汽车轮毂模具加工工艺设计flrb.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET. 毕 业 论 文 题 目: 德国奔奔驰特汽汽车铝轮轮毂模具及及数控加加工工艺艺设计 系 部:机械工工程学院院 专 业:机械设设计制造造及其自自动化 班 级:机设008044 学号:2000802201004055 学生生姓名:李 斌 彬彬 指导导老师姓姓名:陈陈蓉玲关关耀奇 完成成日期:20112.006.008毕业设计计(论文文)任务务书题目:德德 国奔奔 驰 特 汽汽车铝轮毂模具及数控加工工艺设计姓名李斌斌彬学院院 机机械工程程 专业业 机机械设计计制造
2、及及其自动动化 班级级 08804 学号 05 指导老师师 关 耀 奇奇 职称 副 教教 授 教教研室主主任一、 基本任务务及要求求: 1. 德国奔奔驰轿车车铝轮毂毂零件的33D设计计; 2. 德国奔奔驰轿车车铝轮毂毂零件铸铸造模具具的3DD设计; 3. 德国奔奔驰轿车车铝轮毂毂铸造模模具顶模模零件加加工的工工艺分析析及工艺艺规程的的编制; 4. 德德国奔驰驰轿车铝铝轮毂零零件铸造造模具顶顶模的在XKK7144机床(FFANUUC 00i系统统)上加加工的NNC代码码数控铣铣削加工工的NCC编程及及刀路仿仿真; 5. 撰写文文献综述述(30000字字、参考考文献115篇以以上)、开开题报告告;
3、 6. 撰写设设计说明明书一份份(字数数150000字字以上); 7. 毕业调调研及撰撰写毕业业调研报报告。二、 进度安排排及完成成时间: 1. 查阅资资料、撰撰写文献献综述、撰撰写开题题报告(22.5周周); 2. 毕业调调研及撰撰写毕业业调研报报告(11.5周周); 3. 毕业设设计(99周),其其中:总总体方案案(1周周),德德国奔驰驰轿车铝铝轮毂零零件的三三维造型型(1周周),德德国奔驰驰轿车铝铝轮毂零零件铸造造模具的的3D设设计(22.5周周),工工程图设设计(33周),底模零件的工艺设计、加工编程(1.5周); 4. 撰写毕毕业设计计说明书书并将初初稿交导导师评阅阅(1.5周);
4、5. 指导老老师评阅阅、学生生修改及及打印说说明书(00.5周周); 6. 评阅老老师评阅阅设计说说明书、学学生准备备答辩(00.5周周); 7. 毕业答答辩(00.5周周)。 诚 信信 声声 明明本人声明明:1、本人人所呈交交的毕业业设计(论论文)是在老老师指导导下进行行的研究究工作及及取得的的研究成成果;2、据查查证,除除了文中中特别加加以标注注和致谢谢的地方方外,毕毕业设计计(论文文)中不不包含其其他人已已经公开开发表过过的研究究成果,也也不包含含为获得得其他教教育机构构的学位位而使用用过的材材料;3、我承承诺,本本人提交交的毕业业设计(论论文)中中的所有有内容均均真实、可可信。作者签名
5、名:日期期: 年 月 日目录第1章 绪论551.1 引言51.2铝铝合金轮轮毂的优优点61.3铝铝合金轮轮毂的发发展状况况81.3.1 国国外铝合合金汽车车轮毂发发展状况况81.3.2 国国内铝合合金汽车车轮毂发发展状况况91.4铝铝合金轮轮毂的模模具设计计101.5铝铝合金轮轮毂顶模模的数控控加工工工艺分析析101.6本本文研究究的主要要内容111第2章铝铝轮毂的的3D设计计122.1 引言1222.2轮轮毂方案案的确定定132.3铝铝轮毂的的设计1132.3.1 铝铝轮毂的的设计原原则1332.3.2 铝铝轮毂的的设计原原则1332.3.3 铝铝轮毂的的设计113第3章:铝轮毂毂压铸模模具
6、的33D设计计163.1 引言1663.2 铝轮毂毂的压铸铸模具设设计1663.2.1 铝铝轮毂挤挤压模具具设计前前的相关关知识1163.2.2铝轮轮毂的压压铸模具具的相关关参数确确定1883.2.3 铝铝轮毂的的压铸模模具设计计步骤220第4章铝铝轮毂顶顶模加工工工艺和和数控编编程2774.1 引言2774.2 铝轮毂毂顶模加加工工艺艺分析2274.3铝铝轮毂顶顶模的毛毛坯、余余量分析析284.3.1毛坯坯的种类类284.3.2加工工余量2294.4铝铝轮底模模数控加加工程序序的编制制304.4.1坐标标系的建建立3004.4.2刀具具起刀点点的设置置314.4.3夹具具的选择择314.4.
