第二章 带薄壁凸凹模图样分析
2.1带薄壁凸凹模简介
本设计对一对带薄壁的凹凸模进行数控加工工艺分析，并且利用计算机辅助设计与制造软件完成该零件的程序编制和仿真加工。该零件的零件图如下图2-1和图2-2所示：
其余通孔材料：45钢 技术要求1.工件锐边去毛倒棱。2.未注公差为IT12。
图2-1 件1零件图
其余技术要求1.工件锐边去毛倒棱。2.未注公差为IT12。
图2-2 件1零件图
该零件的三维图如图2-3和2-4所示：
图2-3 件1三维图
图2-4 件2三维图
如上图所示，被加工部分的各尺寸、形状、表面粗糙度值及凹凸配合等要求
较高。本次设计的零件结构包含了平面、圆弧、内外轮廓、孔、螺纹的加工。
在选择刀具时，刀具半径不应使刀具和被加工表面或相邻表面之间发生干涉和过切，应尽量采用高的切削用量，通过适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率在进行数控加工时，在机床动力足够、工艺系统刚度允许的情况下，尽量提高切削深度，这样可以提高加工效率。
在毛坯的选择上既要考虑其可行性，也要考虑其经济性，夹具的设计要能保证加工精度并装夹牢固。
2.2确定加工内容及技术要求
带薄壁凸凹模主要包括内外轮廓、内孔以及内螺纹的加工。加工零件的精
度一般体现在以下几个方面：
1. 尺寸公差； 2. 表面粗糙度； 3. 形位公差。
对这几项要求进行综合分析，才能决定最终的工艺方案。 （1） 零件毛坯表面加工内容及技术要求:
零件毛坯加工到150x120x25、150x120x20的长方体,表面糙度值Ra3.2。 （2） 内孔的技术要求:
内孔加工到直径为Φ30mm的通孔,加工前应先钻中心孔,然后铣Φ30mm的内孔,最后镗Φ30mm的内孔，表面粗糙值Ra3.2。
内孔加工到直径为Φ10mm的通孔,加工前应先钻Φ8.7mm的内孔,然后铣Φ10mm的内孔,最后绞Φ10mm的内孔,表面粗糙值Ra1.6。
（2） 内螺纹的技术要求
内螺纹应先钻Φ8.7mm的内孔，然后铣Φ9.8mm的内孔，最后用M10mm机用铰刀攻螺纹。
第三章 带薄壁凸凹模数控加工工艺分析
3.1 零件工艺性分析
工件为带薄壁凸凹模，材料45好钢，材料厚度为24.5mm和19.5mm。 （1）材料分析：
45号钢为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，经济性好。 （2）结构分析：
零件为配合件，结构包含了平面、圆弧、内外轮廓、孔、螺纹的加工，需要使用多把刀进行加工，且薄壁易挤压变形，需使用高速切削。 （3）精度分析：
零件上有多个尺寸标注了公差，未注公差为IT12，粗糙度要求R1.6，加工精度较高，需使用高精度数控铣床经行加工。
由以上分析可知，该零件可以用使用高精度高速数控铣床进行加工。
3.2 加工方案的确定及机床的选择
3.2.1加工方案的确定
在确定加工方案时，要根据以选定的加工表面和定位基准来确定工件的装夹定位方式，并选择合理的夹具，一般考虑以下几点：
（1）夹紧机构和其它元件不得影响进给，加工部位要敞开，要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。
（2）必须保证最小的夹紧变形，工件加工时切削力大，需要的夹紧力也大，但不能把工件夹变形。因此，必须慎重考虑夹具的支撑点、定位点和夹紧点。
（3）夹具结构应力求简单，对形状简单的单件小批量生产的零件可以选用通用夹具。
（4）夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。由于该零件材料是铸造件一般不会产生夹紧变形，零件尺寸小、结构和形状比较简单，不需要用专用夹具，所以只需要用平口虎钳和一辅助装夹的垫块、垫片。
件1加工顺序：预备加工---钻孔---镗Φ30mm孔---粗加工薄壁外形---粗加工凸台---精加工凸台---精加工薄壁外形---绞孔加工---螺纹加工；
件2加工顺序：预备加工---粗加工轮廓凹型腔---粗加工四角凹槽---精加工四角凹槽---精加工轮廓凹型腔。 3.3.2 数控机床选用的依据
数控机床选用的几个主要参考指标：
1. 机床台面的刚性和稳定性； 2. 转轴的转速和稳定度；
3. 台面的移动精度和位移重复精度； 4. X、Y、Z轴的进给速率； 5. 台面的移动及固定装置； 6. 最大加工尺寸；
7. 操作系统和控制系统； 8. 刀具管理系统；
由于本次加工的零件为薄壁零件，薄壁零件在受力、受热、振动时容易变形，
所以需要采用数控高速切削技术。 3.3.3 数控铣床的具体型号
通过网上查阅资料，我选择了GP-650LB数控铣床，如图3-1所示：
图3-1 GP-650LB 台湾佳群奈米級精密高速立式高速数控铣床
3.3.4 该铣床的功能特点
台湾佳群新一代GP系列高速立式加工中心，以其完美的性能表现，荣获全球客户一致赞赏。GP系列高速加工中心机是3C产业零件及高速轻切削精密加工理想机种。全球拥有许多精心改良及卓越的特性。机械结构体刚性，及主轴性均大幅提升。机械主铸件完全采用最高级铸铁制成，特殊设计的高刚性主轴，除了大幅增加切削能力，并且保证精致的加工表面效果。选购斗笠式/刀臂刀库具快速换刀，动作顺畅特性。本机搭配先进的CNC控制器，操作简易。
适用于高精密模具、汽车、机车、航空、航天、仪器仪表、轻工轻纺、电子仪器和机械制造等行业的中小型箱体、盖、板、壳、盘等零件的加工。 - 高精、高速、高效，连续加工，操作简便，可靠安全。 - 全封闭防护装置，造型美观。
可进行立铣、钻、扩、镗、刚性攻丝等加工工序。用途广泛，特别适用于加工各种形状复杂的二、三维凹凸模型及复杂的型腔和表面,塑胶及五金模具生产加工。更适于企业生产车间批量加工零件。
产品主要参数如下：
工作台面尺寸(mm) 500×800 左右行程（X向） (mm) 600 前后行程（Y向） (mm) 500 上下行程（Z向） (mm) 550
主轴中心至立柱柱导轨距离(mm) 560 主轴端面至工作台面距离(mm) 110-660
工作台T型槽(mm)（槽*宽*间距） 3*18*144 主轴锥孔度 BT40
主轴转速 8000rpm (10000rpm /12000rpm /15000rpm)
3.3 加工阶段的划分
对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：
(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