检测治具块的数控加工工艺分析及仿真
目 录
引言 1
一、零件的图样分析 2
（一）零件的结构特点分析 2
（二）零件的技术要求分析 3
二、零件的工艺规程设计 3
（一）毛坯的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
（三）加工顺序的安排 4
（四）工艺路线的确定 4
三、设备及其工艺装备的确定 4
（一）加工机床的选择 4
（二）数控加工刀具的选择 5
四、工艺卡片 5
（一）工序清单 5
（二）数控加工工艺卡 5
五、数控加工程序的编制 6
（一）建立模型 6
（二）仿真加工 7
（三）后处理设置 11
（四）模拟加工 11
六、零件检测 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
附录 16
引言
随着时代变迁，机械加工逐渐由手动向着自动化发展，传统的制造业开始了根本性的变革。而数字化控制的加工技术在国内也不断完善和成熟。而数控技术由于大大提升了效率以及加工精度等众多优势脱颖而出，成为如今加工制造的主流。
本课题主要写的是一个用于特殊零件快速检测的检测治具块。该零件源自江苏凌特精密机械有限公司，使企业鼓励员工创新的一个案例，该零件完成后是作为检测治具使用的，因此加工精度要求较高，需要通过数控铣削加工来完成，所以，需要先后进行图纸分析，加工工艺分析，切削量分析，刀具选择分析等，然后对毛坯进行了加工并检测。零件具有一定的代表性，通过对该零件的研究，能为后续的数控加工工艺研究奠定理论基础，也能使本身设计的零 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
件的工艺性有所提升。
一、零件的图样分析
（一）零件的结构特点分析
如图1-1所示零件的零件图（完整图纸见附录），从图中我们可见，该零件的零件结构主要由一个圆拱凸台，一个螺纹孔，一个台阶孔，一个拱形凹槽和一个特殊形状凹槽组成，尤其是特殊形状凹槽的特征比较复杂；另外还有一个直径38圆孔和M10螺纹孔，以及一个R85的圆拱凸台，总体看来该零件具有一定的加工难度，零件作为治具，在企业的检测中，有一定的实用性，同时，对加工精度等要求也较高；该零件的外形形状较为怪异，在普通铣床上很难得以加工到理想的效果，所以需要在数字化控制铣床或者加工中心上来进行我们的加工，零件的程序则需要采用UG软件中的CAM部分进行自动的编程来得以实现。为了比较直观的反应问题，绘制3D模型如图1-2。
图1-1 零件二维图
图1-2 零件三维图
（二）零件的技术要求分析
从图1-1的零件二维三视图中，我们进行分析可以得知，该零件的几个形状特征尺寸具体精度要求有如下：
1．R50半圆槽
R50半圆槽尺寸精度要求未注，可按IT12进行控制，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
2．矩形槽
矩形槽尺寸120的精度等级为IT7级，尺寸26的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
3．开口槽
开口槽尺寸16的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
4．孔
孔M10-6H螺纹孔的精度为6H，Φ38的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求均为Ra1.6um。
此外，零件的上表面为基准A，R50半圆槽底面与该面的平行度要求为0.02。
二、零件的工艺规程设计
（一）毛坯的选择
因为该零件属于板类的零件，故其毛坯选择也为板材，毛坯的材料为45#，根据零件图的技术要求，综合零件的整体尺寸，我们设置的毛坯尺寸为165mm×125mm×40mm，并且无需热处理，没有特殊的硬度要求。
（二）装夹方式的选择
经过合理的分析，确定这个零件一共需要进行二次不同的装夹才能够完成该零件的全部加工。在第一，二次装夹时分别铣削了零件的上表面和下表面，此次装夹时以毛坯外轮廓定位，采用平口虎钳进行装夹；第一次装夹时加工零件的矩形外轮廓，凸台的轮廓、凹槽轮廓还有孔，此次装夹可以采用压板垫块组合夹具进行装夹；第二次装夹时铣削，此次装夹可以以加工好的外轮廓及顶面来进行定位。
