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一、前期準備

（一）設計模型

使用專(zhuān)業(yè)的三維建模軟件（如 SolidWorks、UG 等）進(jìn)行四輪機器人的 3D 模型設計。在設計過(guò)程中，需充分考慮機器人的結構合理性、外觀(guān)美觀(guān)性以及各部件之間的裝配關(guān)系。對于手板模型，可以適當簡(jiǎn)化一些內部復雜結構，但要保證整體外形和關(guān)鍵尺寸的準確性。例如，機器人的輪子、車(chē)身框架、關(guān)節連接處等部位要精確建模，確保在后續加工和組裝過(guò)程中能夠順利實(shí)現功能和外觀(guān)要求。

（二）材料選擇

根據手板模型的需求和用途，選擇合適的材料。常見(jiàn)的材料有鋁合金、ABS 塑料、PC 塑料等。如果需要制作具有較高強度和質(zhì)感的手板模型，鋁合金是較好的選擇；若注重成本和加工便利性，ABS 或 PC 塑料則更為合適。對于本四輪機器人手板模型，考慮到其需要一定的結構強度和較好的外觀(guān)效果，建議采用鋁合金材料。在選擇鋁合金材料時(shí)，要注意其型號和質(zhì)量，確保材料的可加工性和機械性能滿(mǎn)足設計要求。

（三）CNC 機床與刀具準備

選用精度較高、穩定性好的 CNC 機床，根據所選材料和加工要求，配備合適的刀具。對于鋁合金加工，一般需要用到銑刀、鉆頭、鏜刀等刀具。銑刀用于粗加工和精加工外形輪廓、平面等；鉆頭用于鉆孔；鏜刀用于加工孔系，保證孔的精度和表面質(zhì)量。在刀具選擇時(shí)，要考慮刀具的材質(zhì)、涂層、刃數、直徑等因素，以確保加工效率和質(zhì)量。例如，粗加工時(shí)可選擇較大直徑、齒數較少的硬質(zhì)合金銑刀，以提高切削效率；精加工時(shí)則選用較小直徑、齒數較多且精度高的銑刀，以獲得較好的表面粗糙度。

二、CNC 加工過(guò)程

（一）編程與代碼生成

將設計好的 3D 模型導入到 CNC 編程軟件中，根據模型的結構和加工要求，進(jìn)行刀具路徑規劃和編程。在編程過(guò)程中，要設置好加工坐標系、安全平面、切削參數（如切削速度、進(jìn)給量、切削深度等）。對于四輪機器人手板模型，通常采用分層切削的方式，先進(jìn)行粗加工去除大部分余量，然后進(jìn)行精加工達到所需的尺寸精度和表面質(zhì)量。例如，在粗加工時(shí)，切削深度可設置較大值（如 2 – 5mm），進(jìn)給量根據刀具和材料特性適當調整（如每齒進(jìn)給 0.1 – 0.2mm），切削速度可設定在較高范圍內（如 1000 – 2000rpm）；精加工時(shí)，切削深度減?。ㄈ?0.2 – 0.5mm），進(jìn)給量降低（如每齒進(jìn)給 0.05 – 0.1mm），切削速度可根據表面質(zhì)量要求適當提高或調整。

（二）裝夾與找正

將鋁合金材料固定在 CNC 機床的工作臺上，采用合適的夾具進(jìn)行裝夾。裝夾時(shí)要確保材料的穩定性和定位準確性，避免在加工過(guò)程中發(fā)生位移或振動(dòng)。在裝夾完成后，使用尋邊器或百分表等工具對材料進(jìn)行找正，使材料的中心與機床坐標系原點(diǎn)重合或保持在允許的偏差范圍內，以保證加工精度。例如，對于塊狀的鋁合金毛坯，可使用平口鉗進(jìn)行裝夾，并通過(guò)尋邊器找正毛坯的 X、Y 方向的中心位置；對于圓柱形的鋁合金棒料，可使用三爪卡盤(pán)或兩頂尖裝夾，并找正其軸線(xiàn)位置。

