【正文】 切削速度比高速鋼高4~10倍，但其沖擊韌性與抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差。選擇合適的刀具和參數(shù)，對(duì)于金屬切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。 刀具選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行。而按專(zhuān)門(mén)化程度劃分來(lái)說(shuō)，該零件使用的是立式數(shù)控銑床。數(shù)控刀具軌跡是實(shí)施型腔CAD/ CAM的關(guān)鍵之一，曲線(xiàn)曲面造型是刀具軌跡生成的基礎(chǔ)，Ifu型腔加工的準(zhǔn)確性只能在生成合理的刀具軌跡前提下才能保證。銑削加工時(shí)，由十多個(gè)均布加強(qiáng)筋的存在，要使用循環(huán)切削。 刀具起刀點(diǎn)和回零點(diǎn)是刀具的起始位置和最終位置，起刀點(diǎn)是刀具開(kāi)始切削運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，它的設(shè)置既要考慮裝火方便，也要考慮半徑補(bǔ)償時(shí)能以最短的起刀路線(xiàn)完成加強(qiáng)筋的多次循環(huán)切削。各強(qiáng)筋板的尺寸計(jì)算和加工節(jié)點(diǎn)計(jì)算均比較困難，所以必須使用Pro/E軟件進(jìn)行編程。本零件形狀規(guī)則，設(shè)計(jì)坐標(biāo)系、工藝坐標(biāo)系始終沒(méi)有改變。加工一個(gè)零件，用戶(hù)可以創(chuàng)建多個(gè)加工坐標(biāo)系，但一次走刀只能使用一個(gè)坐標(biāo)系。數(shù)控加工中確定加工坐標(biāo)系是數(shù)控編程的重要工作，所有刀具路徑輸出點(diǎn)的基準(zhǔn)位置，刀具路徑中的所有數(shù)據(jù)也相對(duì)于該坐標(biāo)系。1試模、修模和氮化在擠壓機(jī)上進(jìn)行熱擠壓試模，觀察出料及料頭端形狀，并按產(chǎn)品尺寸與技術(shù)條件要求，檢查擠壓制品性能；對(duì)試模不符合要求的模具，應(yīng)按模具的試擠壓情況進(jìn)行修理后再試壓，直至擠壓出合格的輪轂為止；對(duì)熱擠壓試擠壓合格以及修模后合格的擠壓模具，在生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行氮化處理，以延長(zhǎng)模具的使用壽命。研磨，在擠壓研磨機(jī)上，研磨23 min。平磨，模坯的磨削加工主要是對(duì)底模的兩端面進(jìn)行平磨，以及對(duì)模芯進(jìn)行外表面磨削。模具預(yù)熱溫度800 850 ℃。銑削加工的輪廓應(yīng)光滑，形位公差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。定位孔的加工直接關(guān)系到模具的裝配和擠壓輪轂的質(zhì)量，所以要查詢(xún)相關(guān)的技術(shù)資料才能確定。鉆孔，按鉗工劃線(xiàn)位置，鉆定位銷(xiāo)釘孔、螺釘孔并攻絲。按模具圖紙尺寸負(fù)偏差精車(chē)模具外圓。 。模坯的初鍛溫度為10501200 ℃ ,終鍛溫度不低于8500℃，鍛造后模坯退火處理，退火溫度860890 0℃，時(shí)間38h。模具毛坯按照設(shè)計(jì)圖紙尺寸及技術(shù)要求，選擇4Cr5MoSiV1熱擠壓模具鋼作模坯。精加工切削深度不大于0. 05mm粗加切削,深度控制在0. 2mm以?xún)?nèi)。調(diào)質(zhì)處理后，使用陶瓷刀具進(jìn)行數(shù)控車(chē)削加工。另外，還需采取以下工藝措施: (1)粗、精加工分開(kāi)，并選擇合理的切削用量，以減少熱變形，保證加工精度和表面質(zhì)量。該零件的加工余量如下： 。為避免產(chǎn)生廢品，所確定的加工余量一般偏大。其確定的方法有：經(jīng)驗(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法。