毕业设计（论文）-汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析.doc

汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析 系 部： 精 密 制 造 系 学生姓名： 专业班级： 数控11C1 学 号： 111021133 指导教师： 2021年4月25日 声 明 本人所呈交的 汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名： 　　　 日期： 2021年4月25日 【摘要】随着中国GDP的快速增长，人们对汽车的需求量也与日俱增，汽车轮毂作为汽车的一个重要组成局部，它的大小、材料、质量决定了汽车行驶的平安性和可靠性，伴随着中国汽车零部件工业的成长，轮毂行业逐渐开展壮大起来。

本文以汽车轮毂作为研究对象，首先介绍汽车轮毂的应用场合；其次介绍汽车轮毂的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线确定；最后分析了汽车轮毂的局部数控加工程序，总结了常见的几个问题以及解决方法关键词】：汽车轮毂；工艺分析；加工程序目录引言 1一、汽车轮毂零件介绍 2〔一〕汽车轮毂零件 2〔二〕应用场合 4〔三〕结构形状分析 4二、汽车轮毂的加工工艺分析 5〔一〕工件材料选用 5〔二〕加工设备的选用 5〔三〕夹具的选用 9〔四〕刀具的分析与选用 10三、汽车轮毂的加工过程 12〔一〕压铸 12〔二〕数控加工 12〔三〕数控加工程序 13〔四〕后处理工序 13四、加工过程中出现的问题及解决方法 13总结 16参考文献 17谢辞 18附录 19引言普通机床的诞生具有划时代的意义，但是由于普通机床自身的特点决定了它们无法加工出非常精密的零件，普通机床的加工技术与现代的数控加工技术比拟起来具有很大的差距，最早时期生产的轮毂存在很多的问题，主要问题是加工后的零件形状尺寸达不到设计要求，外表粗糙，再加上那时测量技术比拟差，所以无法保证加工后轮毂尺寸的精确性和外表质量。

随着科学技术的飞速开展，机械制造技术发生了深刻的变化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开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〕的开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开展的大趋势本文以汽车轮毂作为研究对象，首先介绍汽车轮毂的应用场合；其次介绍汽车轮毂的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择以及加工路线的拟定等；最后分析了汽车轮毂的局部数控加工程序以及总结了常见的一些问题我的毕业设计课程来源于康翔铝业〔泰州〕，本公司主要从事于汽车轮毂的生产，由于我的实习岗位是数控车床操作，它主要是精加工汽车轮毂，因而本论文就地取材，重点在于介绍生产汽车轮毂过程中的工艺以及对加工程序的分析一、汽车轮毂零件介绍〔一〕汽车轮毂零件本课题研究的对象是汽车轮毂图1-1所示为汽车轮毂的实物图，其中图a、c、d分别为汽车轮毂的三个主要加工面如图1-1a所示为安装面〔汽车轴承与轮毂接触的局部)，图1-1c所示为安斜面(安装面与轮毂内环之间的局部〕，图1-1d所示为A面〔汽车轮毂正面除轮毂外环的局部〕，图1-2所示为汽车轮毂的零件图。

螺栓孔CAP孔 气嘴孔安装面 气嘴孔 (a)安装面 (b)CAP、螺栓、气嘴孔中心孔 安斜面A面 (c) 安斜面、中心孔 (d) A面 图1-1 汽车轮毂实物图 图1-2 汽车轮毂零件图〔二〕应用场合 轮毂，汽车轮胎内以轴为中心用于支撑轮胎的圆柱形金属部件，通俗地说，就是车轮中心安装车轴的部位，是连接制动鼓(制动盘)、轮盘和半轴的重要零部件。

如图1-3所示是一些汽车轮毂的图片，图1-3a为奇瑞汽车轮毂，图1-3b为宝马汽车轮毂，图1-3c为雪铁龙汽车轮毂，图1-3d为悦达起亚汽车轮毂，它们造型各异，所用材料不同，制作工艺不同，性价比自然不同，价格也就有高有低 〔a)奇瑞汽车轮毂 〔b)宝马汽车轮毂 〔c)雪铁龙汽车轮毂 〔d)悦达起亚汽车轮毂 图1-3 汽车轮毂〔三〕结构形状分析由汽车轮毂零件图1-1及图1-2可以看出，此零件为车削加工零件〔零件大局部已经通过压铸成型〕主要由圆柱面、倒角、倒圆弧、孔等结构组成技术要求分析：加工要求高，精度、圆度、外表粗糙度等要求较高汽车轮毂总共有两个加工面，我们把汽车轮毂的两个加工面分别叫做正面、反面具体结构分析如下：正面主要是护盖孔〔CAP孔〕、气嘴孔、五个螺栓孔和一个平面〔A面〕，CAP孔座径为158，气嘴孔径11.4/19、厚度3.5，螺栓孔的节圆直径〔PCD〕为114.3、范围为￠112-130、孔深为7、其外表粗糙度为3.2，外径￠523±；反面是一个中心孔和两个平面〔安装面、安斜面〕，中心孔径74.1、外表粗糙度为3.2，安装面直径155。

