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1、中北大学毕 业 设 计箱体类零件三维造型及数控加工程序设计作 者： 宋 金 旺 学院（系）： 中北大学继续教育学院 专 业： 机电一体化 目 录1 绪论11.1 背景简介1 1.2 目的意义21.3 CATIA软件介绍21.4 研究内容及工作流程32 传统箱体工艺特点的分析52.1 零件的作用52.1 零件工艺分析52.3 加工定位基准的选择与确定62.4 加工工序路线的选择与确定72.5 孔系的加工83 数控加工工艺的特点分析93.1 数控加工的特点93.2 数控加工工艺加工阶段的划分103.3 工序划分的原则113.4 工序划分的方法123.5 粗基准的选择133.6 精基准的选择143.
2、7 切削用量的选取一般步骤154 工序安排165 软件操作175.1 三维建模175.2 数控加工22总结39致谢40参考文献41中北大学继续教育学院2012届毕业论文1 绪论1.1 背景简介数控机床是非常高效的自动化加工的设备，它是集成了机、电、液、气、光等高度一体化的产品，它严格的按照编写的加工程序，自动的完成工件加工。在我国，数控机床的推广使用已经将近有二十年的历史，而目前的主要情况却是，数控机床主要还是集中在单机使用上。现代数控机床作为机电一体化的典型产品，是最新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术集合。数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制数控加工程序，并输入数控系统，以
3、数字与符号构成的信息控制机床，实质自动转动的方法，也就是控制数控机床中刀具与工件的的相对运动，从而完成零件的方法。近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，高自动化、高精度、高效率的数控机械已经代替了传统机械。目前，外国机械设备的数控化率已达到85以上，但我国的机械设备的数控化率却难以达到20%，随着我围机械制造行业新技术的革新与应用，我国这个世界制造业加工中心地位已逐渐形成，数控机床的使用、维修、维护人次在各城市都非常紧缺，再结合数控加工人员从业面非常广的困素，数控人员可在现代制造业的模具、中小制造业五金行业、钟表业、从事相应公司企业的
4、电脑绘图、数控编程设计、模具设计与制造、加工中心操作、电火花及线切割工作，所以目前我国现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备不足，在人才市场上，企业要寻觅比较合适满意的人才显得比较困难，以至于数控编程、CAD/CAM工程师、导致模具设计、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。随着产品结构的凋整、产业布局，就业结构也即将发生变化。企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加。而借助国外的发展经验来看，产品结构调整时期，当进入产业和局，与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高素质的职业人才，成为迫切要求。在模具行业，掌握数控技术与加工过程中的高低
5、已经成为企业是价有竞争力的象征，数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造系统的制造，CAD/CAM技术在工业发达国家应经得到了广泛的应用，近年来在我国的应用也越来越普及，也成为实现制造业技术进步的一种必然趋势。箱体类零件是现代化工业中最常见的一种零件，研究其数控加工，对零件的精度，效率，经济等多方面都有重大的影响。1.2 目的意义数控机床作为一种高精度、柔性、灵活的生产工具，想要发挥其优辨和特点，就须要获得数控程序的有力支持，而数控机床则是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的方法。这种技术凭借高精度、高柔性化、高效率、商自动化的特性已成为制造业生存、发展的关键技术之一。数控技术
6、的应用给机械制造业带来了产品结构、产业结构、制造方式及管理模式等并方面的深刻变化，是国民经济发展的原动力。数控技术是数控机床的核心技术，机械自动化的基础，其水平的高低知己影响着国家战略地位和综合实力水平，数控技术随着信息技术、微电了技术、自动化技术和自动检测技术等各种先进科学技术的发展而发展，CADCAM技术已经显示出非常容易在计算机上构造零件的三维模型、模型修改、配合检查和实现模型信息的共享。数控加工以其高精度、高柔性、高效率的特点得到广泛应用，在加工一些复杂曲面，或者工序集中和普通机床无法加工的零件时，具有难以替代的地位。本课题拟利用CATIA软件来实现变速箱箱体的三维建模与数控加工。1.
