自行车脚踏板数控加工工艺分析及仿真模拟加工
日期 2019.4.19 本文主要分析自行车脚踏板的加工工艺和零件的仿真模拟加工，并通过Mastercam绘图软件画出模拟的3D图形，最后导出模拟加工的程序。期间通过选择合理的机床刀具和夹具，最终完成零件（自行车脚踏板）的模拟加工。
引言 3
一、自行车脚踏板的工艺分析 4
（一）自行车脚踏板零件的图纸分析 4
（二）自行车脚踏板零件机械加工基面的选择 4
（三）自行车脚踏板零件加工工艺流程 5
二、零件的机械加工工艺分析 5
（一）机床的选择 5
（二）零件装夹方案的制定 6
（三）刀具的选择 6
（四）自行车脚踏板零件切削用量的选定 6
三、自行车脚踏板的数控加工工艺卡片的制定 7
（一）自行车脚踏板的工艺卡 7
（二）自行车脚踏板的工序卡 7
四、自行车脚踏板零件的仿真加工 11
（一）自行车脚踏板零件的仿真加工 11
（二）软件编程 12
（三）软件仿真 16
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附件一 21
引言
本人在苏州迅优精密制造有限公司顶岗实习，实习的部门是生产工程部。本文的选择是根据我在生产部接触的众多零件中选择的一款难度比较适中的零件，这个零件的机械加工可把我在学校中所学的理论知识和实践操作技能充分体现出来，在本文中我将对该零件进行分析其机械加工流程、选择机床及刀具夹具，由于本人为进行零件实际加工的程序编制，因而对其加工进行数字仿真，最终应用仿真软件完成仿真加工。
一、自行车脚踏板的工艺分析
（一）自行车脚踏板零件的图纸分析
1.自行车脚踏板结构分析
自行车脚踏板的零件图如下图1.1所示，脚踏板零件的总体尺寸为长105、宽102、厚18，厚度较薄。零件的结构对称又相对较复杂，该零件表面由脚踏板外轮廓、孔、凹槽等组成，内部是由较多圆角组成复杂异型槽，边缘有10个φ3的小孔，1个φ9横向孔。零件总体尺寸精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
度较低，最高精度为IT6，表面粗糙度要求也不高。
图1.1 脚踏板零件图
2.零件的精度要求
根据零件图显示，脚踏板零件的配合表面的尺寸精度等级不高，表面粗糙度要求也不高。根据结构和尺寸特点，零件只需要利用铣加工方式即可满足加工要求。
3.零件的毛坯
零件的毛坯是经过热处理的方体铝件，毛坯料的尺寸为110×110×25mm。
（二）自行车脚踏板零件机械加工基面的选择
生产成本或者是劳动力的产量都和加工工艺是否合理有着密切关系。在准备过程中必须科学化，合理安排的完整规程。在正确选择定位参考之后，在所提出的过程路线中要解决的主要问题是选择处理加工的方法，确定好加工顺序的安排，并划分好序号来。
基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基准面的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，在加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的成批报废，使生产无法正常进行。
1.粗基准的选择
粗基准就选择脚踏板毛坯相对较多的位置，相对于零件而已应尽可能的选择应尽可能选择平整、光洁、上表面的因此，粗基准选择毛坯的平面即可。根据脚踏板的加工，孔的加工的要求，定位基准选择上下面。面积足够大、平整，装夹时使定位准确、夹紧可靠作为粗基准面来参考。选择应以加工表面为粗基准。上表面是重要的加工面，选择这个面作为粗基准，能保证上表面与底面的相互位置精度，如两个面间的平行度，这样选择，只要设备精度足够，就很容易保证。
2.精基准的选择
精基准的选择一般是在粗加工后的那个比较优良的表面来作为脚踏板的基准面，在第一个过程中，脚踏板产品图的表面（就是现在的毛坯表面）是作为粗基准参考的重要选择。并在为在处理其他表面下一个过程的铺垫，我们可以把加工余量剩下的一般都是比较完整均匀的，位置尺寸大小容易保证。在第二过程中，基于在第一过程中处理的表面加工为基准参考表面加工。
（三）自行车脚踏板零件加工工艺流程
零件毛坯规格是110×110×25mm，因此零件加工包含加工表面、加工脚踏板异形曲面及钻孔等。?
