盛雅鵬車輪轂畢業(yè)設計

1、34江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術學院江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術學院畢業(yè)論文畢業(yè)設計名稱 車輪轂的數(shù)控加工工藝與編程 （ 2015-2016學年 上 學期） 系 部 機電工程系 專 業(yè) 數(shù)控技術 班 級 13數(shù)控技術班 姓 名 盛雅鵬 指導教師 黃勇剛 2015 年 10 月 28 日目錄 摘要31 前言41.1數(shù)控機床的發(fā)展階段及發(fā)展趨勢41.2輪轂簡介52 課題的提出53 材料的選擇及性能63.1 概述63.2 材料的成分及性能63.2 熱處理94 刀具的種類及特點104.1數(shù)控加工刀具的種類114.2 數(shù)控加工刀具的特點114.3 數(shù)控加工刀具的選擇115 夾具的選擇125.1 夾具的組成125.2 夾

2、具的功用126 輪轂模具型腔加工工藝分析156.1 數(shù)控加工工藝分析的一般方法166.2 工件的裝夾176.3 選擇對刀和換刀點176.4 確定進給路線176.5 加工余量的確定187 輪轂模具型腔的設計197.1 輪轂模具型腔的工藝特點207.2 數(shù)控加工工藝主要分析的內(nèi)容207.3 數(shù)控編程20 8 結 論32 9 感謝33 10 參考文獻34摘 要隨著市場全球化的發(fā)展，跨國公司紛紛在我國投資，或加大在我國的采購份額。目前，具有較多優(yōu)勢的輕合金材料已逐步廣泛的應用于各個領域，特別是伴隨著汽車、摩托車制造業(yè)的發(fā)展，鋁鎂合金材料成形及其車輪制造業(yè)得到了前所未有的發(fā)展機遇。21 世紀的

3、經(jīng)濟全球化浪潮，推動了汽車工業(yè)的市場一體化、分工專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；目焖侔l(fā)展，鋁鎂合金車輪企業(yè)也已形成向多家汽車廠供貨、跨國供應的局面。作為汽車零部件行業(yè)的一部分，鋁車輪行業(yè)的發(fā)展與全球汽車行業(yè)發(fā)展緊密相關。從全球看，汽車行業(yè)是個成熟的市場，增長緩慢，過去 7 年(1999­2005)全球汽車產(chǎn)量的復合增長(CAGR)只有 3.6%。而中國汽車市場則進入快速發(fā)展時期，同期的復合增長率達 19.6%。從總量看，2005 年全年汽車產(chǎn)量 6653 萬輛，其中中國的汽車產(chǎn)量 570 萬輛。從汽車保有量看，2004

4、0;年全球汽車保有量約為 85,477 萬輛，同期中國汽車保有量為約 2694 萬輛。在論文中，以加工成形為主線，同時介紹了毛坯材料的選擇，由材料的力學性能、化學性能以及物理性能等確定熱處理，還有夾具、刀具和刀具材料的選擇，以及加工工藝分析和最終的由 MasterCAM 加工成實體，最后由計算機控制的數(shù)控機床進行加工，它在實際生產(chǎn)中結合了刀具，工件，機床的性能與企業(yè)自身的實際情況積累的加工實例，工藝參數(shù)和經(jīng)驗等。1 前言 1.1數(shù)控機床的發(fā)展極端及發(fā)展趨勢 數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大

5、，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從 1952 年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了 46 年歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當初的電子管式起步，經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：分立式晶體管式-小規(guī)模集成電路式-大規(guī)模集成電路式-小型計算機式-超大規(guī)模集成電路-微機式的數(shù)控系統(tǒng)。到 80 年代，總體發(fā)展趨勢是：數(shù)控裝置由向 CNC 發(fā)展；廣泛采用 32 位 CPU 組成多微處理器系統(tǒng)；提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結構，便于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需要；驅動裝置向交流

6、、數(shù)字化方向發(fā)展；CNC 裝置向人工智能化方向發(fā)展；采用新型的自動編程系統(tǒng)；增強通信功能；數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。總之，數(shù)控機床技術不斷發(fā)展，功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價格比也越來越高。到 1990 年，全世界數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約 13 萬臺套。國外數(shù)控系統(tǒng)技術發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是：1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢2、軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展3、智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢4、重視新技術標準、規(guī)范的建立1.2 輪轂簡介 現(xiàn)在，幾乎所有的新車型都采用了鋁合金輪轂，并且很多車主朋友也將原來車上用的輪轂換成鋁合金輪