（三）粗加工

按照編程生成的刀具路徑，啟動(dòng) CNC 機床進(jìn)行粗加工。粗加工的目的是快速去除大量多余材料，為精加工留出均勻的余量。在粗加工過(guò)程中，要密切關(guān)注刀具的切削狀態(tài)、機床的運行情況以及切削液的供應。及時(shí)清理切屑，防止切屑堆積影響加工質(zhì)量和刀具壽命。例如，在加工機器人的車(chē)身框架時(shí)，使用較大直徑的銑刀進(jìn)行輪廓銑削和平面銑削，將毛坯料初步加工成接近模型形狀的工件，留出 0.5 – 1mm 的精加工余量。

（四）精加工

粗加工完成后，更換精加工刀具，進(jìn)行精加工操作。精加工時(shí)，要嚴格控制切削參數，以獲得高精度的尺寸和良好的表面質(zhì)量。對于四輪機器人手板模型的關(guān)鍵部位，如輪子的安裝孔、關(guān)節連接處等，要采用高精度的加工策略，確保尺寸精度和表面粗糙度符合要求。例如，在加工輪子的安裝孔時(shí)，使用鏜刀進(jìn)行鏜孔加工，控制孔的直徑公差在±0.01mm 以?xún)?，表面粗糙?Ra 值達到 0.8 – 1.6μm。在精加工過(guò)程中，可適當使用冷卻液，降低切削溫度，減少刀具磨損，提高加工質(zhì)量。

（五）加工檢驗與修正

在加工過(guò)程中，要定期對工件進(jìn)行檢驗，檢查加工尺寸、形狀精度、表面質(zhì)量等是否符合要求?？梢允褂每ǔ?、千分尺、三坐標測量?jì)x等測量工具進(jìn)行測量。如果發(fā)現加工誤差超出允許范圍，要及時(shí)分析原因，并對刀具路徑或加工參數進(jìn)行調整和修正。例如，若發(fā)現某個(gè)部位的尺寸偏大，可通過(guò)修改編程中的刀具補償值或重新調整刀具路徑進(jìn)行修正；若表面粗糙度不符合要求，可適當降低進(jìn)給量或提高切削速度進(jìn)行再次加工。

三、后處理

（一）去毛刺與清洗

加工完成后，對工件進(jìn)行全面的去毛刺處理。使用銼刀、砂紙等工具去除工件邊緣和表面的毛刺，防止在后續裝配和使用過(guò)程中劃傷手指或影響外觀(guān)。然后，將工件放入清洗槽中，用清洗劑清洗干凈，去除殘留的切削液和切屑。清洗后，用清水沖洗干凈，并晾干或吹干。

（二）表面處理

根據設計要求和實(shí)際需求，對工件進(jìn)行表面處理。對于鋁合金手板模型，常見(jiàn)的表面處理方式有陽(yáng)極氧化、噴砂、電鍍等。陽(yáng)極氧化可以使工件表面形成一層堅硬、耐磨、耐腐蝕的氧化膜，同時(shí)可以增加表面的顏色和光澤度；噴砂處理可以改善工件表面的質(zhì)感和外觀(guān)，使其具有啞光效果；電鍍則可以在工件表面鍍上一層金屬鍍層，如鉻、鎳等，提高工件的耐腐蝕性和裝飾性。例如，若希望四輪機器人手板模型具有較好的耐磨性和裝飾性，可對其進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，氧化膜厚度控制在 10 – 20μm 左右，顏色可根據設計要求選擇，如黑色、銀色等。

（三）裝配與調試

將加工好的各個(gè)零部件進(jìn)行裝配。在裝配過(guò)程中，要注意零部件之間的配合精度和裝配順序，確保裝配的正確性和穩定性。裝配完成后，對四輪機器人手板模型進(jìn)行調試，檢查其運動(dòng)靈活性、輪子的轉動(dòng)順暢性、各關(guān)節的活動(dòng)范圍等是否符合設計要求。如有發(fā)現問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行調整和修復，直至手板模型能夠正常運行。

通過(guò)以上步驟，可以完成四輪機器人手板模型的 CNC 加工制作，為產(chǎn)品的進(jìn)一步研發(fā)和優(yōu)化提供有力的實(shí)物參考。