汽车轮毂模具型腔的数控加工加工工艺及编程设计【优秀】【数控编程类】【4张CAD图纸全套】【SK039】

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目   录

摘   要4

1. 前言

1.1数控机床的发展阶段及发展趋势5

1.2轮毂简介5

2.课题的提出6

3  材料的选择及性能

3.1 概述7

3.2材料的成分及性能7

3.3 热处理 8

4 刀具的种类及特点

4.1 数控加工刀具的种类10

4.2 数控加工刀具的特点11

4.3数控加工刀具的选择 11

5  夹具的选择

5.1 夹具的组成12

5.2 夹具的功用12

6  轮毂模具型腔加工工艺分析

6.1 数控加工工艺分析的一般方法14

6.2工件的装夹15

6.3选择对刀和换刀点16

6.4确定进给路线16

6.5加工余量的确定17

7  轮毂模具型腔的设计

7.1 轮毂模具型腔的工艺特点18

7.2 数控加工工艺主要分析的内容18

7.3 数控编程19

8.结    论34

9.将来展望35

9.参考文献38

10.感    谢39

摘   要

随着市场全球化的发展，跨国公司纷纷在我国投资，或加大在我国的采购份额。目前，具有较多优势的轻合金材料已逐步广泛的应用于各个领域，特别是伴随着汽车、摩托车制造业的发展，铝镁合金材料成形及其车轮制造业得到了前所未有的发展机遇。21世纪的经济全球化浪潮，推动了汽车工业的市场一体化、分工专业化、产业规模化的快速发展，铝镁合金车轮企业也已形成向多家汽车厂供货、跨国供应的局面。

作为汽车零部件行业的一部分，铝车轮行业的发展与全球汽车行业发展紧密相关。从全球看，汽车行业是个成熟的市场，增长缓慢，过去7年(1999-2005)全球汽车产量的复合增长(CAGR)只有3.6%。而中国汽车市场则进入快速发展时期，同期的复合增长率达19.6%。从总量看，2005年全年汽车产量6653万辆，其中中国的汽车产量570万辆。从汽车保有量看，2004年全球汽车保有量约为85,477万辆，同期中国汽车保有量为约2694万辆。

在论文中，以加工成形为主线，同时介绍了毛坯材料的选择，由材料的力学性能、化学性能以及物理性能等确定热处理，还有夹具、刀具和刀具材料的选择，以及加工工艺分析和最终的由MasterCAM加工成实体，最后由计算机控制的数控机床进行加工，它在实际生产中结合了刀具，工件，机床的性能与企业自身的实际情况积累的加工实例，工艺参数和经验等。

1.前言

1.1数控机床的发展阶段及发展趋势

   数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了46年历程。数控系统由当初的电子管式起步，经历了以下几个发展阶段：

    分立式晶体管式--小规模集成电路式--大规模集成电路式--小型计算机式--超大规模集成电路--微机式的数控系统。到80年代，总体发展趋势是：数控装置由NC向CNC发展；广泛采用32位CPU组成多微处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，便于裁剪、扩展和功能升级，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；CNC装置向人工智能化方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；数控系统可靠性不断提高。总之，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。到1990年，全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统约13万台套。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：

1  高速、高精加工技术及装备的新趋势

2、轴联动加工和复合加工机床快速发展

3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

4、重视新技术标准、规范的建立

1.2轮毂简介

现在，几乎所有的新车型都采用了铝合金轮毂，并且很多车主朋友也将原来车上用的轮毂换成铝合金轮毂。在这里，我们就向大家介绍铝合金轮毂的特点。

    铝合金轮毂有重量轻、成本低、强度高的优点，而且铝有较强的导热性能，可大大延长汽车、摩托车轮胎使用寿命，特别是高负载卡车轮胎的寿命。铝合金轮毂以其美观大方、安全舒适等以下特点：

⑴、安全

对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。而铝台金的热传导系数比钢、铁等大三倍，散热效果自然要好得多，从而增强了制动效能、提高了轮胎和制动盘的使用寿命、有效的保障了汽车的安全行驶。

