矩形凸台类多孔零件的加工工艺分析及仿真加工
目录
引言1
一、零件分析2
（一）零件图2
（二）结构分析2
（三）毛胚的选择2
二、确定加工工艺3
（一）设备的选择3
（二）刀具选择3
（三）夹具的选择4
（四）切削用量4
（五）加工工艺4
三、NX8.0建模与仿真加工5
（一）NX8.0建模5
（二）仿真加工6
（三）程序9
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
在学校学习了一年多的机床加工，而后前往苏州友成机工有限公司实习了半年，在这半年里丰富了我的专业知识，也增加了我的社会经验。
本文以矩形凸台类多孔零件进行研究分析，选择了一张图纸为例作为研究对象。对其零件结构分析，以及本人半年接触的刀具种类而确定了刀具的选择，因为此零件需要多次装夹，而本人在这方面经验不是非常充足，于是询问了一些公司的师傅，选择了夹具。此零件因为尺寸非常小，所以切削用量相对的也比较小，最后，完成加工工艺。
本文通过NX8.0来实现零件的建模、选用刀具、走刀与最后程序的自动生成，这确实是一款非常实用的软件。
一、零件分析
（一）零件图
图1-1 矩形凸台类零件图纸
（二）结构分析
该零件主要由长方体、凸台、孔等特征组成，其中的孔有通孔与螺纹孔，而通孔的精度要求很高，只有0.02的上下偏差，而且图纸中的通孔深度很深，这对道具要求也大大提高。从图纸中可以看出零件两边都有凸台，侧面有通孔，一次装夹并不能完成加工。需要多次装夹。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
r /> （三）毛胚的选择
由于公司保密性，图纸中并看不到所需材料，经过询问，材料为AISI 1040，通过查阅资料得知，1040为美国特种钢，也就是45号钢。
45号钢也叫油钢，市场现货多为热轧，冷轧规格在1.0-4.0MM之间。45号钢切削性能一般，背吃刀量不可过大。45号钢冷塑性一般，退火、正火比调质时略好，强度高切削加工性好，通过适当热处理能够获得较高的韧性、耐磨性和塑性，它的材料来源简单。
45号钢用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。本文中选用44x32x32的毛胚。
二、确定加工工艺
（一）设备的选择
数控机床多种多样，按照加工方式可以有以下的几种分类：
（1）金属切削类数控机床。
（2）金属成型类数控机床。
（3）数控特种加工机床。
（4）其它种类数控机床。
该零件需要钻孔、铰孔、精铣、粗铣、攻丝等。因此选用加工中心。
加工中心,简称CNC，它备有刀库，具有自动换刀功能。工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量的时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高的零件具有良好的经济效益。
加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心。
本文因为零件结构较为复杂，故加工设备选用立式加工中心。
（二）刀具选择
由于此零件较小，所以选用Φ20的面铣刀来加工，两侧凸台需要粗铣与精铣，选用Φ10和Φ5的铣刀，螺纹孔的加工选择Φ2的孔，加工好后用Φ2.2的丝锥来攻丝等。详细见表2-1。
表2-1 刀具表
刀具号
刀具名称
T01
Φ20面铣刀
T02
Φ8立铣刀
T03
Φ4立铣刀
T04
Φ3.2钻头
T05
45°倒角刀
T06
Φ2球头铣刀
T07
Φ2.3钻头
T08
Φ2.2丝锥
T09
Φ2钻头
（三）夹具的选择
该零件形状比较简单，用平常通用的平口钳即可，但零件需要多次装夹，为了保证零件的尺寸，要在装夹的时候垫上铜片，以免夹坏零件导致尺寸不良。
第一次装夹时加工底座，加工完底座加工侧面的通孔，加工好的底面垫上铜
片，最后加工凸台时平口钳夹住垫上铜片的底座，完成加工。这样装夹能更好地防止零件变形而导致尺寸不良。
（四）切削用量
常说的切削用量总的来说包括：切削深度、进给量和切削速度这三要素。此零件三要素分别有以下的选择：
1.切削深度（即背吃刀量）（ap）
切削深度除了留下要精加工的余量外，尽可能的一次走刀清除全部的余量，余量比较大时也可分成多次走刀。本文中的零件较小，因此切削深度不宜过大，防止产生变形，按照图纸的尺寸，粗加工时切削深度可设在2mm左右，而本文是通过NX8.0来实现零件的加工，于是本人为了保证精度，把粗加工切削深度设定在1mm，而精加工切削深度则是在0.1mm。
2.进给量（vf）
进给量可根据零件的材料、刀具的材料、刀杆的强度等等来决定。而本文中的零件经过查阅相关书籍最后确定了其粗车进给量为0.2mm/r，精车进给量则为0.05mm/r。
3.切削速度（vc）
因为切削速度可以根据切削深度与进给量来决定，在实际生产中也可通过查
表等方式来决定切削速度。通常的，粗加工时切削速度相对较大，精加工时切削速度相对较小，还要注意加工的材料，本文零件所选用的材料是45号钢，根据查表以及师傅的建议，本人最后选择220m/min和260m/min作为粗精加工时的切削速度。
（五）加工工艺
本人通过一系列的分析，参照工艺路线以及根据其他的参数制作了如下的工艺卡片：
表2-2 工艺卡片
220
T02
Φ8立铣刀
精铣底座轮廓
0.1
0.1
2000
Φ8立铣刀
粗铣凸台轮廓
1
0.2
1500
220
T02
Φ8立铣刀
精铣凸台轮廓
0.1
0.1