7、轂。在這里，我們就向大家介紹鋁合金輪轂的特點。鋁合金輪轂有重量輕、成本低、強度高的優(yōu)點，而且鋁有較強的導熱性能，可大大延長汽車、摩托車輪胎使用壽命，特別是高負載卡車輪胎的壽命。鋁合金輪轂以其美觀大方、安全舒適等以下特點： 、安全對于高速行駛的汽車來說，因輪轂變形、制動等產(chǎn)生的高溫爆胎、制動效能降低等現(xiàn)象已屢見不鮮。而鋁臺金的熱傳導系數(shù)比鋼、鐵等大三倍，散熱效果自然要好得多，從而增強了制動效能、提高了輪胎和制動盤的使用壽命、有效的保障了汽車的安全行駛。、舒適裝有鋁合金輪轂的汽車一般都采用子午線輪胎。子午線輪胎的緩沖和吸震性能優(yōu)于普通輪胎。這樣，汽車在不平的道路上或高速行駛時，舒適性將大大提高。、

8、 節(jié)能由于鋁臺金輪轂重量輕(與同樣規(guī)格的鋁或鋼輪轂相差約 2kg)、制造精度高，所以在高速轉動時變形小、慣性阻力也小。這有利于提高汽車的直線行駛性能、減輕輪胎滾動阻力，從而減少油耗。2 課題的提出近年來，隨著國際市場上車輪生產(chǎn)廠商生產(chǎn)工藝的不斷改進，歐美車輪行業(yè)逐步用強旋鋁合金輪轂取代傳統(tǒng)的車輪生產(chǎn)工藝，國內(nèi)車輪行業(yè)也在朝著先進的鋁合金車輪生產(chǎn)工藝方面發(fā)展。鎂合金作為最輕的結構材料及可回收的綠色材料近年來備受關注。在汽車工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)等領域的應用增長勢頭強勁。目前用于汽車上的鎂合金零件至少有 60 種，主要有儀表盤、座椅骨架、方向盤、引擎蓋、變速箱、進氣歧管、輪轂等。德國大

9、眾公司預測在未來 5 年內(nèi)每輛汽車上的用鎂量可以達到 60­80kg（1）。近年來，隨著原鎂材料價格的下降，鎂合金成形工藝技術及其裝備水平的提高，以及鎂合金防腐工藝的改善，鎂合金輪轂在汽車、摩托車、自行車上的使用將越來越多。目前，鎂合金輪轂在批量生產(chǎn)的汽車、摩托車及自行車上的應用還只是處于起步階段，要達到目前鋁合金輪轂的使用量，還有很多研究工作要做。尤其在我國，尚不具備鎂合金輪轂生產(chǎn)的技術和能力。因此，在“十五”科技攻關重大專項“鎂合金開發(fā)應用及產(chǎn)業(yè)化”項目中, 將鎂合金汽車輪轂和摩托車輪轂的大規(guī)模生產(chǎn)技術與商業(yè)化應用為技術突破和產(chǎn)業(yè)化。3 材料的成分及性能3.1概述選擇合

10、理性的標志，應是在滿足零件的性能要求的條件下最大限度地發(fā)揮材料潛力，做到既要考慮提高材料強度的使用水平，同時也要減少材料的消耗和降低加工成本。同時要適應加工設備條件而設計加工工藝。選擇的一般原則，首先是滿足零件使用性能的前提下，現(xiàn)時考慮工藝性、經(jīng)濟性。只要根據(jù)我國的資源情況盡量選擇材料。綜合考慮，汽車輪轂材料采用最常用的中碳優(yōu)質(zhì)鋼 45 鋼。45 鋼是機械制造中廣泛使用的中碳優(yōu)質(zhì)碳素鋼，淬透性較低，水淬容易變形和開裂，經(jīng)適當熱處理后具有高的強度，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。為了保證有必要的韌性，并消除其殘余應力，應在淬火再回火后成索氏體。該鋼具有良好的切削加工性能，冷變形塑性中等，鋼

11、絲可供冷鐓。可焊接，但焊接前需預熱，焊后需退火處理。3.2材料的成份及性能3.2.1概述機械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機械制造中也得到廣泛的應用。金屬材料主要指鑄鐵和鋼，它們都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的不同。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。45 鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應用廣泛。3.2.2   45 鋼的化學成分45 鋼可用以制造強度要求高的零件，為使零件表面有良好的耐磨性，需要進行高頻或火焰表面淬火。技術條件

12、60; C  Si  Mn  S  P  Cr  Ni  CuGB699­88 0.420.50 0.170.37 0.500.800.0350.0350.250.250.25JB755­85  0.420.50 0.170.37 0.500.800.0400.0400.250.253.2.3 45 鋼的物理性能密度，t/m3熔點，  A c1  A c3  A r3  A r17.89（7.81