（三）加工顺序的安排
确定该零件的加工顺序为：铣上表面→铣外轮廓→钻中间孔底孔Φ30mm→粗铣凸台轮廓、凹槽轮廓→精铣凸台轮廓、凹槽轮廓→精铣Φ38孔→精铣R85圆弧面及R30圆角→钻M10螺纹孔底孔Φ8.5→攻M10螺纹→铣下表面。
（四）工艺路线的确定
经过上面的分析，我对整个加工步骤进行了整理，最后确定了如下的加工顺序
工序1：备料，毛坯尺寸165mm×125mm×40mm。
工序2：铣上表面
工步1：铣上表面，见光。
工步2：铣外轮廓，前后边控制尺寸120；左右边，控制尺寸160。
工步3：钻中间孔底孔Φ30mm；
工步4：粗铣凸台轮廓、凹槽轮廓，留0.1余量；
工步5：精铣凸台轮廓、凹槽轮廓至尺寸；
工步6：精铣Φ38孔；
工步7：精铣R85圆弧面及R30圆角；
工步8：钻M10螺纹孔底孔Φ8.5；
工步9：攻M10螺纹；
工序3：铣底面，保证总厚。
工序4：检验。
三、设备及其工艺装备的确定
（一）加工机床的选择
经过对零件参数以及尺寸要求的综合分析，我选择了公司生产的HL-800系列两线轨一硬轨立式加工中心来进行该零件的加工，HL-800立式加工中心的主要技术参数如下：
系统配置： FANUC
工作台面积(mm)：460×950(500×1050)
行程(X-Y-Z)(mm)：800×500×550
主轴锥孔：BT40
主功率(KW)：7.5/11
主轴变速系统转速(rpm)：50-6000伺服
机床结构：罗翌主轴、全防护、xy轴为线轨、z轴为硬轨、电柜式空调
备注：冈田24T圆盘式刀库
机床重量(吨)：6
（二）数控加工刀具的选择
在加工过程中，刀具的选择也是非常的重要。这影响到加工效率产品质量等众多因素。因此我根据学校所学相关技能以及公司同事建议，对加工所需刀具进行整合。表3-1就是该零件加工所需要用到的所有刀具。
表3-1 数控加工刀具卡片
刀具名称
刀具规格
刀具材料
背吃刀量/mm
1
粗铣上表面
T01
0.5
6
钻M10螺纹孔底孔Φ8.5
引言 1
一、零件的图样分析 2
（一）零件的结构特点分析 2
（二）零件的技术要求分析 3
二、零件的工艺规程设计 3
（一）毛坯的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
（三）加工顺序的安排 4
（四）工艺路线的确定 4
三、设备及其工艺装备的确定 4
（一）加工机床的选择 4
（二）数控加工刀具的选择 5
四、工艺卡片 5
（一）工序清单 5
（二）数控加工工艺卡 5
五、数控加工程序的编制 6
（一）建立模型 6
（二）仿真加工 7
（三）后处理设置 11
（四）模拟加工 11
六、零件检测 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
附录 16
引言
随着时代变迁，机械加工逐渐由手动向着自动化发展，传统的制造业开始了根本性的变革。而数字化控制的加工技术在国内也不断完善和成熟。而数控技术由于大大提升了效率以及加工精度等众多优势脱颖而出，成为如今加工制造的主流。
本课题主要写的是一个用于特殊零件快速检测的检测治具块。该零件源自江苏凌特精密机械有限公司，使企业鼓励员工创新的一个案例，该零件完成后是作为检测治具使用的，因此加工精度要求较高，需要通过数控铣削加工来完成，所以，需要先后进行图纸分析，加工工艺分析，切削量分析，刀具选择分析等，然后对毛坯进行了加工并检测。零件具有一定的代表性，通过对该零件的研究，能为后续的数控加工工艺研究奠定理论基础，也能使本身设计的零 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
件的工艺性有所提升。
一、零件的图样分析
（一）零件的结构特点分析
