HOUSING壳体的工艺分析与数控加工
目 录
引言 1
一.零件毛坯的确定
（一）毛坯的选择分析 2
（二）毛坯铸造的确定 2
（三）毛坯的外观检查 2
二.零件的加工工艺分析
（一）图纸的分析 2
（二）机床的选择 7
（三）加工方案的确定 7
（四）刀具的选择 8
（五）切削参数的确定 8
三.零件的定位与装夹
（一）定位基准的选择 8
（二）装夹方式的确定 9
四.零件的数控加工
（一）程序指令的介绍 11
（二）程序的编写 13
（三）加工中的注意事项 17
五.零件的检验 17
六.加工中遇到的问题 18
七.加工试制 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
随着中国对铁路建设的大力支持，采用了“以市场换技术”的策略，使中国的高速列车得到了迅猛的发展。
1994年，中国第一条160km/h铁路-广深线-投入运行(准高速）；1999年，广深线开始按时速200km/h运营，其上运行的是完全进口的 X2000电力机车。2007年中国铁路第六次大提速，时速250km动车组上线运行，通过改革开放，引进国外高速列车技术使中国铁路进入了高速时代。
2008年2月26日，中国科技部和铁道部联合发起《中国高速列车自主创新联合行动计划》；2008年8月1日，时速350km京津城际铁路开通运营，这是中国铁路发展史上的一个重大里程碑。2009年12月至2010年10月，武广高速、郑西高速、沪宁高速、沪杭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
高铁相继开通运营；2011年7月京沪高 速开通运营，中国自主创新研制的CRH380系列高速列车在世界规模最大的中国高速铁路网上实现运营，并创造了486.1km/h世界最高运营速度。
当人们在为中国高速列车的蓬勃发展而感到由衷的喜悦，为中国高速列车能走到世界前列而昂首挺胸时，有多少人能够想到，要想让速度这么快的一个大家伙从高速状态安全的停下来是多么不容易的一件事，这需要列车拥有相当强大的制动系统才能实现，因此，制动系统中的任何一个零件的要求都十分的严格，我本次选择的零件正是属于该系统。
Housing壳体，编号C95990/22，绰号“望远镜”，属于踏式刹车系统中的重要部件--Tread Break Unit,简称TBU系统。
本文主要注重于该零件的数控加工及工艺分析，根据零件图样及工艺要求，对零件数控加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制定数控加工工艺规程，来加工出合格的产品零件。
本文研究的主要内容从零件的工艺分析、毛坯的选择、机床的选择、装夹的安排、刀具的选择、切削用量的选择和数控加工流程进行详细的阐述。
零件毛坯的确定
（一）毛坯的选择分析
由于该零件是用于高速列车的制动系统，所以它对零件材料的性能也有所要求，包括强度、韧性、减震性、耐磨性、抗冲击能力等等，同时也要综合考虑到它的铸造性能、切削性能以及材料的供应是否充足，力求以最经济的手段在满足零件性能的要求下能最大限度的发挥材料的潜力。
该零件选择的材料是灰铸铁。这种材料具有优良的铸造性、减震性、耐磨性及较小的缺口敏感性，且切削性能良好，价格也比较经济，货源的充足也能满足该零件的批量加工。
（二）毛坯铸造的确定
铸造是现代机械制造业中令毛坯成型的主要方式之一，不同的铸造方式又会使毛坯材料的性能有所不同，因此，铸造的方式也有所考究。
该零件选择的是砂型铸造。砂型铸造的运用十分广泛，约占全球铸件的80%，它的优势在于对铸件的形状和尺寸的适应性很强、铸造成本低、材料来源广、生产工艺简单和生产周期短。
毛坯铸成时的尺寸应尽可能的接近零件的形状，这样可以减少切削工作量，提高材料的利用率，从而达到降低成本的目的。
（三）毛坯的外观检查
检查毛坯的外观并不是为了美观，而是怕由于铸造时产生的不良影响到产品最终的性能，从而缩短了零件的使用寿命。
不允许有裂缝
不允许有夹砂和夹渣
不允许有拼缝、针孔、缩孔
非加工区域砂、渣眼的直径≤3mm,深度≤3mm或不超过最小壁厚1/3，且每5平方厘米范围内不超过5个
零件的加工工艺分析
（一）图纸的分析