13、） 1433臨 界點  721(724)  778(780)  723(751)619(682)溫度,  室溫  100  200  300  400  500彈性模量 E,105MPa2.00（2.0）2.07  2.02  1.96  1.86  1.74熱導率,W/(m·k)  48  45  44  40  39  38線膨脹系數(shù) 1 ， 10­6K­

14、;1（與 20之間）9.40  12.2  13.1  13.8  14.2泊松比0.274(0.269)0.275  0.276  0.276  0.274  0.287比熱容 c,kJ(kg·K)  0.498  0.531  0.552  0.569  0.595切變模具 G，104MPa  8.23  8.04  7.84  7.64  7.25  6.76電阻率,10­6

15、83;m  0.320  0.416  0.502  0.618熱擴散率，10­6  m  2/s  11.8    9.58  8.34  7.69  6.893.3熱處理 由于 45 鋼本身具有缺陷，如裂紋、折疊、疤痕、氧化脫碳和銹蝕等，這也是造成質(zhì)量不高和壽命短與早期失效的致命原因，為了提高模具的使用壽命，可以通過熱處理來改變。熱處理分為退火、淬火、回火等，由于手機模具采用的是 45 鋼，為了提高它的硬、耐磨性和經(jīng)濟性選用回火。因為回火是淬火鋼在相變點以下的溫

16、度下進行再加熱、使碳化物析出、消除淬火結晶畸變、增加韌性，或使殘余奧氏體分解、使工件變成較穩(wěn)定狀態(tài)的熱處理方法，因此回火作為最終熱處理是不應再有缺陷的重要工藝。鋼的淬火組織是由馬氏體加殘余奧氏體和碳化物等所組成的，可是在常溫下，馬氏體處于含碳過飽和狀態(tài)，奧氏體是不穩(wěn)定組織，因此，在回火再加熱時，能看到分解成穩(wěn)定的鐵素體加碳化物，回復到平衡狀態(tài)的現(xiàn)象。這種變化隨著溫度和時間的增加呈連續(xù)的變化。觀察這種組織變化過程時，可按照回火溫度的增高分為四個階段。1）回火第二階段第一階段是 70200， 淬火馬氏體分解成低碳馬氏體和碳化物并消除內(nèi)應力。這種變化在接近 200時就加快了，在它以下的溫度就緩慢了。

17、2）回火第二階段在第二個階段，在 200300下殘余奧氏體分解成馬氏體的變化，第二階段的一部分過程在第一階段中同時發(fā)生變化，這時生成了二次馬氏體，若不進行再回火，韌性就要受影響。3）回火的第三階段在 250以上的第三階段中，在第一、第二階段生成的馬氏體加 轉變成鐵素體加 （滲碳體），隨著溫度增高發(fā)生連續(xù)的軟化過程。4）回火的第四階段第四階段是含有 V、W 等碳化物生成元素的合金鋼，在約 500以上的置換形擴散自由進行的溫度下，伴隨有穩(wěn)定的碳化物析出和擴大的變化。綜上所述，為了適應汽車輪轂所具有的性能應把回火控制在第三階段，溫度控制在 250附近。 雖然回火溫度重要， 但回火保溫時間也會對所得的

18、結果產(chǎn)生顯著影響，所以必須慎重加以考慮。為了不致錯誤地決定回火保溫時間，必須掌握保溫時間與溫度的關系，回火溫度均勻后的保溫時間與零件的大小無關，絕對值由鋼種決定，但是，實際上必須考慮與溫度有關聯(lián)的變化，所以這里的保溫時間定為 30 分鐘。4 刀具的種類及特點4.1數(shù)控加工刀具的種類1）數(shù)控加工刀具從結構上可分為： 整體式； 鑲嵌式它可以分為焊接式和機接式。機接式根據(jù)刀體結構不同，可分為可轉位和不轉位。 減振式，當?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具； 內(nèi)冷式， 切削液通過刀體內(nèi)部由頤孔噴射到刀具的切削刃部； 特殊型式，如復合刀具、可逆攻螺紋刀具等。2

19、）數(shù)控加工刀具從制造所采用的材料上可分為： 高速鋼刀具； 硬質(zhì)合金刀具； 陶瓷刀具； 立方氮化硼刀具； 金剛石刀具。3）數(shù)控加工刀具從切削工藝上可分為： 車削刀具，分外因、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，車槽、切人、切割等多種； 鉆削刀具，分小孔、短孔、深死、攻螺紋、鉸孔等； 鏗削刀具，分粗鋁、精蝗等刀具； 銑削刀具，分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。 車削刀具 常規(guī)車削刀具仍為方形刀體(外表面)或圓接刀桿(內(nèi)表面)。方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊因方式固定。圓柱刀扦是用套筒蠅釘緊固方式固定。它們與機床刀盤之間的聯(lián)接是通過槽形刀架和套筒接扦來聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀

20、頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。 它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔捏削。 也適用于車削中心的自動換刀系統(tǒng)。 鉆削刀具 鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心又可用于數(shù)控銑床和加工中心。因此它的結構和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定錐柄、蠅紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接(圓錐或圓接聯(lián)接)等多種。 銑削刀具 銑刀體與刀桿分離制造以刀體孔為基準與刀桿配合聯(lián)接，或銑刀體與刀桿制成一體(直接與柄體聯(lián)接)*對機央式可轉位刀片的銑刀，這兩種聯(lián)接形式均可采用，而整體式高速鋼銑刀則采用參考。整體式高速鋼銑刀(面銑、立銑、三面刃銑)目前均有標準刀具提供。 特殊型刀具 特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強力彈簧夾頭刀柄、可逆式(自動

21、反向)攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復合刀具和接桿類等。4.2數(shù)控加工刀具的特點為了達到高效、多能、快速、經(jīng)濟的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應具有以下特點：1) 刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化。2) 刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟壽命指標的合理性。3) 刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。4) 刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應相匹配。5) 刀具應具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉位及拆裝的重復精度。6) 刀柄的強度要高、剛性及耐磨性要好。7)

22、0;刀柄或工具系統(tǒng)的裝機重量有限度。8) 刀片及刀柄插入的位置和方向有要求。9) 刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化 。4.3  數(shù)控加工刀具的選擇綜上所述，根據(jù)零件的特點和加工汽車輪轂所選擇的刀具應選用銑刀體與刀桿分離制造以刀體孔為基準與刀桿配合聯(lián)接，或銑刀體與刀桿制成一體的可轉位刀片的銑刀，并且根據(jù)加工輪轂的大小尺寸可得出：刀具應具有較高的使用精度和耐用度；根據(jù)加工輪轂所采用的材料得出：刀具應具有較高的強度和韌度。為了減少換刀停機時間，提高生產(chǎn)加工時間，以達到高效、節(jié)能、快速、經(jīng)濟的目的，根據(jù)刀具路徑的特點、要求及精度，以及材料的特點，刀具的磨損量和進刀

23、路線的要求，吃刀量的大小，應選擇直徑 20，8，5，3 的平刀為粗加工用刀。直徑 3，2 球刀為精加工刀具。5 夾具的選擇5.1夾具的組成根據(jù)夾具的作用，其結構常由以下幾部分組成.(1) 定位元件或定位裝置:它是用于確定工件在夾具中獲得正確位置元件或裝置。(2) 夾緊元件或模緊裝置:它是用于夾緊工件，使工件在受到外力作用后，仍能保持其既定位置的元件或裝置。(3) 對刀元件和引導元件:它是用于確定或引導刀具使其與夾具的定位元件保持某一正確的相互位置關系的元件。(4) 連接元件:它是用于保證夾具與機床間相互安裝位置的元件。(5) 夾具體 :它是用于連接夾具各組成部分，使之成為一

24、個整體的基礎件。(6) 其它元件及裝置:根據(jù)工件加工要求，有些夾具除上述組成部分外，還需設置其它元件或裝置，如分度裝置、某些夾具的靠模裝置、工件抬起裝置等。以上 組 成 部分，并非所有機床夾具都缺一不可。但是，通常定位、模緊和夾具體三部分是夾具的主要組成部分。5 2 夾具的功用夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其主要作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并且在加工過程中這個位置保持不變，具體功能主要有以下幾個方面(1) 保證工件的加工精度。夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工而與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保

25、證，不再依賴于工人的技術水平。(2) 夾具類型與其生產(chǎn)規(guī)模相適應，提高生產(chǎn)效率，降低成本。在大批量生產(chǎn)時，應盡量采用各種快速、高效結構，如多件夾緊、聯(lián)動夾緊等，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率;在中、小批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結構簡單、容易制造、以降低夾具制造成本。(3) 夾具結構與元件的標準化、模塊化并可重復使用以保證低成本。為了達到快速生產(chǎn)準備，及時向車間供應生產(chǎn)需用的夾具，夾具元件及夾具結構的標準化、模塊化有十分重要的作用，這樣可以大大加快夾具設計和制造的進度。又為了降低工件加工成本中的夾具費用，夾具是加工過程中的工具而非最終產(chǎn)品，夾具元件及部件的重復使用在單件、小