7、3 CATIA软件介绍CATIA是法田Dassault System公司于1975年起开始发展的的CAD/CAE/CAM 一体化软件，它的内容涵盖了产品从概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟仿真、工程图的生产到及工程产品的全过程。CATIA居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、汽车制造、造船、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域。CATIA提供方便的解决方案，迎合各个工业领域的各类企业的需要。达到大型的波音747飞机、火箭发动机，小到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。CATIA源于航空航天业，是业界无可争议
8、的领袖，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA的著名用户包括波音、克菜斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。Boeing飞机公司在Boeing 777项目中，应用CATIA设计了除发动机以外的100%的机械零件。并将包括发动机在内的100%的零件进行了预装配。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA在CAD/CAE/CAM行业内的领先地位。CATIA不但包含设计功能，还有制造功能。DassaultSystem产品的强大功能使其应用于产品设计与制造的广泛领域。1.4研究内容及工作流程研究内
9、容：在分析已有的传统工艺基础上，运用现代制造的方法及理论，基于CATIA的CAD，CAM技术，对变速箱箱体制造（加工路径选择、工序排定、刀具选用、切削用量选取、后处理程序等）进行新的分析和研究，用特征化参数法实现零件的三维实体造型和数挖加工并完成NC程序的输出。工作流程： 1了解箱体结构的设计方法2学习CATIA软件的基本功能，并能对任意一常见零件的三视图，建造其三维模型 3掌握箱体零件加工工艺过程，仔细分析变速箱箱体的工艺过程 4比较传统加工与数控加工过程的工艺，并在传统加工的工艺基础上完成数控加工，其数控加工过程如图1.1所示： 5输出NC程序创建另建模型加工工艺性分析设置加工参数设置加工
10、参数生成刀具路径检验刀具路径 生成数控程序 不符合要求 加工仿真 符合要求设置几何参数设置刀具参数设置进给参数设置刀具路径 设置进刀 驱动机床图表1-12 传统箱体工艺特点的分析2.1零件的作用箱体类零件是各种机器的基础零件，它将机器和零件内部的轴、套、齿轮等有关零件连接起来成整体，并且使之保持正确的相对位置，以传递扭矩和改变转速来完成规定的运动，以便他们能正确、协调统一的工作。因此，箱体的加工质量将直接影响整台机器的使用性能、精度和寿命。变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，并且必须保证各轴之间的中心距和平行度，保证变速箱部位与发动机相对位置的正确安装。因此其加工质量尤为重要，不但间接影响变速
11、箱的运动精度和装配精度，而且还会影响其工作精度、使用性能和寿命。而变速箱主要是实现变速已达到其要求。2.2零件工艺分析箱体类零件的加工特点，零件的精度要求较高（尤其是主要孔的尺寸精度，位置精度），加工部位多，加工工序多，工艺路线长等特点。变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。前后，左右各表面均有一个支撑孔，因此将其分为两类加工，其结果如下： 1一顶面为主要表面的加工面，顶面的铣削加工，粗糙度6.3两个精度为0.4的定44mm位销孔，4个M6-7H螺孔。2 以32H7mm，55H7mm45H7mm，55H7mm为支撑孔的加工面，主要加工面有32H7mm，55H7mm，
12、45H7mm，55H7mm内孔面，其粗糙度要求1.6和端面，其粗糙度要求为3.2以及其端面上的螺孔，l 1个M6-7H的螺孔， 1个M8-7H的螺孔，1个M24-7H的螺纹孔，4个9mm的孔以及左侧端面的两 个凹槽。在加工过程中，支撑孔的精度要求尤为重要，除孔自身的尺寸、形状、位置精度外，同轴孔系的同轴度，平面孔系的平行度，孔与面垂直度均要严格的要求。2.3加工定位基准的选择与确定大部分箱体好的孔系设计基准都是箱体的主要装配面及某一外形面。加工中，以这一平面作为定位基准，方便实现基准重合原则，安装定位误差较小，容易保证各零件的各类精度要求。1.“基准重合”与“基准统一”原则。当箱体的孔系较为复
