球面凹槽底座的数控工艺编程设计(附件)【字数：6123】
本文论题来自苏州米巴中国有限公司，以电动汽车减速器上的球面凹槽底座为研究对象进行的数控工艺编程研究。首先，对零件图纸充分分析，了解其尺寸精度，其次对零件加工路线进行工艺分析，选择毛坯，选机床、夹具、刀具。检验加工余量，用到的量具，列出工序，制定工艺过程卡片，然后利用NX10.0建模，CAD编程，最后导出后处理程序加工发现并解决遇到的问题。
目录
引言 1
一、球面凹槽底座零件图样分析 2
二、工艺分析 3
（一）毛坯选取 4
（二）机床选择 5
（三）选择夹具 6
（四）刀具的选择 7
（五）制定工艺路线 8
（六）检验加工余量 9
（七）检测量具 10
三、CAD建模与CAM编程 11
（一）CAD建模 12
（二）CAM编程 13
（三）CAM后处理程序 14
四、加工中出现的问题及解决措施 15
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着我国新能源汽车的飞度发展让越来越多的新能源汽车走进千家万户，但大家关注的依然是汽车方面的安全问题，减速器的制造成为重中之重，减速器的好坏直接决定着汽车安全，因此减速器中的底座产量一直位于前列，目前国内底座制造行业通常是由通用机床结合底座工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为底座铣削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性的质量指标。
本文以球面凹槽底座作为研究对象，球面凹槽底座主要应用于电动汽车零部件中的减速器上，它的作用汽车轮胎在飞速正方向的运转通过减速器限制轮胎转速，在保证汽车具有足够动力性能的同时，通过对减速器调整并且不伤害轮胎，降低到理想速度。比起其她普通的减速零件更具优势，最具亮点在于有一个球型凹槽的设计，可以存储润滑油，从而达到伤害最小化始终保持最佳减速状态。在进行数控工艺研究的过程中，规划加工零件的整体方案，根据提供的图样进行分析。
具体的分析研究如下：
1.分析工件图纸。
2.合理安排工艺路线，选取毛坯、机床、刀具、装夹方案等。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.用NX软件进行建模，仿真并导出后处理程序
本文主要论述了减速器球面凹槽底座的工艺分析，毛坯选取，机床选择，刀具选择，夹具选择，加工余量的检验，量具选择，工艺路线的制定及仿真加工的流程。
球面凹槽底座零件图样分析
球面凹槽底座零件图样来自苏州米巴中国有限公司，如图11所示
/图 11 球面凹槽底座零件图
该零件为球面凹槽底座，材料为45钢。现根据球面凹槽底座零件图进行尺寸精度分析。
球面凹槽底座有两个要与其她零件精密配合的加工表面。为矩形铣削零件。由三个长方体，内球凹槽和平底槽和两个沉头孔组成。其中该零件总体长度98mm，宽度78mm，高度28mm。表面粗糙度Ra3.2mm。在正面长84mm宽64mm的台阶中央有一个SR18mm的内球凹槽，其在加工时的表面平均偏差拟合度为0.02mm。右侧有两个固定整个零件装配位置的沉头通孔。形状公差满足精度要求。
二、工艺分析
（一）毛坯选取
毛坯的选取是生产加工的第一个步骤，选择最为适合的毛坯可以给生产路线带来良好的开始，其选取条件与尺寸大小、环境因素和加工条件等有关。球面凹槽底座作为底座类零件，所以采用块状料加工，45钢拥有良好的碳素结构，有良好的强度和抗变形能力，是最佳选择。所以选择长度100宽度80高35的45钢块料作为毛坯如图21所示。
/
图21 45钢块料
（二）机床选择
数控加工，机床的选用尤为重要，确定加工路线之后，先检验了解机床的功能是否齐全，检验是否能够满足零件加工应有的需求。由于本零件所选的加工材料是45钢块料，根据观察零件图得知加工工序里有铣面、铣槽、钻孔等。所以选择了VMC3016C立式加工中心进行加工，作为全功能的加工中心，具有强大的加工的适应性强、加工灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件如图22所示，机床加工主要参数见表21所示。
/
图22 美国法道VMC3016C立式加工中心
表21 加工中心参数表
机型
单位
VMC3016C
工作台（长度×宽度）
mm
990×406
X,Y,Z轴行程
m/min
762×406×508
最大切削进给速度
mm/min
15000
刀库容量
把
21
主轴转速
r/min
7500
定位精度x，y，z
mm
0.005
重复定位精度
mm
0.0025
（三）选择夹具
3.1定位基准的选择
工艺设计里对基准的确定十分关键，选择合适的基准，会让工件加工质量提升，减少报废率，增加生产效率。选择不合适会使工艺过程出现很多错误，严重会整批报废，使生产陷入停止。
3.2确定球面凹槽底座的粗基准
对于球面凹槽底座来说，粗基准最好选择暂时不加工的表面，故而选择工件的下表面。因底座类零件体型比较宽，为了确保它的位置精度，把工件放在了平口钳中间的位置。夹住两边余量部分，下面垫上防止上下滑动的垫板，使工件牢牢固定在平口钳上。
3.3确定球面凹槽底座的精基准
以零件上表面为定位基准，整个零件也是以此基准来设计。加工时以此基准来作为精基准，让加工遵守基准重合原则。先加工上表面一次性达到表面粗糙度要求，以此基准加工再达到其她精度。
3.4 夹具的确定
为了保证安装的正确和可靠，应便于使夹紧力的方向不破坏工 件定位时获得的正确位置；施力于夹紧表面时，应使因夹紧引起的变形最小；加工过程中有利于减小引进切削力而引起的振动；尽量使夹紧机构简单，操作方便。本零件采用较为 简单的通用夹具：平口钳。如图23所示；