如图2-1所示，该图纸是运用的第一角画法，它是由一张主视图、一张俯视图和众多剖视图与局部视图组成。这张图纸对零件的内部结构更为侧重，详细的展现了该零件各个部位的尺寸及形位公差要求，如“鼻子”有一个0.05的圆柱度要求，正中心的孔是一个Φ50H7精孔，且“鼻子”的两个侧面对该孔中心所在轴线的对称度为2mm，左侧的“长镜筒”中有Φ36H7和Φ58H8精孔，右侧的“短镜筒”中有Φ78H8和Φ63N6精孔，主视图中4×M10、2×M5螺纹孔有Φ0.4的位置度要求等等。
图2-1 零件图样(该图来自克诺尔车辆设备有限公司)
图2-1 零件图样
（二）机床的选择
纵观这个零件的总体构造，我发现这个零件用立式加工中心很难完成加工，因为它各个部位几乎都有需要加工的地方，用立式加工中心不仅不方便装夹，在反复翻转装夹的过程中还会造成误差累积，影响到各个面上轮廓位置尺寸的协调，因此选择卧式加工中心--DMC 80H DUOBLOCK,这种机床性能相当优秀，独特刀具设计的交换方式及托盘转换器均为该机床的特性，两个回转工作台一里一外，且本身是可以360°旋转的。仅一次装夹就可对零件的多个加工面进行铣削、钻削、攻螺纹等一系列组合式的加工，特别是对那些孔与定位面或孔与孔之间相对位置精度要求较高的零件，更容易满足要求，与立式加工中心相比，卧式加工中心更适合加工箱体壳体类零件。同时也极大的减少了由装夹带来的时间亏损，提高了工作效率。
（三）加工方案的确定
在分析完该零件后，发现其无法实现一次加工到位，但由于机床性能的强大，只需要装夹两次就可以囊括所有的加工面，即让零件“站着”和让零件“躺着”。这时就需要确定，先加工什么，后加工什么。假设先让零件竖直放置，那么这时最好的定位方式为“一面两孔”定位，但由于这时没有加工面可以利用，各个毛坯的尺寸又不相同，两侧的台阶通孔又都是精孔，把夹具设计在外面又很容易造成加工中的干涉，所以该方案不可行。那么就可以选择把零件水平放置，这样就可以加工出竖直放置时所需要的“一面两孔”，该方案可行。
工序1：零件水平放置，加工“鼻子”的上表面、两侧台阶孔、底部螺纹孔
工序2：零件竖直放置，加工零件四周外形轮廓、型腔内部
铰刀加工余量
直径（mm）
＜8
8-10
10-20
引言 1
一.零件毛坯的确定
（一）毛坯的选择分析 2
（二）毛坯铸造的确定 2
（三）毛坯的外观检查 2
二.零件的加工工艺分析
（一）图纸的分析 2
（二）机床的选择 7
（三）加工方案的确定 7
（四）刀具的选择 8
（五）切削参数的确定 8
三.零件的定位与装夹
（一）定位基准的选择 8
（二）装夹方式的确定 9
四.零件的数控加工
（一）程序指令的介绍 11
（二）程序的编写 13
（三）加工中的注意事项 17
五.零件的检验 17
六.加工中遇到的问题 18
七.加工试制 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
随着中国对铁路建设的大力支持，采用了“以市场换技术”的策略，使中国的高速列车得到了迅猛的发展。
1994年，中国第一条160km/h铁路-广深线-投入运行(准高速）；1999年，广深线开始按时速200km/h运营，其上运行的是完全进口的 X2000电力机车。2007年中国铁路第六次大提速，时速250km动车组上线运行，通过改革开放，引进国外高速列车技术使中国铁路进入了高速时代。
2008年2月26日，中国科技部和铁道部联合发起《中国高速列车自主创新联合行动计划》；2008年8月1日，时速350km京津城际铁路开通运营，这是中国铁路发展史上的一个重大里程碑。2009年12月至2010年10月，武广高速、郑西高速、沪宁高速、沪杭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
高铁相继开通运营；2011年7月京沪高 速开通运营，中国自主创新研制的CRH380系列高速列车在世界规模最大的中国高速铁路网上实现运营，并创造了486.1km/h世界最高运营速度。
当人们在为中国高速列车的蓬勃发展而感到由衷的喜悦，为中国高速列车能走到世界前列而昂首挺胸时，有多少人能够想到，要想让速度这么快的一个大家伙从高速状态安全的停下来是多么不容易的一件事，这需要列车拥有相当强大的制动系统才能实现，因此，制动系统中的任何一个零件的要求都十分的严格，我本次选择的零件正是属于该系统。
