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汽车轮毂加工工艺分析

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发表于 2017-11-29 08:49:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
来源: 东风柳州汽车有限公司  作者:庞贤师

     
     摘要:文章通过对商用车轮毂零件的机加工工艺及路线设计等内容的分析,详细讨论了汽车轮毂从毛坯到成品的机械加工工艺过程,并制定了相应的机械加工工艺规程,对轮毂的加工工艺进行了探讨与分析,以供各位参考。
     

    近几年来,随着经济的发展,我国的商用车越来越得到更广泛的应用,轮毂作为汽车底盘的一个关键件,汽车在行驶过程中轮毂作旋转运动,内孔装有轴承起到了支撑车辆的作用。轮毂的材质、加工尺寸、形位公关的控制是车辆在使用中所要关注的问题。通过对轮毂的加工工艺进行分析,了解轮毂在尺寸控制方面的关键特性,对我们了解轮毂及使用上具有重要意义。

   
  
     1 、零件分析

   
     1.1 零件的结构分析
   
     汽车轮毂属盘套类零件(如图1所示),零件的外表面为阶梯带凹槽、加强筋,内表面为阶梯孔,这个属于典型的盘套类零件,同时又具有轴类零件的特征,是以轮毂及上
下端为主要加工表面,且有较高的尺寸公差和形位公差要求。
   
      1.2 零件的生产纲领及零件的生产类型

      在设计制造工艺路线时要考虑汽车轮毂是具有大批量生产的特点,所以要制定合格的工艺路线和合适的设备、刀具、量具、检具,来提高生产效率,降低生产成本,提高经济效益。
  
  
   

      
      

  
          图1 汽车轮毂结构图


     2 、工艺规程设计

  
    2.1 制定加工工艺路线
  
    加工工序名称见表1。

     

     本工艺路线的优点在于第3序,轮毂的内外轴承位、油封位、制动鼓安装止口位四者同轴度要求很高,技术要求为:↗0.05,本工艺路线,以工序集中的方式,将四者的形位公差要求在同一次装夹后,一次加工成型,有效减少多次定位引起形位公差误差。其余孔口倒角部份不在此工艺路线中列出。
  
     2.2 定位基准的选择
  
    确定加工工艺路线后,选择基准是工艺规程设计中的重要工作,选择正确与合理的基准,可以保证加工质量的一致性,提升加工效率,减少对工人技能水平的依赖。选择合适的基准必须从零件的加工精度、特别是加工表面的相互位置精度来考虑,保证零件定位准确,以提高定位精度,减少定位误差。本工艺路线的定位基准的选择按照“基准重合”原则和“基准统一”原则,见表2。

   
  
   

   
   

   2.3 确定机械加工余量
  
     机械加工余量的确定有很多因素决定。再此,主要考虑工序的经济性及各工序的加工方法。以下主要针对两轴承位的加工余量作分析,其余尺寸可以此作参考。具体见表3、4。

   
   
  
   2.4 工序3精车端面至尺寸的工序设计
  
    2.4.1 加工设备与工艺装备
  
    加工设备:立式数控车床PUMA V550。工艺装备:刀具1:DCLNR 3225 P12,如图2所示,相关参数见表5;刀片1:CNMA120408-KM。


   
                                         2 刀杆1
   
   刀具2:A40 V-MWLNL08,如图3所示,相关参数见表6;刀片2:WNMA080408-KM。

   
                          图3 刀杆2
   
  刀具3:890 120244 R7258,如图4所示,刀片3:DNMA120408-KM。

  
                                                 图4 刀杆3

    由于轴承孔位采用一背镗式刀具,在刀具选用进要作详细规划,避免由于刀尖长度不足引起轴承位加工不完整,避免由于刀杆强度不足引起的震刀、让刀而导致表面加工精度差或者加工尺寸不稳定。刀杆3采用的是高强度的合金材料,由厂家定做,确保了加工质量。
  
    2.4.2 加工程序、
  
     在程序编制时要避免刀具与工件干涉,尤其是刀杆3以背镗的方式加工的轴承孔位。刀杆经过零件中心,穿过时极其容易与零件发生碰撞。快速进给刀具、车削、快速退刀等程序上都要逐步调试,切忌操之过急。现将加工程序列出如下:


   
  
   2.5 钻孔Φ22
  
   2.5.1 钻削Φ21 mm孔
  
     选择刀具和机床:查阅《机械制造工艺设计简明手册》,由钻削深度ap=40mm,选择d0=21mm的H12级高速钢麻花钻(GB 1438-85),机床选择立式钻床Z525。
   
     选择切削用量:①进给量f。根据《切削用量简明手册》表2.7,取f=0.37~0.45mm/r,查阅《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-16,故取f=0.41mm/r。
   
     根据《切削用量简明手册》表2.19 ,可以查出钻孔时的轴向力,当f≤0.41 mm/r,d0≤15 mm时,轴向力Ff=3 580 N。轴向力的修正系数均为1.0,故Ff=3 580 N。根据立式钻床Z525说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力Fmax=8 829 N,由于Ff≤Fmax,故f=0.41mm/r可用。②切削速度Vca。根据《切削用量简明手册》表2-15,根据f=0.41 mm/r和铸铁硬度为HBS=200~217,取Vc=14 m/min。根据《切削用量简明手册》表2.31,切削速度的修正系数为:
  
     
     

     2.5.2 扩削加工直径为Φ22 mm的孔
  
    选择刀具和机床:查阅《机械制造工艺设计简明手册》,选择d0=22 mm的H10级高速钢锥柄机用铰刀(GB 1133-84),机床选择立式钻床Z525。选择切削用量:①进给量f。查阅《切削用量简明手册》表2.11及表2.24,并根据机床说明书取f=1~2 mm/r,故取f=1.5 mm/r。


   
  
  
    3 、结语
  
  
    本次所做的汽车轮毂机械加工工艺规程设计,设计了汽车轮毂的加工工艺规程、刀具选用、程序编制,完成了机械加工工艺过程。在整个设计过程中,始终围绕着简化工艺、保证精度、结构简单、使用方便、安全可靠、经济实用等而展开思路,仅对部分加工工艺进行了分析与设计,这对了解轮毂的加工工艺及对刀具的选择上具有一定的参考价值。随着社会不断的发展,不断提高轮毂的加工工艺,这对推动加工工艺的进步、提高科技水平具有重要意义。







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