7、4 刀刀具选择择314.4.5 基基准的选选着3334.4.6切削削用量及及切削液液的选择择344.5 铝轮毂毂顶模加加工工艺艺规程的的编制3374.6 铝轮毂毂顶模数数控加工工384.6.1 PPro/E NNC简介介384.7 铝轮毂毂顶模数数控铣削削加工及及刀路仿仿真4004.7.1 铝铝轮毂顶顶模数控控铣削加加工步骤骤404.7.2 部部分G代码摘摘录466结论500参考文献献51致谢533德国奔驰驰汽车铝铝轮毂模模具及数数控加工工工艺设设计摘要:铝铝合金轮轮毂是当当今汽车车行业使使用最广广的一种种,当今今世界发发达国家家在汽车车铝合金金轮毂的开开发设计计过程中中普遍采采用了CCAE技
8、技术, CAEE技术的的推广进进一步推推动与轮轮毂相适适应的模模具制造造业的发发展。本本论文是是借助奔奔驰汽车车铝轮毂毂模具,采采用prro/EE软件,最最终实现现预期的的目的。本文主要要利用ppro/E强大大三维造造型功能能中的零零件模块块实体特特性和制制造模块块曲曲面面特性,查查阅模具具设计手手册,选选择模架架,确定定模架的的结构尺尺寸,完完成模具具的总体体设计。同同时充分分利用计计算机绘绘图软件件对零件件进行设设计,阐阐述了汽汽车轮毂毂实体模模型及模模具的设设计并实实现零件件的三维维装配和和模具设设计,最最后进行行数控加加工仿真真和后置置处理。通过本次奔驰汽车铝轮毂的结构设计、模具设计及
9、模拟仿真,和传统的设计方法所需要的时间相比,采用计算机虚拟辅助模具设计可打打缩短开发周期和生成成本。关键字: 奔驰驰汽车;铝轮毂毂;模具具设计,数数控加工工工艺。Germman Merrceddes-Bennz aautoomottivee allumiinumm whheells mmoldd annd CCNC macchinningg prroceess dessignnAbsttracct:AAlumminuumallloyy whheell huub oof aautoomobbilee inndusstryy iss thhe mmostt wiidelly uusedd onne
10、, toddays ddeveelopped couuntrriess off thhe wworlld iin aalumminiium allloy wheeel hubb offvehhiclle ddeveeloppmennt aand dessignn prroceess of commmonn ussed CAEE teechnnoloogy, thhe CCAE tecchnoologgy tto ffurttherr prromoote andd thhe hhub is adaapteed tto tthe devveloopmeent of mannufaactuurinn
11、g mmoldds. Thiis ppapeer iis tthe usee off Beenz Autto AAl wwheeel hhub molld, usiing proo/E sofftwaare, annd eevenntuaallyy reealiize thee inntenndedd puurpoose. In tthiss paaperr, tthe usee off prro/EE poowerrfull moodellingg fuuncttionn off paart moddulee enntitty ppropperttiess annd mmanuufacctu
