2.工艺方案的分析与拟定
2.1分析零件图
该工件材料为45#钢，其具有较高的强度、硬度，良好的耐磨性、塑性、韧性，切削性能较好。材料选取锻成型毛坯零件1：120mm*100mm*30mm，毛坯零件2：120mm*100mm*30mm。从工件整体上看，该工件结构较简单。一个正方形板块高为20mm，板块两侧分别有深度为5mm的椭圆型凹槽，两侧钻有深15mm直径为Φ10mm的通孔，上下分别有一段圆环形凹槽，中心有Φ18通孔。另外一个板块形板块高为20mm上还有一个复合型凹槽深5mm，大径为Φ28mm小径为Φ18的圆台形凹槽，凹槽和Φ18mm相切,深度为10mm，两侧有深为10mm的半圆形凹槽，其中有一个Φ10mm深为5mm的通孔,外边延伸一个宽为5mm的矩形凹槽，上边和下边都有一个相同的矩形凹槽。整体零件精度要求不是太高，以上平面及Φ18mm的通孔作为定位基准。
2.2 毛坯的选择
2.2.1确定毛坯的制造形式
数控铣床加工时，由于是自动化加工，除要求毛坯的余量要充分、均匀，毛坯除装夹要方便、可靠外，还应注意到数控铣床中最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸。该零件为配合件，其形状较简单，但制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。铸造适用于形状较复杂的零件，而锻造适用于强度较高、形状较简单的零件，最终根据该零件结构各特点的考虑，确定毛坯的制造形式为锻造。
据《机械加工技师综合手册》表2-10可查得合金工具钢，牌号为45。主要特性为经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性。淬透性良好，油淬时可得到较高的疲劳强度，水淬时复杂形状的零件易产生裂纹。冷弯塑性中等，正火或调质后切削性能好。一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。一经调质处理后用于制造中速、中等载荷的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆等，调质并高频表面淬火后用于制造高硬度、耐磨的零件，如连杆、曲轴、套筒等。根据《金属机械加工工艺人员手册》表3-13查得合金结构钢45，淬火温度850℃，冷却剂为油，回火温度520℃，冷却剂为水，油。抗拉强度为980Mpa ,钢材退火或高温回火供应状态下布氏硬度不大于207HBS。从各方面考虑，所得毛坯的材料选用45的合金结构钢。
2.2.2毛坯的热处理
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由于毛坯锻造出来存在内应力，为了消除内应力的对工件的的影响，毛坯锻造后应先缓冷，然后热处理淬火（850℃），中温回火（520℃），最后得到的组织为回火索氏体，应该零件表层要求有很高的耐磨性，所以调质后再进行表面淬火处理。
2.2.3确定加工余量
加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。加工余量分为加工总余量（毛坯余量）和工序余量。加工总余量（毛坯余量）是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差；工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差。
加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率均有较大的影响。加工余量过大，会增加机械加工的劳动量和各种消耗，提高加工成本。加工余量过小，则不能消耗前工序的各种缺陷、误差和本工序的装夹误差，造成废品。所以要合理地确定加工余量。
总加工余量：自由锻件 3～5mm 工序余量： 粗铣 1～1.5mm 高速精铣 0.4～0.5mm 低速精铣 0.1～0.15mm 粗铰 0.15～0.35mm
精铰 0.05～0.15mm –《数控加工工艺》P101
2.3加工方案选择各表面及孔
主要的因素:
1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的加工要求，选择加工方法及分几次加工。
2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 3）要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。
4）虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。
5）还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状
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和重量等。
2.4 各表面及孔的加工方案
2.4.1平面的加工方案
查《机械加工技师综合手册》表5-3可以确定。加工方案：粗铣——精铣，经济加工精度等级为IT7～IT9，加工表面粗糙度为6.3～1.6um，一般不淬硬的平面，端铣表面粗糙度可较低。
2.4.2 孔的加工方案
查《机械加工技师综合手册》表5-2可以确定。加工方案：钻——扩——粗铰——精铰 ，经济加工精度等级为IT7，加工表面粗糙度为1.6～0.8um，加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可以用于加工非铁金属，粗糙度稍高。