但若加工余量過(guò)小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。加工余量大小，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。該零件選用45鋼，45鋼屬于中碳鋼，這類(lèi)鋼調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即既具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有較好的塑性、韌性，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)。但焊接后變形大，需經(jīng)時(shí)效處理。冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選用模鍛；形狀復(fù)雜的零件不宜用自由鍛。薄壁零件不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進(jìn)的鑄造方法。、余量分析常用毛坯的種類(lèi)有鑄件、鍛件壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。內(nèi)孔及橢圓圓面進(jìn)行精車(chē)，和上端面一樣留足夠的加工余量，采用數(shù)控完成精加工。這保證端部與圓柱體的光滑過(guò)渡，鋁輪低壓鑄造模具頂模的外圓留精加工余量，以便完成加強(qiáng)筋銑后再用輪廓銑走刀一次。使用壓鑄的方法完成圓餅狀毛坯，普通車(chē)床粗車(chē)。 因此，為保證鋁輪低壓鑄造模具上模的加工質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)中須采取特殊的工藝措施。(3)該模具需要長(zhǎng)期承受高溫作用，材料為耐熱鋼，屬于難切削加工材料。針對(duì)上述要求，不難看出該零件的加工難點(diǎn)主要為:：(1)工件為回轉(zhuǎn)體，而加強(qiáng)筋為異形結(jié)構(gòu)，它在圓柱體上的均布性要求，采用一般方法很難達(dá)到加工要求，而采用數(shù)控加工的方法能保證加工質(zhì)量。頂模的主要加工技術(shù)要求為：頂模與側(cè)模配合處的尺寸精度為h8；；尺寸精度要求為IT8, ，且不能有明顯的接刀痕跡；，假如頂模的要求比較高，可以適當(dāng)?shù)奶岣咂浔砻婢龋豁斈９ぷ鞅砻娌辉试S有任何的表面缺陷(如裂紋、發(fā)裂、剝落及各種孔洞)；為了不影響模具成型的精度，頂模和澆注系統(tǒng)不允許有倒角或圓角，以免產(chǎn)生毛刺或合金液飛濺。鋁輪頂?？傮w結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，主體為回轉(zhuǎn)體，上部有形狀基本規(guī)則的加強(qiáng)筋，并有四個(gè)固定用孔。焊接組裝法一般只鑄造或鍛造輪輻，輪姻用成型卷材卷制，然后將輪輻、輪輞焊接成輪轂，可大大減輕重量，降低生產(chǎn)成本，但工藝較復(fù)雜，日本在該技術(shù)方面已經(jīng)相當(dāng)成熟。另外，也有個(gè)別廠(chǎng)家使用旋壓法和焊接組裝法成形。相較而言，鍛造車(chē)輪的模具比鑄造貴得多，也更難開(kāi)模，但鍛造車(chē)輪的力學(xué)性能要高30%—50%，相應(yīng)價(jià)格也要高很多。： 分流錐(4) 在模型中單擊分流錐右鍵，在彈出快捷菜單中選著【編輯定義】命令，在【元件放置】添加三個(gè)約束，單擊確定，：(5)最后對(duì)型腔元件進(jìn)行處理，添加溢流槽，對(duì)溢流槽進(jìn)行整列處理，：第4章 鋁輪轂頂模加工工藝和數(shù)控編程 引言鋁合金輪轂的主要生產(chǎn)上藝有兩種：鑄造和鍛造。(1) 在【模具】菜單中選擇【模具軟件】中的【創(chuàng)建】，彈出【元件創(chuàng)建】，然后在子類(lèi)型中選著【實(shí)體】單選按鈕，進(jìn)行一系列操作，進(jìn)入模型樹(shù)中選著【打開(kāi)】命令，繪制澆口套草圖，單擊【確定】，并在【圓角工具】工具中得到開(kāi)口邊緣，在【設(shè)置】上滑板中設(shè)置圓角類(lèi)型，單擊確定按鈕。