12、rringg moodulle ccurvved surrfaccechharaacteerissticcs, reffer to thee Haandbbookk off diie ddesiign, seelecctioon oof ddie molld sstruuctuure, deeterrminne tthe sizze, commpleete molld ddesiign. Att thhe ssamee tiime, maake fulll uuse of thee coompuuterr drrawiing sofftwaare forr paartss deesiggn,
13、elaaborrateed ccar hubb enntitty mmodeel aand molld ddesiign andd Reealiizattionn off3D asssembbly parrts andd diie ddesiign, thhe NNC mmachhiniing simmulaatioon aand posst pproccesssingg. TThe Bennz aautoomobbilee allumiinumm whheell huub sstruuctuure dessignn, mmoldd deesiggn aand simmulaatioon, a
14、ndd thhe ttradditiionaal ddesiign metthodd thhe ttimee reequiiredd byy thhe vvirttuall coompuuterr aiidedd coompaaredd, ddie dessignn caan bbe eeithher shoorteen tthe devveloopmeent cyccle andd coost of prooducctioon.Keywwordds:MMerccedees-BBenzz caars; allumiinumm whheells; molld ddesiign, CNNC mma
15、chhiniing proocesss.第1章 绪论1.1 引言在汽车工工业发达达的国家家, 铝轮轮毂的应应用有很很长的历历史, 制造技技术早已已成熟。我我国从220 世世纪900 年代代初期引引进该项项技术, 已有有五家较较大规模模的汽车车铝轮毂毂厂,以外资、合合资为主主, 除供供应国内内市场, 部分分产品返返销国外外。对比比钢轮毂,铝轮毂毂努力在在行走系系统采用用轻质金金属材料料(铝、镁镁)和有有机材料料(聚合合材料),就成成为减轻轻空车质质量的有有效措施施1。有资料料表明,轮毂质量的减轻对于燃油经济性的提高效果要比减轻汽车其它部件的质量要大的多,而且试验表明,汽车轮毂(轮辆、轮辐部分)在
16、满足其使用性能要求的基础上存在着减轻质量的潜力2。铝合金轮毂降低了非载荷重量而提高了抓地性,表现出史为精确的转向动作和入弯性能;减小了车轮等旋转部分的热惯性,散热性好,改善了加速性和制动性;因为吸收冲击性能量,抗震性高于钢轮;硬度高减小了过弯时轮胎/轮毂的倾斜度,增加了刚性。此外还具有同心度高、径向端向跳动低、车子乘驶平稳、受力合理、耐腐蚀、造型美观、装配方便和制造周期短等优点。轻了30%40%,可节约油耗5 %,汽车的振动程度可减轻12%,加速时间可缩短7 % ,明显提高了整车性能、在摩托车、汽车行业铝合金轮毂得到了广泛的应用,其装车比例逐年上升,尤其是在轿车行业,整体式铝合金轮毂几乎一统天
17、下3。1.2铝铝合金轮轮毂的优优点从单纯的的生产成成本比较较,目前前仍是钢钢制轮毂毂最便宜宜,但从从轻量化化和现代代轿车产产品的整整体结构构发展来来考虑,铝铝合金轮轮毂的应应用是必必然趋势势,这是是由于它它的诸多多优点决决定的。1、 散热快:轿车在在高速行行驶时,轮胎与与地面摩摩擦会产产生较高高的温度度,制动动盘和制制动片摩摩擦也会会产生较较高的温温度,在在这样的的高温作作用下,轮胎和和制动片片均会老老化和加加速磨损损,制动动效率下下降,轮轮胎气压压升高,爆胎和和刹车失失灵的事事故就有有可能发发生。摄摄氏200度时,铝热容容量大,导导热能力力是钢的的5倍,在在当今车车速不断断提高的的情况下下,