13、杂时，很难在一道工序上全部加工，这几必须选择并确定一个加工标准，使各道工序采用这道基准，这就是箱体的“基准重合”与“基准统一”原则。当箱体加工多次使用同一定位基准时，改定为基准采用完全定位，即六点定位方式，生产中常用“一面两孔”，的定位块方法，并尽量满足基准重合原则。2粗基准与精基准分开。箱体毛坯大多数为铸造，其加工余最大，精度低，。在开始时需要选择一个粗加工基准，并以这个加工出精基准。在单件、小批量零件生产中，由于毛坯铸造精度差，多采用划线法安装，以划线作为粗基准找正工件，这样虽能满足定位平面的加工要求，但对人工要求较高，生产率低。在大批量生产中，毛坯质量较好，主要采用轴承铸孔作为主要粗基准
14、(限制四个自由度)距次要轴承铸造孔（或选另一适当的平面）限制一个转动自由度的定位方法。所以以轴承铸造孔为粗基准，既能保证各轴承扎的足够加工余量，又能保证定位平面与内腔垂直的要求。 常用精基准一般有两种选择：“一面两孔”，“三基面定位”， “一面两孔”相比较有以下特点： 1)定位可靠。“一面两孔”定位很简单可靠地消除了工件的6个自由度。若以“三基面定位”往往因限制两个自由度的定位侧面和限制一个自由度的定位端面，不能很好的与定位元件接触，从而影响定位精度。 2)可同时加工的面多。“一面两孔”定位中占用箱体的一个定位平面，再一次装夹中，其余的面都可同时加工，便于工序集中，有利于保证各加工面的位置精度
15、。3)易于实现基准统一，从而大大减少夹具设计和制造的工作量。4)易于实现自动化。有“一面两孔”定位加紧结构简单，定位可靠，装夹方 便，从而为实现自动化提供了条件。采用“一面两孔”定位时，定位平面最好选择箱体零件的设计基准，以减少定位误差。若作为定位平面的安装面积太小，应增设工艺凸台，以保证装夹可靠。本文选择“一面两孔”的定位方式。 3充分利用工艺基准。有些平面并不能采用一面两孔的方式，在加工中可以考虑预先设置一个定位基准，即工艺基准。实际上箱体的定位基准的选择是十分灵活的，没有唯一的确定方式，关键是应根据某一箱体的特点，选择一切实可行，方便可靠，符合实际的定位方案。2.4加工工序路线的选择与确
16、定1粗加工，精加工分阶段进行。因为粗加工去除大量的余量，必然会产生较大的切削力和切削热，同时需要较大的夹紧力，粗加工后，零件的内力会重新分配。2加工顺序的安排。其主要顺序为先面后孔原则和先主后次原则。因为箱体类零件空的要求较高，加工难度大，所以先以孔为粗基准加工平面，然后再以平面为精基准加工孔，这样既能为孔的加工提供稳定可靠的粗基准，同时也可使孔的加工余量较为均匀。先加工面后加工孔时，钻头不易引起跑偏，扩孔铰孔时，不易引起崩刃。加工面或孔系时，应贯彻先主后次原则，即选择主要加工面或主要孔。这足因为加工其他表面或孔时，以先加工好的主要平面或孔作为精基准，装夹可靠，调整个表面的加工余量较方便，有利
17、于跳高各平面的加工精度：同时由于主要平面或主要孔精度要求高，精度要求难度大，先加工时容易出现废品，不至于浪费其他表面的加工工时。3工序间安排合理的时效处理。普通精度的箱体零件，为了消除铸件毛坯内应力，减少加工后变形和保证精度的稳定，在铸造后安排一次人工时效处理。对一些精度要求高的零件，在粗加工，精加工间安排时效处理。2.5孔系的加工变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。箱体零件上各轴承孔之间，轴承孔与面之间，都具有一定的位置要求，工艺上将这些孔成
18、为“孔系”，孔系加工是箱体零件加工中最关键的工序，根据生产规模，生产条件，及加工条件和加工要求的不同，可采用不同的加工方法。 1对于平行孔系的加工方法如下： 1)用镗模法镗孔。在大批量生产中，汽车变速箱箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大，成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加
19、工精度也受到一定限制。 2）用坐标法镗孔。在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔，用坐标法镗孔，需要将箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 2同轴孔系的加工 同轴孔系的加工主要位置精度就是同轴度，保证其同轴度方法如下： 1)尽可能一次装夹加工。就是尽可能安装把同轴孔系的空同时加工或依次加工完毕，这样可以避免多次安装产生