26、批和大批生產(chǎn)中具有關鍵的經(jīng)濟意義。這項工作也是當代計算機輔助夾具設計系統(tǒng)研究與開發(fā)的基礎。(4) 擴大機床工藝范圍。在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍。例如在車床或鉆床上使用銼?？梢源驿S床鍵孔。(5) 減輕工人勞動強度，保證使用方便和安全。夾具機構應該滿足便于裝卸和夾緊工件，便于排屑和保證安全，需要時便于測量和調(diào)整。本著及時、高效、適用和經(jīng)濟的原則。綜上所述應選用機用虎鉗，如圖所示：6  輪轂型腔的加工工藝分析6. 1 數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法程序編制人員在進行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形

27、狀、加工精度等選用合適的機床，指定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所有刀具、夾具和切削用量等。此外程人員應不斷總結、積累工藝方面的實際經(jīng)驗，編寫出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。 在編制數(shù)控機床的加工程序過程中，還有一個重要的問題將要遇到，就是加工工藝問題。它包含機床的選擇、工件的加工工序安排、工件的裝夾方式、加工線路的確定、刀具及切削用量的選擇等比較廣泛的工藝問題。所以，編程人員不僅應當了解數(shù)控機床的工作原理、性能特點及結構，掌握編程語言和編程方法，還應當具備數(shù)控機床加工工藝分析能力。也就是說，數(shù)控機床編程員首先應是個很好的工藝人員同時掌握數(shù)控機床加工工藝的特點。要做到這點，不僅要學好相應的理論知

28、識，而且，還應當在實踐中通過實際編程和操作，以便不斷總結和積累經(jīng)驗。下面就分別介紹數(shù)控機床加工工藝分析中的幾個問題。1)合理選擇數(shù)控機床選擇數(shù)控機床時，應當對加工工件進行工藝分析，同時考慮工件加工中的各項技術與經(jīng)濟指標，合理地選用數(shù)控機床。當被加工工件為圓柱形、圓錐形等回轉表面、以及各種盤類工件時?？蛇x用數(shù)控車床；當加工工件為箱體類或平板類等工件時，可選用立式數(shù)控鏗銑床或立式加工中心；復雜的箱體工件、泵體、閩體等可選用臥式數(shù)控鏗銑床或臥式加工中心；當加工工件為模具或者具有復雜曲面等時，可選用三坐標聯(lián)動數(shù)控機床。2)合理安排加工工序安排加工工序時，應注意以下幾點： 充分考慮數(shù)控機床的特點，采用一

29、次裝夾實現(xiàn)多工序集中加工的方式。 為了減少換刀次數(shù)，減少空行程時間，消除不必要的定位誤差，采用按刀具劃分工序的方式、即使用一把刀具完成該刀具所有加工任務后，再換接第二把刀具。 在數(shù)控銑床或加工中心上銑平面、臺階或其它曲面時，一般采用粗銑-半精銑-精銑的工藝路線。鉆孔時也需先進行粗鉆、半精鉆或精鉆、鉆后半精磨，再轉入精磨工序。對幾何形式、誤差和表面質(zhì)量要求較高的孔，需要多次精磨。孔與端面有垂直度要求或平面與平面之間有位置精度要求時，應盡可能在一次裝夾中完成加工工序。 在數(shù)控機床上加工軸類工件時，視加工精度的不同，采用按粗車-半精車-精車-螺紋加工的工藝路線。有同軸度要求的內(nèi)外圓柱面或有垂直度要求

30、的外圓與端面，盡可能在次裝夾中完成。 加工螺紋孔時，一般是先鉆底孔，然后攻螺紋。 加工深孔，要采用分級進給的方法防止鉆頭折斷。 當工件上既有平面需要加工，又有孔需求加工時，可以先加工平面法劃分工序，可以提高孔的加工精度。6. 2 工件的裝夾為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，裝夾工件時應注意以下幾點：1） 盡量采用可調(diào)式、組合式等標準化、通用化和自動化夾具。2） 便于迅速裝卸工件，以減少數(shù)控機床停機時習。必要時才設計專用夾具。3） 減少裝夾次數(shù)，盡量做到一次裝夾便能把工件上的加工表面都加工出來。4） 工件的定位基準應與設計基準保持一致，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。應防止過左位機福工件最好

31、選擇一面兩銷作為定位基準。定位基準在數(shù)控機床上要細心撥正。為了找正方便，有的機床，例如臥式加工中心工作臺側面，安裝了專用定位板。5） 由于通常要求一次裝夾便能完成工件的全部加工工序，因此應防止工件夾緊引起的變形。 6.3 選擇對刀點和換刀點編制數(shù)控機床加工程序時，需求選擇一個合理的刀具起始點，這個起始點， 即為對刀點。因為數(shù)控機床執(zhí)行程序命令時從對刀點開始動作，所以對刀點也就是程序的起始點。在編制程序時，應當首先考慮對刀點的位置選擇，選定對刀點的原則是：1） 確定的對刀點位置，應使程序編制簡單；2） 刀點在數(shù)控機床上找正容易；3） 刀具退回到對刀點時應能方便地安裝工件或能測量加工中的