18、意义义非常重重大。2、 重量轻:铝材密密度比钢钢材小,铝合金金轮毂比比同尺寸寸的钢轮轮毂轻,平均每每只铝合合金轮毂毂比钢质质轮毂要要轻2公公斤左右右,由于于轮毂重重量轻,转动惯惯量小,汽车的的加速性性能得到到提高,刹车性性能同样样得到提提高,提提升车子子加速能能力之余余更可降降低油耗耗。一辆辆轿车以以5只车车轮(包包括一只只后备车车轮)计计算可减减轻重量量10公公斤7。根据据日本实实验,汽汽车重量量每减轻轻1公斤斤,一年年可节省省12公公升汽油油,在同同等耗油油量下,可多跑跑60008000米。引引擎产生生动能,传动到到轮胎时时需克服服的负荷荷是力矩矩,力矩矩=重量量距离的的平方,所以重重量只
19、差差2公斤斤,但力力矩差却却相当大大。3、 强度大:强度大大与重量量轻是联联系在一一起的,确切地地说,应应该是比比强度大大。即同同样重量量,铝合合金轮毂毂要坚固固耐用得得多;同同样强度度,铝合合金轮毂毂要轻得得多。铝铝合金轮轮毂耐冲冲击力、抗抗张力及及热力等等各项强强度较钢钢毂有过过之而无无不及,铝合金金轮毂的的高硬度度明显地地减小了了转弯时时轮毂的的变形10。这对对于安装装了高性性能轮胎胎的车子子尤为重重要。因因此,其其在国防防工业、航航空工业业扮演了了极其重重要的角角色。4、 舒适性好好:铝合金金车毂是是精密的的铸造件件,精加加工表面面达800900%,失失圆度和和不平衡衡度很小小,特别别
20、是铝合合金的弹弹性模数数较小,抗振性性好,能能减少行行驶中的的车身振振动。铝铝合金轮轮毂具有有吸收振振动和反反弹力量量的金属属特性11。5、 造型美,易易加工:铝的工工艺性(包括延延展性、切切削性能能等)较较好,便便于轧、压压、铸、锻锻加工,容容易获得得理想的的几何形形状,可可以制造造出结构构复杂的的轮毂,便便于成形形、易于于装潢,配配合机械械加工、表表面涂敷敷及表面面处理(氧化、喷喷丸、热热处理等等),使使它既提提高了耐耐蚀性,又又表现了了造型美美。由于于铝的熔熔点低,易易于再加加工,使使材料的的再生利利用率提提高:再再由于铝铝容易切切削加工工,可以以保证铝铝制轮毂毂几何尺尺寸精度度高,不不
21、圆度、摆摆差小,动动平衡好好,从而而可提高高整车的的平顺性性和舒适适性。采采用适当当的工艺艺制造铝铝轮毂,强强度可满满足整车车要求12。6、效益益好:由于铝铝的价格格比钢的的高,铝铝轮毂制造造工艺也也比钢轮轮毂的复复杂,所所以铝轮轮毂初始始成本较较高。然然而,铝铝的含里里在地壳壳金属元元素中列列第一,并并且提炼炼技术的的进步可可促使价价格下降降,而且且采用铝铝合金轮轮毂使汽汽车的自自重显著著下降,其其带来的的经济效效益是显显而易见见的.因因此,采采用铝合合金轮毂毂是合算算的。今今天,铝铝轮毂己成成为汽车车生产厂厂的原装装件或选选装件,在在美国以以铝制轮轮毂作为为原装件件出厂的的车辆约约占总数数
22、的45%。我国铝合金轮毂工业起步较晚,但发展速度是很快的13。自1989年我国首家汽车铝合金轮毂厂一秦皇岛市戴卡铝轮毂有限公司投产以来,到19%年,先后建立的汽车和摩托车铝轮毂生产线己超过21条,这些铝合金轮毂厂大多是中外合资的,产品大多外销14。7、安全全性好:对于高高速行驶驶的汽车车来说,因因轮胎着着地摩擦擦、制动动等发生生的高温温爆胎、制制动效能能降低等等现象不不足为奇奇。而铝铝合金的的热传导导系数是是钢、铁铁等的三三倍,加加上铝合合金车轮轮因其布布局的特特征,极极易将轮轮胎、车车底盘所所发生的的热量排排散在空空气中15。即使使在远程程高速行行驶或下下坡路持持续刹车车的环境境下,亦亦能使
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