20、的安装误差。当采用一根镗杆镗削几层轴向的同时，孔的同轴度可控制在15-20um以内，这种加工方法叫“穿镗法”，具体方案有悬伸镗孔、用导向支撑镗套、穿长镗杆支撑镗孔等。若采用两根镗杆分别同时从两端加工，孔的同轴度可控制在30-50um以内。加工出的孔系，其同轴度取决于机床设备的精度，工件加工余量的大小和均匀性。 2)多次安装加工时，提高重复定位加工精度。3交叉孔系的加工。一般较为高等的机床都有对准装置。3 数控加工工艺的特点分析3.1数控加工的特点数控加工工艺与普通加工工艺基本相同，在设计零件的数控加工工艺时，首先要遵循普通加工工艺基本原则与方法，同时还要来考虑数控加工本身的特点与零件编程要求，
21、数控基本特点如下： l数控加工工艺远比普通机械加工工艺复杂 数控加工工艺不但要考虑零件的加工工艺性，还要选择加工零件的定位基准与装夹式，也要制定工艺路线、选择切削方法、选择合适刀具，及工艺参数等，而这些因素在传统工艺中部能简化处理。所以数控加工工艺和普通加工工艺相比要复杂得多，影响因素也更加的多，因此很有必要对数控编程的全过程先要进行综合分析，然后合理安排，最后整体完善，相同的数控加工任务，可以允许有多个数控加工工艺方案，既可以选择以加工部位作为主导来安排工艺，也可以选择以加工刀具为主导来安排工艺。数控加工工艺的多样化是数控加工工艺的特色，这也是与传统加工工艺相比的显著区别。 2数控加工工艺设
22、计要有严密的条理性 数控加工的自动化程度相对而言比较高，也就是说，数控加工的自适应能力就相对较差。而数控加工的影响因素多，复杂，需要对数控加工的全过程进行思考，数控工艺设计就必须具很有条理性，也就是说，数控加工工艺的设计过程必须周密、严谨，没有错误。 3采用多坐标联动自动控制加工复杂表里面 对于复杂的表面或者特殊要求的表面，数控加工与普通加工有着根本不同的方法，尤其对于曲线和曲面的加工，数控机床采用多轴联动，其加工质最和加工效率是无法比拟的。 4采用先进的工艺装备 数控加工中广泛的采用先进的数控刀具、组合夹具等多种工艺装备是为了满足数控加工中高质量、高柔性、高效率的要求。 5工序集中由于现代数
23、控机床有多种特点，例如精度高、刚性人、切削参数范围广、刀库容最大及多坐标、多工位等特点。所以一次装夹可以完成多个表面的多种加工，更甚者而言可以再工作台上装夹多个相同或相似的工件进行加工近而减少了加工设备、缩短工艺路线和生产周期、工装工件的运输工作量。3.2数控加工工艺加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，一道工序并不能满足要求，所以通常通过集中甚至更多工序逐步达到所需求的加工质量。通常按工序性质的不同分为：粗加工、半精加工、精加工、光整加工，这样是为了为保证加工质量和合理的使用设备、人力、物力，零件的加工过程。 1粗加工阶段主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高其生产效率。
24、2半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。 3精加工阶段保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。 4光整加工阶段对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形状精度和位置精度。常用的加工方法有金刚车（镗）、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。 划分加工阶段的原因： 1.保证加工质量。 粗加工时，由于加工余量大，所受的切削力、夹紧力也大，将引起较大的变形，如果不划分阶段连续进行粗精加工，上述变形来不及恢复，将影响加工精度。所以，需要划分加工阶段，使粗加工产生的误差和变形
25、，通过半精加工和精加工予以纠正，并逐步提高零件的精度和表面质量。 2.合理使用设备。 粗加工要求采用刚性好、效率高而精度较低的机废，精加工则要求机废精度高。划分加工阶段后，可避免以精干粗，可以充分发挥机废的性能，延长使用寿命。 3便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好。 粗加工后，一般要安排去应力的时效处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。 4有利于及早发现毛坯的缺陷（如铸件的砂眼气孔等）。 粗加工时去除了加工表面的大部分余量，若发现了毛坯缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。 应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，必须根据工件的加工精
