等理论知识以及数控机床实际操作的一次理论结合实践，进一步了解数控技术，熟练掌握数控机床的操作，充分挖掘数控内在潜力。
一、零件图纸分析
（一）零件图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
分析
该零件正反两面主要是由型腔、孔、U型滑槽组成。图11为基本视图，图12是三维视图。
图11 工程图
图12 三维视图
查看图纸确定其尺寸标注完整、正确、符合加工要求，且零件要加工的地方要求明了。由于零件材质为铸铁，加工时切削性能良好，而零件加工也没什么特殊要求。查看图纸，可知零件的长宽精度要求较低，因此只需对零件的基本表面进行粗精加工。正面外轮廓平面、反面平面和及u槽的粗糙度为Ra3.2，其余部分粗糙度为Ra6.3，所以加工工步分为粗加工和精加工，以确保其图纸上的尺寸和粗糙度的精度要求。。
（二）加工设备的选择
查看图纸可知，该零件的主要加工工序为铣平面、铣凹槽、钻孔等，对于批量生产的零件，为了满足图纸精度的要求，考虑到加工效率和加工经济性，选择数控机床，由实际情况我们选择0iMate MB FANUC系统的XK713A数控铣机设备。该机床可用于铣、钻等各类双面腔零件的加工。该机床的一般配置是三轴三联动数控系统，也可增配四轴四联动数控系统(安装数控分度头)。因此，其应用范围十分广泛，可加工平面凸轮、空间曲面、加工各种异型件及中、小型模具，适用于各种大规模生产。
XK713A数控铣床主轴采用直流或交流伺服电动机驱动，可实现无级调速，调速范围宽（808000r/Min）和高旋转精度，主轴刚度与抗振性好,对加工高质量以及各种小孔加工极为有利，次外，主轴转速可通过操作面板的转速倍率开关调整。
该系统的主要技术参数包括：进给速度范围、快速(空行程)移动范围、运动分辨率(最小移动增量)、定位准确等。
二、零件加工工艺分析
（一）零件毛坯的确定
根据零件的图纸，确定该零件的长宽高尺寸各为230mm，100mm,98mm,而这个零件材质为铸铁，零件的外形规则和加工余量均匀，由于零件表面加工精度要求为3.2μm，所以需安排粗、精加工，毛坯应留有足够的加工余量，毛坯选取尺寸为40mm×32mm×30mm（长×宽×高）的铸铁。用来保证零件加工时留有合理的加工余量。基本如图21所示。
图21 毛坯示意图
（二）零件工艺路线
工艺路线是依据零件的结构和毛坯的状态与工装夹具的定位和夹紧考虑在一起，重点应保证工件的外形符合图纸要求。工件加工顺序遵循四个原则：先粗后精的原则、先主后次的原则、基准先行的原则、先面后孔的原则。
对于箱体、支架类零件，应先加工平面，后加工平面上的孔，选择先加工平面的原因是为了便于孔加工、零件的尺寸测量和调整,。对于外形大的平面，首先加工，然后可以作为定位基准，保证后续加工。
（三）工序与工步的确定
该设计主要按零件的装夹次数划分加工工序，依据上述内容编制的零件工艺路线和刀具的选择制定双面型腔零件的加工工序与工步如下：
工序1：加工零件的上表面
选用φ100的盘铣刀精铣上表面；
选用D10mm键槽刀对型腔及外侧凸台进行一次开粗，开粗后精光侧壁及底面。
选用D3mm铣刀对型腔进行清根加工；
工序2：铣零件下表面
（1）选用φ100的盘铣刀精铣上表面；
（2）选用D10mm键槽刀对型腔及进行一次开粗，开粗后精光侧壁及底面。
（3）选用D3mm铣刀对型腔进行清根加工；
（4）钻底面孔4φ1.8
工序3：铣侧面U槽
选用φ10的立铣刀开粗；
选用φ3的立铣刀精铣。
（3）钻侧面面孔2φ1.6
工序4：钻四周钻孔
(1)选用各型号钻头钻孔。
（四）工装夹具的确定
数控机床工装夹具品种繁多，根据机床的类型分为车床夹具、铣床、钻床夹具、镗床、加工中心夹具等。根据专业化分工的程度,零件是选用立式加工中心。该零件为平面类零件，所以我们要选用通用夹具,通用夹具是标准化的,基本不需要调整就可以使用的夹具。依据该零件外形为长方体，除上、下表面的槽在尺寸上有特定的要求，确定使用精密的平口虎钳和配套的工装夹具加工。该平口虎钳型号：CV160V，并且通常用于各种加工中心。参数如下：钳口宽度B为160mm左右,钳口高度H为63mm，钳口最大张开度L为250mm，定位键槽宽度A为18mm。
目录
引 言 1
一、零件图纸分析 2
（一）零件图分析 2
（二）加工设备的选择 3
二、零件加工工艺分析 3
（一）零件毛坯的确定 3
（二）零件工艺路线 4
（三）工序与工步的确定 4
（四）工装夹具的确定 5
（五）刀具的选用 5
（六）切削参数的确定 6
（七）刀具 7
三、基于UG软件建模及程序走刀 8
（一）铣上表面 8
（二）铣外轮廓及上表面内部型腔 9
（三）上表面内部型腔圆角的清根加工 10
（四）铣下表面 11
（五）铣下表面内部型腔 11
（六）下表面内部型腔圆角的清根加工 13
（七）钻孔 14
（八）铣U槽 14