直澆道內(nèi)的金屬液經(jīng)分流錐導(dǎo)入型腔，流程最短，易于形成薄壁件鑄件，并避免了金屬液對(duì)型芯的直接沖擊。接下來(lái)將對(duì)模具元件進(jìn)一步處理，在型腔元件上創(chuàng)建溢流槽，創(chuàng)建澆口套、分流錐元件等。(2) 選著剛創(chuàng)建的拉伸特征，選擇【編輯】和【鏡像】命令，選著鏡像平面，單擊【確定】按鈕。步驟2—?jiǎng)?chuàng)建砂芯分型面(1)單擊【分型面】按鈕，在【曲線(xiàn)選項(xiàng)】菜單管理器中選著【旋轉(zhuǎn)】中的【完成】命令。(8)在【所有尺寸】。 加載的參照模型(5) 單擊【自動(dòng)工件】按鈕，系統(tǒng)將彈出【自動(dòng)工件】對(duì)話(huà)框，選著坐標(biāo)系作為模具原點(diǎn)，從【形狀】下拉列表中選取工件形狀為【標(biāo)準(zhǔn)矩形】，接受默認(rèn)的工件名稱(chēng)。(3) 在【布局】對(duì)話(huà)框中選著【坐標(biāo)系類(lèi)型】菜單管理器，然后再【動(dòng)態(tài)】命令，設(shè)置好【參照模型方向】對(duì)話(huà)框，單擊【確認(rèn)】按鈕。 鋁輪轂的壓鑄模具設(shè)計(jì)步驟步驟1—?jiǎng)?chuàng)建模具模型(1) 打開(kāi)pro/e之后，選著【文件】中【新建】命令，在彈出的【新建】對(duì)話(huà)框里選著【類(lèi)型】選項(xiàng)組中選著【制造】單選按鈕，在【子類(lèi)型】選項(xiàng)組中選著【鑄造型腔】單選按鈕，在【名稱(chēng)】文本框中輸入模具模型，取消【使用缺省模塊】復(fù)選框，單擊【確認(rèn)】按鈕。從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上克服筋條出現(xiàn)鑄造缺陷如縮松，縮孔，凝固時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致結(jié)晶粗大，偏析嚴(yán)重，在熱處理后力學(xué)性能，特別是延伸率較低。(4) 不同正面造型輪轂的模具設(shè)計(jì)概要，不同的輪轂正面造型，會(huì)使輪輻的多少、寬窄、粗細(xì)等差別較大，因而整個(gè)鑄造過(guò)程的溫度場(chǎng)會(huì)有相當(dāng)大的差異，相應(yīng)在由澆冒口向輪姻及耳部補(bǔ)縮時(shí)也會(huì)有不同的效果。這對(duì)保證順序冷卻起著至關(guān)重要的作用，也是現(xiàn)場(chǎng)上藝調(diào)整的最大任務(wù)。對(duì)冷卻風(fēng)管的布置方位，底模冷卻風(fēng)管的布置原則是：正對(duì)筋條，集中冷卻輪轂法蘭盤(pán)及輪輻與輪姻相接處的熱節(jié)部位；上模風(fēng)管的布置與底模類(lèi)似，而邊模則一般正對(duì)輪輻與輪姻相接處加風(fēng)管即可。水冷方式冷卻速度快，可在一定程度上提高輪轂的力學(xué)性能，但需要解決冷卻管路由于頻繁的熱脹冷縮而產(chǎn)生的開(kāi)裂問(wèn)題，因此在管路焊接上藝上要求較高；風(fēng)冷是較為常用的冷卻方式。一般冷卻分為風(fēng)冷、水冷及風(fēng)水混冷三種方式。在選擇底模賠厚時(shí)，以考慮利于外界冷卻條件對(duì)內(nèi)部溫度場(chǎng)的控制為主，因此取底模賠厚一般在20~25mm為宜。由于底模過(guò)厚，對(duì)鋁液熱量向外散失不利，底模冷卻系統(tǒng)對(duì)鋁液的冷卻影響也相應(yīng)減弱，也就是說(shuō)，在后來(lái)的冷卻過(guò)程，外界冷卻囚素囚對(duì)輪轂內(nèi)部溫度場(chǎng)的影響減弱，從而對(duì)輪轂合理成型的控制相應(yīng)減弱，筋條部分在后來(lái)的冷卻過(guò)程中結(jié)晶出現(xiàn)粗大和偏析增大的趨勢(shì)，反而削弱了筋條的強(qiáng)度。