摩擦楔块锻模零件的数控加工
摩擦楔块锻模零件的数控加工[20200123164159]
【摘要】
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，使得模具的应用越来越接近我们的日常生活。而计算机及其应用技术的迅速发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计与制造等。摩擦楔块锻模零件是制造模具中的一个重要组成部分，对摩擦楔块的生产同样有着举足轻重的地位。因此，研究摩擦楔块锻模零件的数控加工显得尤为重要。
本课题以摩擦楔块零件为主要研究对象，首先对摩擦楔块零件的外形结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的型腔处理以及曲面加工等；最后生成数控程序。
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关键字:】摩擦楔块锻模；自动加工；加工工艺；结构。
引言 1
一、摩擦楔块锻模零件的零件分析 2
（一）摩擦楔块锻模零件的零件分析 2
（二）造型思路分析 2
（三）零件的结构分析 4
二、摩擦楔块锻模零件的加工工艺 4
（一）工件材料的选用 4
（二）机床的选用 4
（三）刀具的分析及选用 6
三、 摩擦楔块锻模零件的加工过程 7
（一）前期分析 7
（二）摩擦锻模零件的加工 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
附录１ 15
引言
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，使得模具的应用越来越接近我们的日常生活。而计算机及其应用技术的迅速发展，使得数控加工的自动编程技术越来越受到重视，近年来在制造业中出现了FMS、CAD/CAN一体化、CIMS等新的生产系统。
根据CAD/CAM一体化的发展方向，提出了一种新的适用于微型计算机的交互式直接数据结构的数控自动编程系统，可对由直线、圆弧和非圆曲线组成的零件进行平面轮廓及数控铣削加工自动编程，全部加工信息通过键盘以人机对话方式输入，从而大大简化了数控加工信息的人工输入。
本课题以摩擦楔块零件为主要研究对象，首先对摩擦楔块零件的整体结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的型腔处理，最后生成数控程序。
本课题来源于精密制造系数控组，摩擦楔块锻模零件是制造模具中的一个重要组成部分。摩擦楔块零件精度高，曲面需要合理加工，且整体需要拥有较好的光洁度，必须用多次加工完成。以下就是针对摩擦楔块零件的加工进行分析阐述。
一、摩擦楔块锻模零件的图样分析
（一）摩擦楔块锻模零件的零件图
本课题的研究对象是摩擦楔块锻模零件，实体图如图1-1所示，通过对图1-1的分析可见，该零件需要加工多个曲面，图1-2（a）（b）（c）是其主要加工面，图1-3所示为摩擦楔块锻模零件的零件图。
图1-1摩擦楔块锻模零件 UG实体图 图1-2（a）摩擦楔块锻模零件的上表面
图1-2（b）摩擦楔块锻模零件的正面 图1-2（c）摩擦楔块锻模零件的左侧面
（二）造型思路分析
由图1-2看出，确定零件形状的关键截面有：主视图的左端面、右端面和中间的截面，图样中提供的最关键的尺寸是中间的截面，根据这些数据可以推算出其余三个截面，最终根据这四个截面来造型。具体的造型方案是：
1.做出四个截面；
2.根据左右两端的截面线做拉伸，得到整个造型的主体；
3.根据Z-54深处的长方形和四周的斜度作出延伸到上面的截面，并做拉伸切除得到型腔；
4.倒出各个倒角。
图1-3摩擦楔块锻模零件图
（三）零件的结构分析
1.根据零件图可以看到本课题的零件是一摩擦楔块锻模零件，零件中间凹，两边有凸台，中间凹下去的部分是零件的型腔部分，它的两边有两个不同角度的斜面。为了避免应力集中，整个锻模曲面的交接处和四周角落都倒有圆角。
2.根据零件图可以看出零件对于加工的精度要求很高，因此必须注意一下几点问题。
（1）零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何尺寸，尤其是加工面转接处的圆弧半径等尺寸最好统一。
（2）内槽及缘板之间的转接圆角半径不应过小。
（3）铣削零件底平面时，槽底圆角半径ｒ不应过大。
二、摩擦楔块锻模零件的加工工艺
（一）工件材料的选用
经调查研究，摩擦楔块锻模零件通常使用5CrNiMo作为工件加工材料，通过压铸而成5CrNiMo是合金工具钢，执行标准GB/T 1299-1985。
5CrNiMo钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同，在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度。由于钢中含有钼，因而对回火脆性并不敏感。从600℃缓慢冷却下来以后，冲击韧性仅稍有降低。
5CrNiMo钢具有良好的淬透性，300mm×400mm×150mm的大块钢料，自820℃油淬和560℃回火后，断面各部分的硬度几乎一致。