26、度要求和工件的刚性来决定。一般说来，工件精度要求越高、刚性越差，划分阶段应越细；当工件批量小、度要求不太高、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段：重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工为了弥补不分阶段废来的弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小的夹紧力重新夹紧，冉继续进行精加工工步。3.3工序划分的原则通过采用两种不同原则来采用工序的划分，即工序集中原则和工序分散原则。1工序集中原则。 工序集中原则是指在每道工序中，尽可能多包括尽可能多的加工内容，为了使工序的总数减少。工序集中原则的优点很多，例如：减少工序数目，缩短工序路线，简化生产计划和生产组织工作：减少工件装夹次数，
27、不仅保证了各加工表面间的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时问；有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率；减少机床数量、操作工人数和占地面积。但专用设备和工艺装备也有其缺点，如：调整维修比较麻烦、投资大、生产准备周期较长，不利于转产。 2.工序分散原则。 加工工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。采用工序序分散原则的优点很多，例如：加工设备和工艺装备结构较为简单，维修方便，操作简单，转产容易，更加合理的选择的切削用量，减少机动时问。但是工艺路线较长设备及工人人数多，占地面积相对而言比较大。3.4工序划分的方法3.4.1工序集中的划分原则在
28、数控机床上加工的零件，一般按工序集中的原则划分工序，划分的方法有以下几种：1按所使用刀具划分。以同一把刀具完成的工艺过程作为一道工序，这种划分方法适用于工件的待加工表面较多的情形。加工中心常采用这种方法完成。2按工件安装次数划分。以零件一次装夹能够完成的工艺过程作为一道工序。这种方法适合于加工内容不多的零件，在保证零件加工质量的前提下，一次装夹完成全部的加工内容。3按粗精加工划分。根据零件的加工精度、刚度和变形等诸多因素来划分工序时，可以按照粗，精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工，后精加工。 4按加工部位划分。 将完成相同型面的那一部分工艺过程作为一道工序。对于加工表面多而且比较复杂的零件
29、，应合理安排数控加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序问的衔接问题。3.4.2机械加工工序顺序的安排原则： 在安排加工顺序时一般应遵循以下原则： l先基准面后其它。 应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工，该原则还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。例如，精度要求高的轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆面的精加工。 2先粗后精。 这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3先主后次。主要表面一般指零
30、件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。在安摊好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面的加工。4.先面后孔。这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加上孔或孔系。此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。3.5粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：1保证各重要支承孔的加工余最均匀。
31、2保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。3要求工件加工表面与不加工表面有一定的位置精度。选择原则如下：1相互位置要求原则。选取与加工表面相互精度要求较高的不加工面作为粗基准，以保证不加工面与加工面的位置要求。2加工余量合理分配原则。对所有加工面都需要加工的零件，应该按加工余量最小的找正，这样不会因为位置偏移太小的部位加工不出来。3重要表面原则。为保证重要表面的加工余景，应选择重要表面作为粗基准4不重复使用原则。粗基准未经加工，表面精度较低，二次安装，位置不一样，所以一般才不重复使用。5.便于工件装夹原则。为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支