經(jīng)分析，過(guò)大的模具賠厚使筋條整體冷卻速度加快(底模吸熱量較大)，致使冒口向輪輞的補(bǔ)縮通道過(guò)早被阻塞，由于補(bǔ)縮不足而發(fā)生輪輻與輪姻相接處有較大縮孔，以及產(chǎn)生輪姻縮松缺陷而引發(fā)氣密性報(bào)廢嚴(yán)重的現(xiàn)象。在對(duì)50件進(jìn)行熱處理后，半成品力學(xué)性能米像預(yù)期的增大，與按常規(guī)賠厚生產(chǎn)的相似輪型基本持平。由此進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。因此頂、邊模厚度以保證模具強(qiáng)度為主，同時(shí)兼顧輪輞的成型因素，目按一般經(jīng)驗(yàn)，上模取壁厚25~30mm為宜，邊模取30mm左右為宜。按此種狀況推斷，增大模具賠厚可以獲得相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的激冷效應(yīng)，囚而獲得較大厚度的優(yōu)質(zhì)組織層。在充型過(guò)程的初始階段，鑄件的散熱主要是熱傳導(dǎo)，即由模具本身吸收熱量，而吸熱量的多少，取決于模具的質(zhì)量(在模具溫升固定的前提下吸熱量與物質(zhì)質(zhì)量成正比)，模具升溫吸熱，鋁液降溫散熱，兩者達(dá)到熱平衡時(shí)，以傳導(dǎo)散熱為主的散熱方式基本停止。在確定輪輞厚度及梯度時(shí)，輪輞寬度是另一個(gè)需要考慮的因素，輪輞寬度大，則與冒口距離愈遠(yuǎn)，可考慮適當(dāng)增加輪輞壁厚與梯度。, 、即符合梯度要求。(1) 模具梯度的確定，梯度是指模具輪輞型腔部分自上而下由薄增厚的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)符合順序凝固要求。合理的模具設(shè)計(jì)，是取得高效率和高效益最重要的一環(huán)。（4）半固態(tài)壓鑄：半固態(tài)壓鑄是當(dāng)金屬液在凝固時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，并在一定的冷卻速率下獲得50%左右甚至更高的固體組分漿料，并將這種漿料進(jìn)行壓鑄的方法。國(guó)外在20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始在壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)用這一方法。這種三氧化二鋁質(zhì)點(diǎn)顆粒細(xì)小，約在1μm以下，%～%,不影響力學(xué)性能，并可使鑄件進(jìn)行熱處理[10]。充氧壓鑄是消除鋁合金壓鑄件氣孔，提高鑄件質(zhì)量的一個(gè)有效途徑。這說(shuō)明氣泡中部分氧氣與鋁液發(fā)生了氧化反應(yīng)。因此，采用真空壓鑄法可提高生產(chǎn)率10%～20%.采用真空壓鑄時(shí)，鎂合金減少了形成裂紋的可能性（裂紋時(shí)鎂合金壓鑄時(shí)很難克服的缺陷之一，經(jīng)常發(fā)生在型腔通氣困難的部位），提高了它的力學(xué)性能，特別是可塑性?？蓽p小澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)尺寸。真空壓鑄的特點(diǎn)是：顯著減少了鑄件中的氣孔，增大了鑄件的致密度，提高了鑄件的力學(xué)性能，并使其可以進(jìn)行熱處理。由于型腔抽氣技術(shù)的圓滿(mǎn)解決，真空壓鑄在20世紀(jì)50年代曾盛行一時(shí)，但后來(lái)應(yīng)用不多。其真空度通常在380～600毫米汞柱的范圍內(nèi)，可以通過(guò)機(jī)械泵獲得。以下介紹的便是壓鑄行業(yè)中出現(xiàn)的新工藝技術(shù)。(3)壓鑄的生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用較高。而對(duì)于鋼鐵材料，由于其熔點(diǎn)高，壓鑄模具使用壽命短，故鋼鐵材料的壓鑄很難適用于實(shí)際生產(chǎn)。(2)壓鑄的合金類(lèi)別和牌號(hào)有所限制。