（九）钻侧孔 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 箱型体机械加工工艺过程卡 20
引 言
本文以BC086减速箱位研究对象，分析加工工艺，运用夹具设计的基本原理和方法，制定加工方案。
根据BC086减速箱零件图，确定合适的加工机床、刀具、切削用量、进给量及合理的工艺路线、确定经济有效的工艺方案；画制箱体零件图、编写箱体加工工艺过程卡片，并在卡片上确定加工箱体的机床、刀具、转速、进给，根据加工工艺卡片编辑数控加工程序。
该论文主要解决的问题是零件的工艺设计和机床的熟练操作。使用数控原理、数控技术、数控编程、专业软件等理论知识以及数控机床实际操作的一次理论结合实践，进一步了解数控技术，熟练掌握数控机床的操作，充分挖掘数控内在潜力。
一、零件图纸分析
（一）零件图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
分析
该零件正反两面主要是由型腔、孔、U型滑槽组成。图11为基本视图，图12是三维视图。
图11 工程图
图12 三维视图
查看图纸确定其尺寸标注完整、正确、符合加工要求，且零件要加工的地方要求明了。由于零件材质为铸铁，加工时切削性能良好，而零件加工也没什么特殊要求。查看图纸，可知零件的长宽精度要求较低，因此只需对零件的基本表面进行粗精加工。正面外轮廓平面、反面平面和及u槽的粗糙度为Ra3.2，其余部分粗糙度为Ra6.3，所以加工工步分为粗加工和精加工，以确保其图纸上的尺寸和粗糙度的精度要求。。
（二）加工设备的选择
查看图纸可知，该零件的主要加工工序为铣平面、铣凹槽、钻孔等，对于批量生产的零件，为了满足图纸精度的要求，考虑到加工效率和加工经济性，选择数控机床，由实际情况我们选择0iMate MB FANUC系统的XK713A数控铣机设备。该机床可用于铣、钻等各类双面腔零件的加工。该机床的一般配置是三轴三联动数控系统，也可增配四轴四联动数控系统(安装数控分度头)。因此，其应用范围十分广泛，可加工平面凸轮、空间曲面、加工各种异型件及中、小型模具，适用于各种大规模生产。
XK713A数控铣床主轴采用直流或交流伺服电动机驱动，可实现无级调速，调速范围宽（808000r/Min）和高旋转精度，主轴刚度与抗振性好,对加工高质量以及各种小孔加工极为有利，次外，主轴转速可通过操作面板的转速倍率开关调整。
该系统的主要技术参数包括：进给速度范围、快速(空行程)移动范围、运动分辨率(最小移动增量)、定位准确等。
二、零件加工工艺分析
（一）零件毛坯的确定
根据零件的图纸，确定该零件的长宽高尺寸各为230mm，100mm,98mm,而这个零件材质为铸铁，零件的外形规则和加工余量均匀，由于零件表面加工精度要求为3.2μm，所以需安排粗、精加工，毛坯应留有足够的加工余量，毛坯选取尺寸为40mm×32mm×30mm（长×宽×高）的铸铁。用来保证零件加工时留有合理的加工余量。基本如图21所示。
图21 毛坯示意图
（二）零件工艺路线
工艺路线是依据零件的结构和毛坯的状态与工装夹具的定位和夹紧考虑在一起，重点应保证工件的外形符合图纸要求。工件加工顺序遵循四个原则：先粗后精的原则、先主后次的原则、基准先行的原则、先面后孔的原则。
对于箱体、支架类零件，应先加工平面，后加工平面上的孔，选择先加工平面的原因是为了便于孔加工、零件的尺寸测量和调整,。对于外形大的平面，首先加工，然后可以作为定位基准，保证后续加工。
（三）工序与工步的确定
该设计主要按零件的装夹次数划分加工工序，依据上述内容编制的零件工艺路线和刀具的选择制定双面型腔零件的加工工序与工步如下：
工序1：加工零件的上表面
选用φ100的盘铣刀精铣上表面；
选用D10mm键槽刀对型腔及外侧凸台进行一次开粗，开粗后精光侧壁及底面。
选用D3mm铣刀对型腔进行清根加工；
工序2：铣零件下表面
（1）选用φ100的盘铣刀精铣上表面；
（2）选用D10mm键槽刀对型腔及进行一次开粗，开粗后精光侧壁及底面。
（3）选用D3mm铣刀对型腔进行清根加工；
（4）钻底面孔4φ1.8
工序3：铣侧面U槽
选用φ10的立铣刀开粗；
选用φ3的立铣刀精铣。
（3）钻侧面面孔2φ1.6
工序4：钻四周钻孔
(1)选用各型号钻头钻孔。
（四）工装夹具的确定
数控机床工装夹具品种繁多，根据机床的类型分为车床夹具、铣床、钻床夹具、镗床、加工中心夹具等。根据专业化分工的程度,零件是选用立式加工中心。该零件为平面类零件，所以我们要选用通用夹具,通用夹具是标准化的,基本不需要调整就可以使用的夹具。依据该零件外形为长方体，除上、下表面的槽在尺寸上有特定的要求，确定使用精密的平口虎钳和配套的工装夹具加工。该平口虎钳型号：CV160V，并且通常用于各种加工中心。参数如下：钳口宽度B为160mm左右,钳口高度H为63mm，钳口最大张开度L为250mm，定位键槽宽度A为18mm。
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