2000
260
参考文献
引言1
一、零件分析2
（一）零件图2
（二）结构分析2
（三）毛胚的选择2
二、确定加工工艺3
（一）设备的选择3
（二）刀具选择3
（三）夹具的选择4
（四）切削用量4
（五）加工工艺4
三、NX8.0建模与仿真加工5
（一）NX8.0建模5
（二）仿真加工6
（三）程序9
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
在学校学习了一年多的机床加工，而后前往苏州友成机工有限公司实习了半年，在这半年里丰富了我的专业知识，也增加了我的社会经验。
本文以矩形凸台类多孔零件进行研究分析，选择了一张图纸为例作为研究对象。对其零件结构分析，以及本人半年接触的刀具种类而确定了刀具的选择，因为此零件需要多次装夹，而本人在这方面经验不是非常充足，于是询问了一些公司的师傅，选择了夹具。此零件因为尺寸非常小，所以切削用量相对的也比较小，最后，完成加工工艺。
本文通过NX8.0来实现零件的建模、选用刀具、走刀与最后程序的自动生成，这确实是一款非常实用的软件。
一、零件分析
（一）零件图
图1-1 矩形凸台类零件图纸
（二）结构分析
该零件主要由长方体、凸台、孔等特征组成，其中的孔有通孔与螺纹孔，而通孔的精度要求很高，只有0.02的上下偏差，而且图纸中的通孔深度很深，这对道具要求也大大提高。从图纸中可以看出零件两边都有凸台，侧面有通孔，一次装夹并不能完成加工。需要多次装夹。
r /> （三）毛胚的选择
由于公司保密性，图纸中并看不到所需材料，经过询问，材料为AISI 1040，通过查阅资料得知，1040为美国特种钢，也就是45号钢。
45号钢也叫油钢，市场现货多为热轧，冷轧规格在1.0-4.0MM之间。45号钢切削性能一般，背吃刀量不可过大。45号钢冷塑性一般，退火、正火比调质时略好，强度高切削加工性好，通过适当热处理能够获得较高的韧性、耐磨性和塑性，它的材料来源简单。
45号钢用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。本文中选用44x32x32的毛胚。
二、确定加工工艺
（一）设备的选择
数控机床多种多样，按照加工方式可以有以下的几种分类：
（1）金属切削类数控机床。
（2）金属成型类数控机床。
（3）数控特种加工机床。
（4）其它种类数控机床。
该零件需要钻孔、铰孔、精铣、粗铣、攻丝等。因此选用加工中心。
加工中心,简称CNC，它备有刀库，具有自动换刀功能。工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量的时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高的零件具有良好的经济效益。
加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心。
本文因为零件结构较为复杂，故加工设备选用立式加工中心。
（二）刀具选择
由于此零件较小，所以选用Φ20的面铣刀来加工，两侧凸台需要粗铣与精铣，选用Φ10和Φ5的铣刀，螺纹孔的加工选择Φ2的孔，加工好后用Φ2.2的丝锥来攻丝等。详细见表2-1。
表2-1 刀具表
刀具号
刀具名称
T01
Φ20面铣刀
T02
Φ8立铣刀
T03
Φ4立铣刀
T04
Φ3.2钻头
T05
45°倒角刀
T06
Φ2球头铣刀
T07
Φ2.3钻头
T08
Φ2.2丝锥
T09
Φ2钻头
（三）夹具的选择
该零件形状比较简单，用平常通用的平口钳即可，但零件需要多次装夹，为了保证零件的尺寸，要在装夹的时候垫上铜片，以免夹坏零件导致尺寸不良。
第一次装夹时加工底座，加工完底座加工侧面的通孔，加工好的底面垫上铜
片，最后加工凸台时平口钳夹住垫上铜片的底座，完成加工。这样装夹能更好地防止零件变形而导致尺寸不良。
（四）切削用量
常说的切削用量总的来说包括：切削深度、进给量和切削速度这三要素。此零件三要素分别有以下的选择：
1.切削深度（即背吃刀量）（ap）
切削深度除了留下要精加工的余量外，尽可能的一次走刀清除全部的余量，余量比较大时也可分成多次走刀。本文中的零件较小，因此切削深度不宜过大，防止产生变形，按照图纸的尺寸，粗加工时切削深度可设在2mm左右，而本文是通过NX8.0来实现零件的加工，于是本人为了保证精度，把粗加工切削深度设定在1mm，而精加工切削深度则是在0.1mm。
2.进给量（vf）
进给量可根据零件的材料、刀具的材料、刀杆的强度等等来决定。而本文中的零件经过查阅相关书籍最后确定了其粗车进给量为0.2mm/r，精车进给量则为0.05mm/r。
3.切削速度（vc）
因为切削速度可以根据切削深度与进给量来决定，在实际生产中也可通过查
表等方式来决定切削速度。通常的，粗加工时切削速度相对较大，精加工时切削速度相对较小，还要注意加工的材料，本文零件所选用的材料是45号钢，根据查表以及师傅的建议，本人最后选择220m/min和260m/min作为粗精加工时的切削速度。
（五）加工工艺
本人通过一系列的分析，参照工艺路线以及根据其他的参数制作了如下的工艺卡片：
表2-2 工艺卡片
220
T02
Φ8立铣刀
精铣底座轮廓
0.1
0.1
2000
Φ8立铣刀
粗铣凸台轮廓
1
0.2
1500
220
T02
Φ8立铣刀
精铣凸台轮廓
0.1
0.1
2000
260
参考文献
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