该自行车脚踏板铣削零件加工流程为：
1:铝件下料110×110×25mm；
2:加工脚踏板上表面（z方向留21）；
3:加工脚踏板上半部分凹槽；
4:加工脚踏板外轮廓；
5:加工脚踏板孔（钻十个直径为3mm的孔）；
6:加工脚踏板下表面（以3mm的孔定位)；
7.加工脚踏板上半部分凹槽；
8:钻?9的孔；
9:去除全部毛刺。
二、零件的机械加工工艺分析
（一）机床的选择
本自行车脚踏板零件只须要铣削加工，所以加工的机床选用VDF850A加工中心，如图2.1所示。
图2.1 VDF850A加工中心
（二）零件装夹方案的制定
1.零件装夹方案分析
所谓的机床夹具是机床上使用的辅助装置。用来确定脚踏板的和立铣刀的相对位置，即定位和夹紧工件，以完成加工所需的相对运动。因此，夹具是用于固定定位和夹紧工件的装备。
通过零件图结构分析可知，首先零件的毛坯是方体结构，在上表面、凹槽、外轮廓的加工过程中普通或精密平口钳即可满足在加工过程中零件装夹和定位的准确，因此，零件切削过程中采用平口钳对零件进行装夹和定位。其次在下表面及凹槽的铣削、侧面孔的钻削，采用平口钳装夹结合定位销来满足零件的夹紧和定位。本零件加工所用的平口钳如图3.1所示。
2.夹具图
这是通用平口钳，用于铣削加工中对该自行车脚踏板零件的加工定位。
图2.2 平口钳
引言 3
一、自行车脚踏板的工艺分析 4
（一）自行车脚踏板零件的图纸分析 4
（二）自行车脚踏板零件机械加工基面的选择 4
（三）自行车脚踏板零件加工工艺流程 5
二、零件的机械加工工艺分析 5
（一）机床的选择 5
（二）零件装夹方案的制定 6
（三）刀具的选择 6
（四）自行车脚踏板零件切削用量的选定 6
三、自行车脚踏板的数控加工工艺卡片的制定 7
（一）自行车脚踏板的工艺卡 7
（二）自行车脚踏板的工序卡 7
四、自行车脚踏板零件的仿真加工 11
（一）自行车脚踏板零件的仿真加工 11
（二）软件编程 12
（三）软件仿真 16
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附件一 21
引言
本人在苏州迅优精密制造有限公司顶岗实习，实习的部门是生产工程部。本文的选择是根据我在生产部接触的众多零件中选择的一款难度比较适中的零件，这个零件的机械加工可把我在学校中所学的理论知识和实践操作技能充分体现出来，在本文中我将对该零件进行分析其机械加工流程、选择机床及刀具夹具，由于本人为进行零件实际加工的程序编制，因而对其加工进行数字仿真，最终应用仿真软件完成仿真加工。
一、自行车脚踏板的工艺分析
（一）自行车脚踏板零件的图纸分析
1.自行车脚踏板结构分析
自行车脚踏板的零件图如下图1.1所示，脚踏板零件的总体尺寸为长105、宽102、厚18，厚度较薄。零件的结构对称又相对较复杂，该零件表面由脚踏板外轮廓、孔、凹槽等组成，内部是由较多圆角组成复杂异型槽，边缘有10个φ3的小孔，1个φ9横向孔。零件总体尺寸精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
度较低，最高精度为IT6，表面粗糙度要求也不高。
图1.1 脚踏板零件图
2.零件的精度要求
根据零件图显示，脚踏板零件的配合表面的尺寸精度等级不高，表面粗糙度要求也不高。根据结构和尺寸特点，零件只需要利用铣加工方式即可满足加工要求。
3.零件的毛坯
零件的毛坯是经过热处理的方体铝件，毛坯料的尺寸为110×110×25mm。
（二）自行车脚踏板零件机械加工基面的选择
生产成本或者是劳动力的产量都和加工工艺是否合理有着密切关系。在准备过程中必须科学化，合理安排的完整规程。在正确选择定位参考之后，在所提出的过程路线中要解决的主要问题是选择处理加工的方法，确定好加工顺序的安排，并划分好序号来。
基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基准面的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，在加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的成批报废，使生产无法正常进行。
1.粗基准的选择
粗基准就选择脚踏板毛坯相对较多的位置，相对于零件而已应尽可能的选择应尽可能选择平整、光洁、上表面的因此，粗基准选择毛坯的平面即可。根据脚踏板的加工，孔的加工的要求，定位基准选择上下面。面积足够大、平整，装夹时使定位准确、夹紧可靠作为粗基准面来参考。选择应以加工表面为粗基准。上表面是重要的加工面，选择这个面作为粗基准，能保证上表面与底面的相互位置精度，如两个面间的平行度，这样选择，只要设备精度足够，就很容易保证。
2.精基准的选择
精基准的选择一般是在粗加工后的那个比较优良的表面来作为脚踏板的基准面，在第一个过程中，脚踏板产品图的表面（就是现在的毛坯表面）是作为粗基准参考的重要选择。并在为在处理其他表面下一个过程的铺垫，我们可以把加工余量剩下的一般都是比较完整均匀的，位置尺寸大小容易保证。在第二过程中，基于在第一过程中处理的表面加工为基准参考表面加工。
（三）自行车脚踏板零件加工工艺流程
零件毛坯规格是110×110×25mm，因此零件加工包含加工表面、加工脚踏板异形曲面及钻孔等。?
该自行车脚踏板铣削零件加工流程为：
1:铝件下料110×110×25mm；
2:加工脚踏板上表面（z方向留21）；
3:加工脚踏板上半部分凹槽；
4:加工脚踏板外轮廓；
5:加工脚踏板孔（钻十个直径为3mm的孔）；
6:加工脚踏板下表面（以3mm的孔定位)；
7.加工脚踏板上半部分凹槽；
8:钻?9的孔；
9:去除全部毛刺。
二、零件的机械加工工艺分析
（一）机床的选择
本自行车脚踏板零件只须要铣削加工，所以加工的机床选用VDF850A加工中心，如图2.1所示。
图2.1 VDF850A加工中心
（二）零件装夹方案的制定
1.零件装夹方案分析
所谓的机床夹具是机床上使用的辅助装置。用来确定脚踏板的和立铣刀的相对位置，即定位和夹紧工件，以完成加工所需的相对运动。因此，夹具是用于固定定位和夹紧工件的装备。
通过零件图结构分析可知，首先零件的毛坯是方体结构，在上表面、凹槽、外轮廓的加工过程中普通或精密平口钳即可满足在加工过程中零件装夹和定位的准确，因此，零件切削过程中采用平口钳对零件进行装夹和定位。其次在下表面及凹槽的铣削、侧面孔的钻削，采用平口钳装夹结合定位销来满足零件的夹紧和定位。本零件加工所用的平口钳如图3.1所示。
2.夹具图
这是通用平口钳，用于铣削加工中对该自行车脚踏板零件的加工定位。
图2.2 平口钳
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