如图1-1所示零件的零件图（完整图纸见附录），从图中我们可见，该零件的零件结构主要由一个圆拱凸台，一个螺纹孔，一个台阶孔，一个拱形凹槽和一个特殊形状凹槽组成，尤其是特殊形状凹槽的特征比较复杂；另外还有一个直径38圆孔和M10螺纹孔，以及一个R85的圆拱凸台，总体看来该零件具有一定的加工难度，零件作为治具，在企业的检测中，有一定的实用性，同时，对加工精度等要求也较高；该零件的外形形状较为怪异，在普通铣床上很难得以加工到理想的效果，所以需要在数字化控制铣床或者加工中心上来进行我们的加工，零件的程序则需要采用UG软件中的CAM部分进行自动的编程来得以实现。为了比较直观的反应问题，绘制3D模型如图1-2。
图1-1 零件二维图
图1-2 零件三维图
（二）零件的技术要求分析
从图1-1的零件二维三视图中，我们进行分析可以得知，该零件的几个形状特征尺寸具体精度要求有如下：
1．R50半圆槽
R50半圆槽尺寸精度要求未注，可按IT12进行控制，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
2．矩形槽
矩形槽尺寸120的精度等级为IT7级，尺寸26的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
3．开口槽
开口槽尺寸16的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
4．孔
孔M10-6H螺纹孔的精度为6H，Φ38的精度等级为IT7级，表面粗糙度要求均为Ra1.6um。
此外，零件的上表面为基准A，R50半圆槽底面与该面的平行度要求为0.02。
二、零件的工艺规程设计
（一）毛坯的选择
因为该零件属于板类的零件，故其毛坯选择也为板材，毛坯的材料为45#，根据零件图的技术要求，综合零件的整体尺寸，我们设置的毛坯尺寸为165mm×125mm×40mm，并且无需热处理，没有特殊的硬度要求。
（二）装夹方式的选择
经过合理的分析，确定这个零件一共需要进行二次不同的装夹才能够完成该零件的全部加工。在第一，二次装夹时分别铣削了零件的上表面和下表面，此次装夹时以毛坯外轮廓定位，采用平口虎钳进行装夹；第一次装夹时加工零件的矩形外轮廓，凸台的轮廓、凹槽轮廓还有孔，此次装夹可以采用压板垫块组合夹具进行装夹；第二次装夹时铣削，此次装夹可以以加工好的外轮廓及顶面来进行定位。
（三）加工顺序的安排
确定该零件的加工顺序为：铣上表面→铣外轮廓→钻中间孔底孔Φ30mm→粗铣凸台轮廓、凹槽轮廓→精铣凸台轮廓、凹槽轮廓→精铣Φ38孔→精铣R85圆弧面及R30圆角→钻M10螺纹孔底孔Φ8.5→攻M10螺纹→铣下表面。
（四）工艺路线的确定
经过上面的分析，我对整个加工步骤进行了整理，最后确定了如下的加工顺序
工序1：备料，毛坯尺寸165mm×125mm×40mm。
工序2：铣上表面
工步1：铣上表面，见光。
工步2：铣外轮廓，前后边控制尺寸120；左右边，控制尺寸160。
工步3：钻中间孔底孔Φ30mm；
工步4：粗铣凸台轮廓、凹槽轮廓，留0.1余量；
工步5：精铣凸台轮廓、凹槽轮廓至尺寸；
工步6：精铣Φ38孔；
工步7：精铣R85圆弧面及R30圆角；
工步8：钻M10螺纹孔底孔Φ8.5；
工步9：攻M10螺纹；
工序3：铣底面，保证总厚。
工序4：检验。
三、设备及其工艺装备的确定
（一）加工机床的选择
经过对零件参数以及尺寸要求的综合分析，我选择了公司生产的HL-800系列两线轨一硬轨立式加工中心来进行该零件的加工，HL-800立式加工中心的主要技术参数如下：
系统配置： FANUC
工作台面积(mm)：460×950(500×1050)
行程(X-Y-Z)(mm)：800×500×550
主轴锥孔：BT40
主功率(KW)：7.5/11
主轴变速系统转速(rpm)：50-6000伺服
机床结构：罗翌主轴、全防护、xy轴为线轨、z轴为硬轨、电柜式空调
备注：冈田24T圆盘式刀库
机床重量(吨)：6
（二）数控加工刀具的选择
在加工过程中，刀具的选择也是非常的重要。这影响到加工效率产品质量等众多因素。因此我根据学校所学相关技能以及公司同事建议，对加工所需刀具进行整合。表3-1就是该零件加工所需要用到的所有刀具。
表3-1 数控加工刀具卡片
刀具名称
刀具规格
刀具材料
背吃刀量/mm
1
粗铣上表面
T01
0.5
6
钻M10螺纹孔底孔Φ8.5
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