⑵、舒适

装有铝合金轮毂的汽车一般都采用子午线轮胎。子午线轮胎的缓冲和吸震性能优于普通轮胎。这样，汽车在不平的道路上或高速行驶时，舒适性将大大提高。

⑶、节能

由于铝台金轮毂重量轻(与同样规格的铝或钢轮毂相差约2kg)、制造精度高，所以在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力，从而减少油耗。

２.课题的提出

近年来，随着国际市场上车轮生产厂商生产工艺的不断改进，欧美车轮行业逐步用强旋铝合金轮毂取代传统的车轮生产工艺，国内车轮行业也在朝着先进的铝合金车轮生产工艺方面发展。

镁合金作为最轻的结构材料及可回收的绿色材料近年来备受关注。在汽车工业、电子工业、国防工业等领域的应用增长势头强劲。目前用于汽车上的镁合金零件至少有60种，主要有仪表盘、座椅骨架、方向盘、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂等。德国大众公司预测在未来5年内每辆汽车上的用镁量可以达到60-80kg（1）。近年来，随着原镁材料价格的下降，镁合金成形工艺技术及其装备水平的提高，以及镁合金防腐工艺的改善，镁合金轮毂在汽车、摩托车、自行车上的使用将越来越多。

目前，镁合金轮毂在批量生产的汽车、摩托车及自行车上的应用还只是处于起步阶段，要达到目前铝合金轮毂的使用量，还有很多研究工作要做。尤其在我国，尚不具备镁合金轮毂生产的技术和能力。因此，在“十五”科技攻关重大专项“镁合金开发应用及产业化”项目中, 将镁合金汽车轮毂和摩托车轮毂的大规模生产技术与商业化应用为技术突破和产业化目3 刀具的种类及特点

3 材料的成分及性能

3.1 概述

选择合理性的标志，应是在满足零件的性能要求的条件下最大限度地发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的消耗和降低加工成本。同时要适应加工设备条件而设计加工工艺。选择的一般原则，首先是满足零件使用性能的前提下，现时考虑工艺性、经济性。只要根据我国的资源情况尽量选择材料。

综合考虑，汽车轮毂材料采用最常用的中碳优质钢45钢。

45钢是机械制造中广泛使用的中碳优质碳素钢，淬透性较低，水淬容易变形和开裂，经适当热处理后具有高的强度，通常在调质或正火状态下使用。为了保证有必要的韧性，并消除其残余应力，应在淬火再回火后成索氏体。该钢具有良好的切削加工性能，冷变形塑性中等，钢丝可供冷镦。可焊接，但焊接前需预热，焊后需退火处理。

参考文献

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[2] 童建新. 汽车和摩托车领域的镁合金压铸技术. 四川兵工学报. 2003(12): 27-28

[3] 洪慎章. 镁合金注射成形新技术. 轻合金加工技术，2004(1): 5-6

[4] 熊道辉. 隆鑫镁合金摩托车西部万里行. 摩托车技术， 2004(01): 33-34

[5] 陈力禾，刘正，林立，等. 镁—汽车工业通向新世纪的轻量化之路. 铸造， 2004(1): 5-11

[6] 蔡锁岐，崔尔信. 镁合金汽车车轮重力铸造研究. 铸造技术，2001(5): 8-10

[7] 黄晓艳，周宏. 镁合金的研究应用及最新进展. 材料与冶金学报，2003(12): 300-306

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[10] 董选普, 黄乃瑜, 吴树森. 一种铝合金精确成型工艺——Cosworth Process. 特种铸造及有色合金, 1999(5): 45-47

[11] 侯击波, 彭有根, 杨晶等. 电磁泵低压铸造技术. 铸造, 2002(11): 723-725

[ 12] 党惊知，杨晶，程军. 铝合金电磁泵低压铸造技术. 兵工学报，2003(5): 286-288

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[14] 美国金属学会. 金属手册. 性能与选择：有色合金及纯金属(M). 机械工业出版社，1994:

[15] 陈适先 《强力旋压工艺及设备》 （1986年国防工业出版社）

[16] 王成和 《旋压技术》 （1986年机械工业出版社）