目录
引言 1
一、球面凹槽底座零件图样分析 2
二、工艺分析 3
（一）毛坯选取 4
（二）机床选择 5
（三）选择夹具 6
（四）刀具的选择 7
（五）制定工艺路线 8
（六）检验加工余量 9
（七）检测量具 10
三、CAD建模与CAM编程 11
（一）CAD建模 12
（二）CAM编程 13
（三）CAM后处理程序 14
四、加工中出现的问题及解决措施 15
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着我国新能源汽车的飞度发展让越来越多的新能源汽车走进千家万户，但大家关注的依然是汽车方面的安全问题，减速器的制造成为重中之重，减速器的好坏直接决定着汽车安全，因此减速器中的底座产量一直位于前列，目前国内底座制造行业通常是由通用机床结合底座工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为底座铣削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性的质量指标。
本文以球面凹槽底座作为研究对象，球面凹槽底座主要应用于电动汽车零部件中的减速器上，它的作用汽车轮胎在飞速正方向的运转通过减速器限制轮胎转速，在保证汽车具有足够动力性能的同时，通过对减速器调整并且不伤害轮胎，降低到理想速度。比起其她普通的减速零件更具优势，最具亮点在于有一个球型凹槽的设计，可以存储润滑油，从而达到伤害最小化始终保持最佳减速状态。在进行数控工艺研究的过程中，规划加工零件的整体方案，根据提供的图样进行分析。
具体的分析研究如下：
1.分析工件图纸。
2.合理安排工艺路线，选取毛坯、机床、刀具、装夹方案等。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.用NX软件进行建模，仿真并导出后处理程序
本文主要论述了减速器球面凹槽底座的工艺分析，毛坯选取，机床选择，刀具选择，夹具选择，加工余量的检验，量具选择，工艺路线的制定及仿真加工的流程。
球面凹槽底座零件图样分析
球面凹槽底座零件图样来自苏州米巴中国有限公司，如图11所示
/图 11 球面凹槽底座零件图
该零件为球面凹槽底座，材料为45钢。现根据球面凹槽底座零件图进行尺寸精度分析。
球面凹槽底座有两个要与其她零件精密配合的加工表面。为矩形铣削零件。由三个长方体，内球凹槽和平底槽和两个沉头孔组成。其中该零件总体长度98mm，宽度78mm，高度28mm。表面粗糙度Ra3.2mm。在正面长84mm宽64mm的台阶中央有一个SR18mm的内球凹槽，其在加工时的表面平均偏差拟合度为0.02mm。右侧有两个固定整个零件装配位置的沉头通孔。形状公差满足精度要求。
二、工艺分析
（一）毛坯选取
毛坯的选取是生产加工的第一个步骤，选择最为适合的毛坯可以给生产路线带来良好的开始，其选取条件与尺寸大小、环境因素和加工条件等有关。球面凹槽底座作为底座类零件，所以采用块状料加工，45钢拥有良好的碳素结构，有良好的强度和抗变形能力，是最佳选择。所以选择长度100宽度80高35的45钢块料作为毛坯如图21所示。
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图21 45钢块料
（二）机床选择
数控加工，机床的选用尤为重要，确定加工路线之后，先检验了解机床的功能是否齐全，检验是否能够满足零件加工应有的需求。由于本零件所选的加工材料是45钢块料，根据观察零件图得知加工工序里有铣面、铣槽、钻孔等。所以选择了VMC3016C立式加工中心进行加工，作为全功能的加工中心，具有强大的加工的适应性强、加工灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件如图22所示，机床加工主要参数见表21所示。
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图22 美国法道VMC3016C立式加工中心
表21 加工中心参数表
机型
单位
VMC3016C
工作台（长度×宽度）
mm
990×406
X,Y,Z轴行程
m/min
762×406×508
最大切削进给速度
mm/min
15000
刀库容量
把
21
主轴转速
r/min
7500
定位精度x，y，z
mm
0.005
重复定位精度
mm
0.0025
（三）选择夹具
3.1定位基准的选择
工艺设计里对基准的确定十分关键，选择合适的基准，会让工件加工质量提升，减少报废率，增加生产效率。选择不合适会使工艺过程出现很多错误，严重会整批报废，使生产陷入停止。
3.2确定球面凹槽底座的粗基准
对于球面凹槽底座来说，粗基准最好选择暂时不加工的表面，故而选择工件的下表面。因底座类零件体型比较宽，为了确保它的位置精度，把工件放在了平口钳中间的位置。夹住两边余量部分，下面垫上防止上下滑动的垫板，使工件牢牢固定在平口钳上。
3.3确定球面凹槽底座的精基准
以零件上表面为定位基准，整个零件也是以此基准来设计。加工时以此基准来作为精基准，让加工遵守基准重合原则。先加工上表面一次性达到表面粗糙度要求，以此基准加工再达到其她精度。
3.4 夹具的确定
为了保证安装的正确和可靠，应便于使夹紧力的方向不破坏工 件定位时获得的正确位置；施力于夹紧表面时，应使因夹紧引起的变形最小；加工过程中有利于减小引进切削力而引起的振动；尽量使夹紧机构简单，操作方便。本零件采用较为 简单的通用夹具：平口钳。如图23所示；
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