32、承孔作为粗基准。以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后在用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余最一定是均匀的。由于孔的位置，与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就问接保证了孔与箱壁的相对位置。3.6精基准的选择 从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。顶面有两个定位销孔，故采用一面两孔定位。 精基准的选择原则： 1基准重合原则。 即尽
33、可能选择设计基准作为定位基准，这样可以避免基准不重合误差 2基准统一原则。 同一零件多道工序选用同一基准，这样既能保证加工面间的相互位置精度，避免或减少因基准转化引起的误差，而减少夹具的制造与设计工作，降低成本，缩短周期。 3自为基准原则。 精加工或光整加工工序要求与量小而均匀，选择加工表面自身作为基准。 4互为基准原则。 为使个加工表面之间有较高的位置精度，或各加工表面余景均匀，可选择两个表面相互作为基准。5便于装夹原则。3.7切削用量的选取一般步骤1背吃刀量的选择粗加工：根据工件的加工余量来确定，除留下精加工余最外能全部切除全不切除。余量可达8-lOmm。当切削余最较大、工艺系统过低、机床
34、功率不足、刀具强度不够或断续切削的冲击强度较大时，可分多次进给。切削表皮有硬皮的铸、锻时应尽量使背吃量大干硬皮层的厚度，以保护刀尖。 半精加工或精加工：此时一般加工余量较小，可一次切除。为保证加工精度与表面质量，也可多次进给，第一次背吃刀量一般为加工余量的2/3以上，半精加工(表面粗糙度为6.3-3.2um)时，背吃刀量为0.5-2mm，精加工（表面粗糙度为1.6-0.8um）时,背吃刀最为0.2-0.7um。2进给量f的选择 1)背吃刀量选择后可选择较大的进给量，粗加工时主要受工艺系统强度和刚度的制约。 2)半精加工和精加工时，最大进给量主要受工件加工表面粗糙度的制约。 3)进给量一般根据经
35、验按一定表格选取。3切削速度v的确定 1)在背吃刀量和进给量选定以后，可在保证道具合理使用寿命的条件下，用计算的方法或查表的方法确定。 2)粗加工的背吃刀量和进给量均较大，故选择较低的切削速度：精加工时，应选择较高的切削速度。 3)加工材料的加工性较差时选择较低的切削速度。 4)加工刀具的切削材料越好，切削速度的选择较高。因此硬质合金刀比高速钢的切削速度。 5)在确定精加工和半精加工时，应该避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。 6)在易发生振动的情况下，切削速度应避开自己振动的临界速度。 7)在加工带硬度的铸件、锻件时，火件、细长件和薄壁件及断续切削时，应选择较低的v。4 工序安排变速箱箱体主要加工工
36、序安排对于大批最生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。对于变速箱箱体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后再来加工端面，这样容
37、易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。5 软件操作5.1三维建模1创建新文件单击【文件】中【新建】，系统弹出对话框，选择Part，新建文件完成。2创建拉伸特征首先创建草图，后选择【插入】-【基于草图的特征】【凸台】，完成如图6-1所示： 6-1拉伸 3在其原有零件的垫础上完成零件另一部分的创建，操作如前所示，视图6-2如下：6-2 拉伸26-3 拉伸34选择【插入】-【布尔操作】【联合修剪】，如图6-4所示：6-4 联合修剪将两个零件合为一体，并去除其多余部分。5新建上面凸台，如图6-5所示： 6-5 拉伸 6创建如图曲面