32、工件；4） 加工誤差小。對刀點可以設在被加工工件上，也可以設在夾具上，但是，必須與工件的定位基準有一定的坐標尺寸聯(lián)系，這樣才能確定機床坐標系與工件坐標系的相互關系。為了提高工件的加工精度，應盡量選擇工件的設計基準為工藝基準作為對刀點。采用增量方式編程的數(shù)控機床，對刀點可設在孔的中心線上、夾具上的專用對刀點上或兩垂直平面(定位基面)的交線上，這樣不僅便于測量，而且也能減少誤差，提高加工精度；采用絕對方式編程的數(shù)控機床，對刀點可以設在機床坐標系的原點上，或距原點有確定坐標尺勺去系的點上。因為數(shù)控系統(tǒng)指令能控制自動返回參考點(即機床原點)，不需要人工對刀。換刀點是為多刀加工的數(shù)控機床編程而設定的，因

33、為這些數(shù)控機床加工過程中需要更換刀具。換刀點的設定位置由工序內(nèi)容來確定。為了防止換刀時刀具碰傷工件或夾具，換刀點一般設在加工工件的外面。6.4 確定進給 路線在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線。進給路線不僅包括了加工內(nèi)容，也反映出加工順序，是編程的依據(jù)之一。確定進給路線的原則有：加工路線應保證被加工工件的精度和表面粗糙度；應使加工路線最短，以減少空行程時間，提高加工效率；在滿足工件精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率等要求的情況下，盡量簡化數(shù)學處理時的數(shù)值計算工作量，以簡化編程工作；當某段進給路線重復使用時，為了簡化編程，縮短程序長度，應使用子程序。此外，確定加工路線時，還

34、要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小，機床與刀具的剛度等情況，以確定是一次進給還是多次進給來完成加工，以及設計刀具的切入與切出方向和在銑削加工中是采用順銑還是逆銑等。以下結合具體情況來分析進給線路。（1） 在點位加工情況下，從一點運動到另一點，有時是 x、y 兩坐標軸同時快速運動，由于兩軸運動的距離不等，距離短的軸的運動先結束，然后再沿著距離長的軸運動到終點。這時要設計最短的加工線路，必須對零件圖進行細致的分析。經(jīng)過分析表明，應先加工均布于外圍的六個洞，再加工均布于內(nèi)圍的六個孔，若位置精度要求較高時，加工路線的定位方向應保持一致。（2）輪廓銑削進給路線的分析對于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時，

35、要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接 處重復加工，否則會出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖 4­2 所示，用圓弧插補方式銑削外整圓時，要安排刀具從切向進入圓周銑削加工，當整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而讓刀具多運動一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補償時，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報廢。銑削內(nèi)圓弧時，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。6.5 加工余量的確定零件加工工藝路線確定后，在進一步安排各個工序的具體內(nèi)容時，應正確地確定工序的工序尺寸，為確定工序尺寸，首先應確定加工余量。1）加工余量的概念由

36、于毛坯不能達到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過機械加工來達到這些要求。加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序余量和總余量。 工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差由于毛坯制造和各個工序尺寸都存在著誤差，加工余量也是個變動值。當工序尺寸用基本尺寸計算時，所得到的加工余量稱為基本余量或公稱余量。7 輪轂模具型腔設計7.1 輪轂 模具型腔 的工藝特點輪轂是一個如圖所示的零件，類似一個較淺的杯形件，壁較薄，壁厚基本均勻，輪緣直徑較大，高度適中，基本適合液態(tài)模鍛工藝。制造的主要困難在于采用直接液態(tài)模鍛法時，輪緣與原澆注液面之間容易形成較深的冷隔，

37、必須采取措施避免。影響工件內(nèi)部結晶質(zhì)量及力學性能的關鍵是溫度場與應力場的控制，而影響溫度場的因素又較多，因此必須通過試驗和計算找到比較理想的溫度時間曲線。而應力場直接關系到工件中縮孔、疏松、氣孔等缺陷的消除，必須確定合適的應力場分布，為獲得高質(zhì)量的工件打下基礎。7.2  數(shù)控加工工藝分析主要包括的內(nèi)容數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容實踐證明，數(shù)控加工工藝分析主要包括以下幾方面：1）選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。2）分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容及技術要求，在此基礎上確定零件的加工方案，指定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排，與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。3）設計數(shù)

38、控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。7.3 數(shù)控編程下面是在 Pro/E 環(huán)境下做出來的輪轂的模型和部分的參數(shù)的設計，主要是部分圖形和在數(shù)控上加工的部分的程序如下。7.3.1  凸模的刀具路徑及程序根據(jù)刀具路徑的特點、要求及精度，以及材料的特點，刀具的磨損量和進刀路線的要求，吃刀量的大小，應選擇直徑 20，8，5，3 的平刀為粗加工用刀。凸模刀具路徑軌跡凸模加工程序如下 ：%O1430N100G54G90N102M03S3000N112G0X­46.Y­34.998N114Z10.N116G1Z­1.