這是由于加熱溫度高時(shí)，氣孔內(nèi)的氣體膨脹，導(dǎo)致壓鑄件表面鼓包，影響質(zhì)量與外觀。這是由于液態(tài)合金的充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中。壓力鑄造的生產(chǎn)周期短,一次操作的循環(huán)時(shí)間約5 s～3 min ,這種方法適于大批量生產(chǎn)。壓鑄件的抗拉強(qiáng)度一般比砂型鑄件高25%～30%，但收縮率較低。壓鑄的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高。壓鑄模具是壓力鑄造生產(chǎn)的關(guān)鍵，壓鑄模具的質(zhì)量決定著壓鑄件的質(zhì)量和精度，而模具設(shè)計(jì)直接影響著壓鑄模具的質(zhì)量和壽命。 鋁輪轂的壓鑄模具設(shè)計(jì) 鋁輪轂擠壓模具設(shè)計(jì)前的相關(guān)知識(shí)壓力鑄造是目前成型有色金屬鑄件的重要成型工藝方法。 　　影響流動(dòng)性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱(chēng)澆注壓頭）的高低。流動(dòng)性的大小決定合金能否鑄造復(fù)雜的鑄件。鋁合金重量輕、強(qiáng)度高、成型性好、價(jià)格適中、回收率高，縣有塑料與鎂合金等無(wú)法比擬的綜合優(yōu)勢(shì)。頂出機(jī)構(gòu)是推桿推出的一次脫出機(jī)構(gòu)。制品上還有散熱片，須進(jìn)行側(cè)向抽芯。本模具考慮到年產(chǎn)量、工廠(chǎng)的設(shè)備及鑄件的精度要求，選擇一模一腔結(jié)構(gòu)。 汽車(chē)輪轂正面效果圖第3章：鋁輪轂壓鑄模具的3D設(shè)計(jì) 引言壓鑄是制造業(yè)的一種工藝，能夠成型復(fù)雜的高精度的金屬制品，多用于汽車(chē)制造，機(jī)械制造等。 鋁輪轂的設(shè)計(jì) Pro / E三維實(shí)體建模是利用其強(qiáng)大的三維造型功能中的零件模塊實(shí)體特性，遵循由線(xiàn)一面一實(shí)體的方式進(jìn)行的，汽車(chē)輪轂的外形三維實(shí)體的生成，其關(guān)鍵在于外形尺寸在Pro/E中的實(shí)現(xiàn)。鑄造內(nèi)外圓角:R=2mm.汽車(chē)輪轂的受阻收縮率:0. 5%1%；鑄造斜度(拔模斜度):a =50176。要有合理的鑄件壁厚，其最薄的部分應(yīng)保證液體金屬充滿(mǎn)。鑄件的壁厚盡可能均勻，減少和消除應(yīng)力防止縮孔和裂紋缺陷的產(chǎn)生。汽車(chē)輪轂由鋼圈，輪輻，風(fēng)孔等組成。其中，輪轂實(shí)體設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，直接涉及到模具的結(jié)構(gòu)及尺寸精度。輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)可分為兩步:①設(shè)計(jì)出符合要求的輪轂三維實(shí)體模型。本論文以Pro/ENGINEER為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以并行工程為思想，最終完成對(duì)擠壓鑄造模具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，智能化，大大縮短了設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的時(shí)間，從大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期。 輪轂方案的確定Pro/ENGINEER提供的設(shè)計(jì)理念將設(shè)計(jì)、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，賦予“設(shè)計(jì)”完整的概念。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶(hù)在為一件產(chǎn)品造型而