该种钢用来制造各种大、中型锻模，具有优异的韧性和良好的冷热疲劳性能。但易形成白点，需要严格控制冶炼工艺及锻轧后的冷却温度。
由上所述，本课题工件材料选用5CrNiMo。
（二）机床的选用
1.本课题机床选用
由于该零件加工内容只有上表面，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、精铣和清根等即可达到全部要求，故选用由图2-1所示美国法道VMC3016L加工中心加工而成，其具体介绍如下：
本机床具有极高的性价比，关键零部件均产自美国，定位精度为1mm，主轴转速为10000r/min，X/Z轴的快速移动速度为48000mm/s。其具体技术参数如表2-1所示。
2.机床的特点
法道VMC3016L加工中心的特点：工艺范围宽，能加工复杂曲面，具有高度柔性，便于研制、开发新产品，加工精度高，表面质量好等等
表2-1 美国法道VMC3016L加工中心技术参数表
美国法道VMC3016L机床参数
项目 VMC3016L
容量 X轴行程 30（英寸）
Y轴行程 16（英寸）
l Z-轴行程 20（英寸）
工作台 工作台尺寸 39×16（英寸）
工作容许重量（kg） 2736磅
作业面的形状 T槽，公称14×间隔125mm×3个
主轴 转速（min-1） 100-10000
主轴马达 22.1ht
主轴端（公称号） 主轴锥度 第40号
进给速度 快进速度(IPM) 1000
切削进给速度（IPM） 800
刀具更换装置 刀具更换方式 转塔式
刀具形式 JIS B 6339-1998 BT30，MAS 403-1982、P30T-1(45o)
刀具直径/长度/重量 4.5“/ 15”/ 15磅。
机器外形尺寸 长×宽×高 90“×89”×94
整机重量 7000磅
图2-1 美国法道VMC3016L加工中心
（三）刀具的分析与选用
选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。希望一次连续加工表面尽可能多；在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削变形和摩擦产生的高温。要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：高硬度和耐磨性；足够的穷度和韧性；良好的耐热性和到热性；良好的工艺性；有合理的刀具强度和寿命；根据工件的材料选择刀具刀片的材料。
【摘要】
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，使得模具的应用越来越接近我们的日常生活。而计算机及其应用技术的迅速发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计与制造等。摩擦楔块锻模零件是制造模具中的一个重要组成部分，对摩擦楔块的生产同样有着举足轻重的地位。因此，研究摩擦楔块锻模零件的数控加工显得尤为重要。
本课题以摩擦楔块零件为主要研究对象，首先对摩擦楔块零件的外形结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的型腔处理以及曲面加工等；最后生成数控程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】摩擦楔块锻模；自动加工；加工工艺；结构。
引言 1
一、摩擦楔块锻模零件的零件分析 2
（一）摩擦楔块锻模零件的零件分析 2
（二）造型思路分析 2
（三）零件的结构分析 4
二、摩擦楔块锻模零件的加工工艺 4
（一）工件材料的选用 4
（二）机床的选用 4
（三）刀具的分析及选用 6
三、 摩擦楔块锻模零件的加工过程 7
（一）前期分析 7
（二）摩擦锻模零件的加工 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
附录１ 15
引言
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，使得模具的应用越来越接近我们的日常生活。而计算机及其应用技术的迅速发展，使得数控加工的自动编程技术越来越受到重视，近年来在制造业中出现了FMS、CAD/CAN一体化、CIMS等新的生产系统。
根据CAD/CAM一体化的发展方向，提出了一种新的适用于微型计算机的交互式直接数据结构的数控自动编程系统，可对由直线、圆弧和非圆曲线组成的零件进行平面轮廓及数控铣削加工自动编程，全部加工信息通过键盘以人机对话方式输入，从而大大简化了数控加工信息的人工输入。
本课题以摩擦楔块零件为主要研究对象，首先对摩擦楔块零件的整体结构进行简要介绍；其次介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量等的合理选用；然后介绍零件的加工过程，包括零件的型腔处理，最后生成数控程序。
本课题来源于精密制造系数控组，摩擦楔块锻模零件是制造模具中的一个重要组成部分。摩擦楔块零件精度高，曲面需要合理加工，且整体需要拥有较好的光洁度，必须用多次加工完成。以下就是针对摩擦楔块零件的加工进行分析阐述。