39、F100.N118X41.F1000.N120Y­27.998N122X­41.N124Y­20.999N126X41.N128Y­13.999N130X­41.N132Y­7.N134X41.N136Y0.N138X­41.N140Y7.N142X41.N144Y13.999N146X­41.N148Y20.999N150X41.N152Y27.998N154X­41.N156Y34.998N158X46.N160G0Z10.N162M5N164G91G28Z0.N166G28X0.Y0.A0.N168

40、M01N170T2M6N172G0G90X­43.Y­35.A0S3000M3N174G43H3Z10.N176G1Z0.F100.N178X­35.F1000.N180X35.N182Y35.N184X­35.N186Y­35.N188X­32.6Y­32.6N190X32.6N192Y32.6N194X­32.6N196Y­32.6N198X­30.2Y­30.2N200X30.2N202Y30.2N204X­30.2N206Y­30.2N208X­2

41、7.8Y­27.8N210X27.8N212Y27.8N214X­27.8N216Y­27.8N218X­25.4Y­25.4N220X25.4N222Y25.4N224X­25.4N226Y­25.4N228X­23.Y­23.N230X23.N232Y23.N234X­23.N236Y­23.N238X­20.6Y­20.6N240X20.6N242Y20.6N244X­20.6N246Y­20.6N248X­18.2Y­

42、18.2N250X18.2N252Y18.2N254X­18.2N256Y­18.2N258X­15.8Y­15.8N260X15.8N262Y15.8N264X­15.8N266Y­15.8N268X­13.4Y­13.4N270X13.4N272Y13.4N274X­13.4N276Y­13.4N278X­11.Y­11.N280X11.N282Y11.N284X­11.N286Y­11.N288X­8.6Y­8.6N290X

43、73;1.321N292G2X­8.6Y­1.211CR=8.736N294G1Y­8.6N296X­1.321N298G3X­1.006Y­8.644CR=8.736N300X1.18Y­8.6CR=9.506N302G1X8.6N304Y­1.2N306G2X6.414Y­5.886CR=8.757N308X3.251Y­8.076CR=9.866N310X1.18Y­8.6CR=9.506N312G3X3.251Y­8.076CR=9.506N314X6.414Y

44、73;5.886CR=9.866N316X8.6Y1.189CR=8.757N318G1Y8.6N320X1.261N322G2X5.472Y6.77CR=8.816N324X8.6Y1.189CR=8.757N326G3X5.472Y6.77CR=8.757N328X­1.311Y8.6CR=8.816N330G1X­8.6N332Y1.268N334G2X­7.855Y3.751CR=8.736N336X­5.472Y6.77CR=9.783N338X­1.882Y8.496CR=9.003N340X­1.311Y8.6CR=8.

45、816N342G3X­1.882Y8.496CR=8.816N344X­5.472Y6.77CR=9.003N346X­7.855Y3.751CR=9.783N348X­6.89Y­5.28CR=8.736N350G1X­7.4Y­6.549N352Y­7.4N354X­6.551N356G2X­7.4Y­6.549CR=9.936N358G1Y­4.538N360G2X­7.855Y3.751CR=8.736N362X­7.4Y4.552CR=9.783

46、N364G1Y6.55N9910X­7.436Y­20.431Z­2.561N9912X­7.569Y­20.796Z­2.51N9914X­7.573Y­20.806Z­2.511N9916X­7.576Y­20.815Z­2.51N9918X­7.66Y­21.046Z­2.53N9920X­8.143Y­22.374Z­2.765N9922X­8.145Y­22.377Z­2.76

47、N9924X­8.251Y­22.669Z­2.522N9926X­8.375Y­23.01Z­2.372N9928X­8.508Y­23.375Z­2.321N9930X­8.642Y­23.743Z­2.373N9932X­8.67Y­23.82Z­2.398N9934X­8.796Y­24.167Z­2.521N9936X­8.891Y­24.427Z­2.645N9938X