Housing壳体，编号C95990/22，绰号“望远镜”，属于踏式刹车系统中的重要部件--Tread Break Unit,简称TBU系统。
本文主要注重于该零件的数控加工及工艺分析，根据零件图样及工艺要求，对零件数控加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制定数控加工工艺规程，来加工出合格的产品零件。
本文研究的主要内容从零件的工艺分析、毛坯的选择、机床的选择、装夹的安排、刀具的选择、切削用量的选择和数控加工流程进行详细的阐述。
零件毛坯的确定
（一）毛坯的选择分析
由于该零件是用于高速列车的制动系统，所以它对零件材料的性能也有所要求，包括强度、韧性、减震性、耐磨性、抗冲击能力等等，同时也要综合考虑到它的铸造性能、切削性能以及材料的供应是否充足，力求以最经济的手段在满足零件性能的要求下能最大限度的发挥材料的潜力。
该零件选择的材料是灰铸铁。这种材料具有优良的铸造性、减震性、耐磨性及较小的缺口敏感性，且切削性能良好，价格也比较经济，货源的充足也能满足该零件的批量加工。
（二）毛坯铸造的确定
铸造是现代机械制造业中令毛坯成型的主要方式之一，不同的铸造方式又会使毛坯材料的性能有所不同，因此，铸造的方式也有所考究。
该零件选择的是砂型铸造。砂型铸造的运用十分广泛，约占全球铸件的80%，它的优势在于对铸件的形状和尺寸的适应性很强、铸造成本低、材料来源广、生产工艺简单和生产周期短。
毛坯铸成时的尺寸应尽可能的接近零件的形状，这样可以减少切削工作量，提高材料的利用率，从而达到降低成本的目的。
（三）毛坯的外观检查
检查毛坯的外观并不是为了美观，而是怕由于铸造时产生的不良影响到产品最终的性能，从而缩短了零件的使用寿命。
不允许有裂缝
不允许有夹砂和夹渣
不允许有拼缝、针孔、缩孔
非加工区域砂、渣眼的直径≤3mm,深度≤3mm或不超过最小壁厚1/3，且每5平方厘米范围内不超过5个
零件的加工工艺分析
（一）图纸的分析
如图2-1所示，该图纸是运用的第一角画法，它是由一张主视图、一张俯视图和众多剖视图与局部视图组成。这张图纸对零件的内部结构更为侧重，详细的展现了该零件各个部位的尺寸及形位公差要求，如“鼻子”有一个0.05的圆柱度要求，正中心的孔是一个Φ50H7精孔，且“鼻子”的两个侧面对该孔中心所在轴线的对称度为2mm，左侧的“长镜筒”中有Φ36H7和Φ58H8精孔，右侧的“短镜筒”中有Φ78H8和Φ63N6精孔，主视图中4×M10、2×M5螺纹孔有Φ0.4的位置度要求等等。
图2-1 零件图样(该图来自克诺尔车辆设备有限公司)
图2-1 零件图样
（二）机床的选择
纵观这个零件的总体构造，我发现这个零件用立式加工中心很难完成加工，因为它各个部位几乎都有需要加工的地方，用立式加工中心不仅不方便装夹，在反复翻转装夹的过程中还会造成误差累积，影响到各个面上轮廓位置尺寸的协调，因此选择卧式加工中心--DMC 80H DUOBLOCK,这种机床性能相当优秀，独特刀具设计的交换方式及托盘转换器均为该机床的特性，两个回转工作台一里一外，且本身是可以360°旋转的。仅一次装夹就可对零件的多个加工面进行铣削、钻削、攻螺纹等一系列组合式的加工，特别是对那些孔与定位面或孔与孔之间相对位置精度要求较高的零件，更容易满足要求，与立式加工中心相比，卧式加工中心更适合加工箱体壳体类零件。同时也极大的减少了由装夹带来的时间亏损，提高了工作效率。
（三）加工方案的确定
在分析完该零件后，发现其无法实现一次加工到位，但由于机床性能的强大，只需要装夹两次就可以囊括所有的加工面，即让零件“站着”和让零件“躺着”。这时就需要确定，先加工什么，后加工什么。假设先让零件竖直放置，那么这时最好的定位方式为“一面两孔”定位，但由于这时没有加工面可以利用，各个毛坯的尺寸又不相同，两侧的台阶通孔又都是精孔，把夹具设计在外面又很容易造成加工中的干涉，所以该方案不可行。那么就可以选择把零件水平放置，这样就可以加工出竖直放置时所需要的“一面两孔”，该方案可行。
工序1：零件水平放置，加工“鼻子”的上表面、两侧台阶孔、底部螺纹孔
工序2：零件竖直放置，加工零件四周外形轮廓、型腔内部
铰刀加工余量
直径（mm）
＜8
8-10
10-20
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