二、汽车轮毂的加工工艺分析〔一〕工件材料选用 常用汽车轮毂材料有钢和铝合金，钢的特点是制作工艺简单、重量较大、抗金属疲劳的能力很强，铝合金的特点是质量较轻、制作精度高、散热性好本课题研究的汽车轮毂选用铝合金作为材料，通过压铸而成，铝合金轮毂的性能特点如下： 1.质轻、省油 平均每个铝合金轮毂比相同尺寸的钢轮毂轻2kg根据日本实验室提供的数据：5座轿车的重量每减轻1kg，一年约节省20L汽油美国汽车工程师学会的研究报告指出，铝合金轮毂虽然比一般钢轮毂贵，但每辆汽车跑到2万公里时，其所节省的燃料费足以抵回本钱铝合金的热传导系数为钢的3倍，长途高速行驶时，也能使轮胎保持在适当的温度，使刹车鼓及轮胎不易老化，增加寿命，降低爆胎的几率3. 尺寸精度高 铸造铝合金轮毂最终都需经数控机床加工的工序，所以无论是轮毂圆度、端向和径向精度，都不是传统滚压钢圈能够相比的通常情况下，传统钢圈的端向和径向允跳动值为±1mm；而普通铝轮毂的控制范围为±0.5mm；高档车铝轮毂为±0.3mm精度高达0.05mm，运转时平衡性能佳，适合于高速行驶铝合金轮毂之耐冲击力、抗张力及热力等各项强度指标较钢轮毂要高，这也是铝合金在国防工业、航空工业中扮演重要角色的原因之一。

一般钢轮毂因生产所限，形式单调呆板，缺乏变化；铝合金轮毂那么有各式各样的设计，加上光泽、颜色效果好，从而提高了汽车的价值与美感用铸造方法生产的轻合金轮毂，可以制作出任意空间曲面和形状，以吻合不同车型，迎合不同用户的需要，并且不易藏污纳垢，易清理通过以上性能特点的介绍与比拟，铝合金的优点远大于钢，更适合用于制造汽车轮毂，所以本课题中汽车轮毂选用铝合金作为材料是非常适宜的〔二〕加工设备的选用本课题中对汽车轮毂的加工，一共用到两台机器，分别是数控车床和数控钻铣中心，具体介绍如下： 本课题中用到的数控车床型号为 WHL-F50，FANUC系统，本机床外形如图2-1所示，它适合加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件其具体技术参数如表2-1所示 图2-1 WHL-F50型数控车床 表2-1 FEMCO WHL-F50主要技术参数 FEMCO WHL-F50机床参数工程规格加工能力最大加工直径￠620mm最大旋径￠727mm标准加工轮圈22最大加工轮圈宽12行程X轴340mmZ轴700mm主轴转速2500rpm鼻端形式a2-8前段轴承内外径￠130/￠200后端轴承内外径￠120/￠180马达形式a30/6000i马达出力〔连续/30分〕30/37最大扭力303刀塔刀具数目12外径刀柄尺寸□25镗孔刀柄尺寸￠50相邻刀具交换时间伺服马达X轴 4KWZ轴4KW快速移动速率X轴16000mm/minZ轴20000mm/min滚珠螺杆外径及节距X轴￠36×p8Z轴￠50p×10切削液单元泵浦〔浸水式〕刀具冷却用切削冲洗用水箱容量315Liters液压单元泵浦油箱容量44Liters润滑单元泵浦25KW油箱容量2Liters机械外观尺寸(不含铁屑输送机〕宽4105mm深2150mm高2130mm重8500kg荷电量55KVA控制系统FANUC Oi-TC本课题中用到的数控钻铣加工中心型号为MV86A，FANUC系统，其外形如图2-2所示。

MV系列立式综合加工机是为高效率加工需求的产业所设计的工具机产品；广泛适用于大量生产之汽机车零件生产、航太、资讯电子产业之零组件加工以及各类精密模具加工之生产；其宽广的Y轴大行程特色，更符合多数模具生产规划利用本机床特色鲜明，包括高刚性的机体结构及高精度加工能力、运动快速确保最正确精度、高速高精密主轴、稳定可靠的ATC、。