48、73;8.997Y­24.719Z­2.883N9940X­9.079Y­24.943Z­3.194N9942X­9.13Y­25.084Z­3.556N9944X­9.147Y­25.132Z­3.944N9946Z­6.83N9948X­9.233Y­25.368N9950X­8.787Y­25.518N9952X­8.704Y­25.28N9954Z­3.944N9956X­8.688Y&#

49、173;25.231Z­3.556N9958X­8.639Y­25.089Z­3.194N9960X­8.561Y­24.864Z­2.883N9962X­8.46Y­24.57Z­2.645N9964X­8.37Y­24.309Z­2.521N9966X­8.25Y­23.96Z­2.398N9968X­8.222Y­23.879Z­2.372N9970X­8.096Y­23.512Z

50、­2.321N9972X­7.969Y­23.145Z­2.372N9974X­7.851Y­22.802Z­2.522N9976X­7.75Y­22.509Z­2.76N9978X­7.749Y­22.505Z­2.765N9980X­7.289Y­21.17Z­2.53N9982X­7.206Y­20.927Z­2.51N9984X­7.079Y­20.56Z­2.561N

51、9986X­6.962Y­20.218Z­2.711N9988X­6.86Y­19.924Z­2.949N9990X­6.795Y­19.735Z­3.21N9992X­6.639Y­19.28Z­2.978N9994X­6.62Y­19.225Z­2.948N9996X­6.539Y­18.99Z­2.857N9998X­6.529Y­18.962Z­2.853N100X­6

52、.494Y­18.861Z­2.816N102X­6.337Y­18.405Z­2.774N104X­6.182Y­17.954Z­2.857N106X­6.103Y­17.725Z­2.97N108X­6.015Y­17.47Z­2.723N110X­5.946Y­17.268Z­2.536N112X­5.595Y­16.25Z­1.839N114X­5.54Y­16.091

53、Z­1.735N116X­5.192Y­15.079Z­1.224N118X­5.077Y­14.744Z­1.065N120X­5.003Y­14.531Z­.984N122X­4.995Y­14.507Z­.973N124X­4.772Y­13.858Z­.726N126X­4.754Y­13.805Z­.707N128X­4.727Y­13.728Z­.684N130X&

54、#173;4.681Y­13.595Z­.638N132X­4.504Y­13.081Z­.475N134X­3.752Y­10.897Z.145N136X­3.066Y­8.905Z.601N138X­2.974Y­8.638Z.628N140X­2.847Y­8.27Z.577N142X­2.792Y­8.108Z.507N144X­2.685Y­7.797Z.463N146X­2.567Y­7.455

55、Z.313N148X­2.466Y­7.161Z.075N150X­2.388Y­6.936Z­.236N152X­2.339Y­6.794Z­.597N154X­2.336Y­6.783Z­.66N156X­2.217Y­6.438Z­2.309N158X­1.992Y­5.785Z­2.202N160X­1.897Y­5.508Z­.149N162X­1.894Y­5.50

56、2Z­.113N164X­1.888Y­5.485Z.027N166X­1.84Y­5.343Z.389N168X­1.762Y­5.117Z.7N170X­1.661Y­4.823Z.938N172X­1.628Y­4.728Z.979N174Z.982N176X­1.545Y­4.755N178X­1.578Y­4.857Z.938N180X­1.673Y­5.15Z.7N182X­1.747Y­5.3

57、75Z.389N184X­1.793Y­5.517Z.027N5510X­15.889N5512X­15.454N5514X­15.018N5516X­14.583N5518X­14.148N5520X­13.712N5522X­13.277N5524X­12.842N5526X­12.406N5528X­11.971N5530X­11.536N5532X­11.1N5534X­10.973Y6.529N5536X­10.706Y6.9

58、64N5538X­10.665Y7.032N5540X­10.406Y7.4N5542X­10.23Y7.642N5544X­10.092Y7.835N5546X­9.795Y8.195N5548X­9.729Y8.27N5550X­9.359Y8.691N5552X­9.347Y8.705N5554X­8.924Y9.131N5556X­8.914Y9.141N5558X­8.489Y9.547N5560X­8.458Y9.576N5562X­8.053Y9.90

59、7N5564X­7.923Y10.011N5566X­7.618Y10.256N5568X­7.355Y10.446N5570X­7.183Y10.563N5572Z­.951N5574X­6.747Y10.685N5576X­6.312Y10.594Z­.422N5578X­5.877Y10.435Z­.103N5580G0Z10.N5582X­16.76Y6.428N5584G1Z­3.714F100.N5586X­17.195Y6.327Z­3.258F800.N5588X­17.63Y6.15Z­3.005N5590X­17.746Y6.094Z­2.963N5592X­18.065Y5.938Z­2.853N5