2.5切削用量的选择原则
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写
入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等，对于不同的加工方法，需选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
2.5.1进给量f的确定
进给量是刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。
粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量来选取较大的进给量。
在半精加工和精加工时，则按表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度来选择合理的进给量。当切削速度提高，刀尖圆弧半径增大，或刀具磨有修光刃时，可以选择较大的进给量以提高生产率。
粗铣时 高速钢铣刀每齿进给量 f=0.10～0.15 mm/z
硬质合金钢铣刀每齿进给量 f=0.10～0.25 mm/z
精铣时 高速钢铣刀每齿进给量 f=0.02～0.05 mm/z
硬质合金钢铣刀每齿进给量 f=0.10～0.15 mm/z
-《数控加工工艺》P165
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钻中心孔时 钻头每齿进给量 f=0.05～0.1mm/r 钻孔时 钻头每齿进给量 f=0.1～0.2mm/r
-《数控加工工艺》P165
扩孔时 钻头每齿进给量 f=0.2mm/r -《切削用量手册》表2.10
粗铰时 铰刀每齿进给量 f=0.4mm/r -《切削用量手册》表2.24
精铰时 铰刀每齿进给量 f=0.15mm/r -《切削用量手册》表2.25
2.5.2切削深度αp的确定
切削深度是指在垂直于进给方向上，待加工表面与已加工表面间的距离。 对于工艺系统刚性允许时，可以选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。对于零件的精度要求较高时，考虑适当留出半精加工和精加工的切削余量。然而对于数控加工所留的精加工余量一般情况下比普通加工时所留余量小。铣削时，精加工余量通常为0.2~0.8mm. 和镗削加根据加工余量确定。粗加工(Ra10～80μm)时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8～10mm。半精加工(Ra 1.25～10μm)时，背吃刀量取为0.5～2mm。精加工(Ra0.32～1.25μm)时，背吃刀量取为0.1～0.4mm。在工艺系统刚性不足或毛坯余量很大，或余量不均匀时，粗加工要分几次进给，一般第一次走刀为总加工余量的2/3～3/4。当工件表面粗糙度值要求为Ra 0.8～3.2μm时，铣削分为粗铣、半精铣、精铣三个阶段进行。精铣时面铣刀的背吃刀量取0.5～1.0mm。
总结，本图的背吃刀量选取如下：
粗加工时 αp=3mm -《切削用量手册》P43
精加工时 αp=0.5mm -《数控加工工艺》P216
粗铰通孔时 αp=0.05mm -《切削用量手册》表2.24
精铰通孔时 αp=0.02mm -《切削用量手册》表2.25
2.5.3铣削速度ｖc的确定
铣削速度是在进行铣削加工时，刀具铣削刃的某一点相对于待加工表面在主
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运动方向上的瞬时速度。
ｖc主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选择。 ⑴刀具材料好，ｖc可选得高些；
⑵Ra要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的ｖc，高速钢ｖc刀取小于5m/min，硬质合金钢刀ｖc取较高的ｖc（130～160m/min）； ⑶表面有硬皮或断续铣削时，应适当降低ｖc； ⑷工艺系统刚性差的，ｖc应减小。
当主运动为旋转运动时，ｖc可按下式计算：ｖc=лDn/1000
D为工件待加工表面或刀具的最大直径(mm)，n为主运动的转速（rpm或r/min）
2.5.4主轴转速n的确定
在确定主轴转速时，要根据所选择的工件材料、刀具材料、机床功率和加工性质（如粗、精加工）等条件下来确定其允许的铣削速度。铣削速度确定之后，再根据n=1000ｖc/лD就可以计算出主轴转速了。
2.6拟订并确定加工工艺方案
2.6.1拟订加工方案
根据零件图及相关技术要求和工艺、工步划分的原则来确定二个加工工艺方案并选其较合理的一个作为最终加工方案。两个零件加工方案主要工序及工步如下：
零件一加工方案：
工序1 铣底面和四周侧面 工步（1） 粗、精铣上平面 工步（2） 粗、精铣侧面
工序2 钻Φ12mm的通孔与钻M10mm的通孔 工步（1） 划线找正钻中心孔 工步（2） 钻2-Φ10（M8）mm的通孔 工步（3） 扩2-Φ10mm（M8）的通孔 工步（4） 粗铰2-Φ10mm（M8）的通孔 工步（5） 精铰2-Φ10mm（攻丝M8）的通孔
工序3 粗精铣其配合面及钻铰中孔，加工深为5mm的凹槽，倒高5mm的角 工步（1） 粗精铣上表面与其他配合面 工步（2） 铣Ф28mm深为5mm的圆柱凹槽
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