一、摩擦楔块锻模零件的图样分析
（一）摩擦楔块锻模零件的零件图
本课题的研究对象是摩擦楔块锻模零件，实体图如图1-1所示，通过对图1-1的分析可见，该零件需要加工多个曲面，图1-2（a）（b）（c）是其主要加工面，图1-3所示为摩擦楔块锻模零件的零件图。
图1-1摩擦楔块锻模零件 UG实体图 图1-2（a）摩擦楔块锻模零件的上表面
图1-2（b）摩擦楔块锻模零件的正面 图1-2（c）摩擦楔块锻模零件的左侧面
（二）造型思路分析
由图1-2看出，确定零件形状的关键截面有：主视图的左端面、右端面和中间的截面，图样中提供的最关键的尺寸是中间的截面，根据这些数据可以推算出其余三个截面，最终根据这四个截面来造型。具体的造型方案是：
1.做出四个截面；
2.根据左右两端的截面线做拉伸，得到整个造型的主体；
3.根据Z-54深处的长方形和四周的斜度作出延伸到上面的截面，并做拉伸切除得到型腔；
4.倒出各个倒角。
图1-3摩擦楔块锻模零件图
（三）零件的结构分析
1.根据零件图可以看到本课题的零件是一摩擦楔块锻模零件，零件中间凹，两边有凸台，中间凹下去的部分是零件的型腔部分，它的两边有两个不同角度的斜面。为了避免应力集中，整个锻模曲面的交接处和四周角落都倒有圆角。
2.根据零件图可以看出零件对于加工的精度要求很高，因此必须注意一下几点问题。
（1）零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何尺寸，尤其是加工面转接处的圆弧半径等尺寸最好统一。
（2）内槽及缘板之间的转接圆角半径不应过小。
（3）铣削零件底平面时，槽底圆角半径ｒ不应过大。
二、摩擦楔块锻模零件的加工工艺
（一）工件材料的选用
经调查研究，摩擦楔块锻模零件通常使用5CrNiMo作为工件加工材料，通过压铸而成5CrNiMo是合金工具钢，执行标准GB/T 1299-1985。
5CrNiMo钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。它在室温和500～600℃时的力学性能几乎相同，在加热到500℃时，仍能保持住HB300左右的硬度。由于钢中含有钼，因而对回火脆性并不敏感。从600℃缓慢冷却下来以后，冲击韧性仅稍有降低。
5CrNiMo钢具有良好的淬透性，300mm×400mm×150mm的大块钢料，自820℃油淬和560℃回火后，断面各部分的硬度几乎一致。
该种钢用来制造各种大、中型锻模，具有优异的韧性和良好的冷热疲劳性能。但易形成白点，需要严格控制冶炼工艺及锻轧后的冷却温度。
由上所述，本课题工件材料选用5CrNiMo。
（二）机床的选用
1.本课题机床选用
由于该零件加工内容只有上表面，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、精铣和清根等即可达到全部要求，故选用由图2-1所示美国法道VMC3016L加工中心加工而成，其具体介绍如下：
本机床具有极高的性价比，关键零部件均产自美国，定位精度为1mm，主轴转速为10000r/min，X/Z轴的快速移动速度为48000mm/s。其具体技术参数如表2-1所示。
2.机床的特点
法道VMC3016L加工中心的特点：工艺范围宽，能加工复杂曲面，具有高度柔性，便于研制、开发新产品，加工精度高，表面质量好等等
表2-1 美国法道VMC3016L加工中心技术参数表
美国法道VMC3016L机床参数
项目 VMC3016L
容量 X轴行程 30（英寸）
Y轴行程 16（英寸）
l Z-轴行程 20（英寸）
工作台 工作台尺寸 39×16（英寸）
工作容许重量（kg） 2736磅
作业面的形状 T槽，公称14×间隔125mm×3个
主轴 转速（min-1） 100-10000
主轴马达 22.1ht
主轴端（公称号） 主轴锥度 第40号
进给速度 快进速度(IPM) 1000
切削进给速度（IPM） 800
刀具更换装置 刀具更换方式 转塔式
刀具形式 JIS B 6339-1998 BT30，MAS 403-1982、P30T-1(45o)
刀具直径/长度/重量 4.5“/ 15”/ 15磅。
机器外形尺寸 长×宽×高 90“×89”×94
整机重量 7000磅
图2-1 美国法道VMC3016L加工中心
（三）刀具的分析与选用
选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。希望一次连续加工表面尽可能多；在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削变形和摩擦产生的高温。要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：高硬度和耐磨性；足够的穷度和韧性；良好的耐热性和到热性；良好的工艺性；有合理的刀具强度和寿命；根据工件的材料选择刀具刀片的材料。
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