38、 点击【开始】【形状】【创成式外形设计】，打开曲面设计工作台，完成草图，点击【插入】【曲面】【拉伸】完成如图6-6所示曲面。6-6曲面分割7. 回到机械设计工作台，选择【插入】【基于曲面的特征】【分割】，剪曲面下半部分。8.（8)打孔，螺纹，圆角选择【插入】【基于草图的特征】 -【孔】，完成孔的创建。选择【插入】【修饰特征】【螺纹】完成螺纹的创建。选择【插入】【修饰特征】-【圆角】完成圆角的创建。 9.对建造的模型，按图纸予以修饰，则，此零件的三维建模如图6-7所示6-7孔10.对建造的模型，按图纸予以修饰，则，此零件的兰维建模如图6-8所示6-8零件16-9零件25.2数控加工对于一零件的数
39、控加工，可按照如下流程来完成：1创建另建模型（包括目标加工零件及毛坯零件）。2加工工艺的分析及规划3零件操作定义（包括选择加工机床、设置夹具、创建加工坐标系和定义零件等）。4 设置加工参数。5生成数控刀路。6检验数控刀路。7利用后处理器生成数控程序1毛坯的创建 毛坯的创建与前文所述的零件创建相似，在此不作陈述，将零件与毛坯装配如图6-10所示：6-10装配16-11装配22零件的工艺前文已分析过，在此不多做陈述。3.选择【开始】 - 【加工】 -【prismaiic machine】 - 【part operation】出现如下对话框：通过此对话框设置机床，坐标原点，零件，毛坯，安全平面，夹具
40、，换刀点，等多个参数。本加工选择三轴带回转台机床，坐标原点为(0，O，-2)安全平面为顶面向上偏移160mm，换刀点为O，-160，0。如图6-12所示：6-12加工参数设置 4加工参数的设置 对于粗加工，半精加工，精加的设置工，区别仅在于参数的大小，所用的方法一致，对于本零件的加工方法，可分为两类：1)平面加工。2)孔加工（其中钻，绞，镗，攻丝设置方法相同，可以看成一类）。由于本文篇幅所限，本文分别列举一例来讲述其设置的方法。l)平面加工6-13几何参数设置a)几何参数设置：图6-13 中offset on bottom设置加工后留有余量，本文设置1.4mmb)刀具路径参数设置：Tool p
41、ath style刀具路径：选择inward helical由外向里螺旋铣削如图6-14.6-15和6-16所示6-14加工路径设置Radial选项来确定两刀路间的距离，两刀路间的距离通过tool diameter ratio（刀具直径比率，即两刀路占据刀具直径的比率）来确定，选择percentage of tool diameter，一般取50%6-15加工路径参数设置1背吃刀量通过axial选项来设置，可以选择背吃刀量的数值，也可选择刀具铣削的层数，本文选择层数，即所有余量一次铣削。 6-16加工路径参数设置2c)刀具几何参数设置：如图6-17所示，选择所要用的刀具，和设置刀具的具体参数。
42、图中有立铣刀，面铣刀，t形铣刀，本文选择t形铣刀。Nominal diameter:公称直径 lOmmCorner diameter:刀具圆角半径 OmmOverall length:刀具长度Cutting length:切削刃长度Body diameter:刀柄长度6-17刀具参数设置d)进给参数设置：通过下图6-18来看设置运动速度：在feed rare选项卡中Approach：进刀速度Machining:铣削速度Retract：退刀速度6-18进给参数在spindle speed选项卡中Machining:主轴转速e) 设置进刀退刀路径：如6-19所示6-19进刀退刀路径设置则输出刀具路
43、径如下图6-20:6-20刀具路径16-20刀具路径则输出代码如下 :O1O00N1 G49 G64 G17 G80 G0 G90 G40 G99N2 T0001 M6N3 X4.823 Y-75. S900 M3N4 G43 Z27.HIN5 Gl G94 Z-2.3 Fl000000N6 Y-55.N7 X-53.5 F800000N8 G2 X-56.5 Y-52. I0 J3.N9 Gl Y-38.181N10X-58.5N1l G2 X-61.5 Y-35.181 I0 J3.N12 GJ Y-8.819N13 G2 X-58.5 Y-5.819 13. J0N14 GI X-56.
44、5N15 Y53.N16 G2 X-53.5 Y56. I3. JON17 Gl X53.5N18 G2 X56.5 Y53. I0 J-3.N19 Gl Y7.958N20 X59_5N21 G2 X62.5 Y4.958 I0 J-3.N22 Gl Y-52.N23 G2 X59.5 Y-55. I-3. JON24 GI X4.823N25 Y-47.5N26 Y-40.N27 X-41.5N28 Y-38.181N29 G3 X-46.5 Y-27.00I I-15. JON30 Gl Y-16.999N31 G3 X-41 .5 Y-5.819 1-10. J11.18N32 Gl Y41.N33 X41.5N34 Y7.958N35 G3 X