基于UG的曲轴锻模数控加工工艺与编程.docVIP

基于UG的曲轴锻模数控加工工艺与编程 　　摘 要： 本文以曲?S锻模下模为例，对下模的结构特征、材料的硬度及所需刀具等进行综合加工工艺分析，制定数控加工工艺规程，介绍基于UG的曲轴锻模数控编程与加工的过程。 　　关键词： 曲轴锻模；加工工序；刀具选择；数控加工 　　中图分类号： TG76 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2016）06-0108-02 　　0 引言 　　曲轴是发动机中最重要的部件。要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面须耐磨，工作均匀、平衡性好。曲轴粗加工广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。而曲轴的毛坯是通过锻造生产的，曲轴锻造的质量直接影响其在发动机中使用性能，所以锻造使用的模具，是保证曲轴锻造质量的关键。本文以曲轴锻模下模为例，介绍基于UG的曲轴锻模数控编程与加工的过程。 　　1 曲轴锻模加工工艺分析 　　锻模材料为4Cr5MoSiV，该材料具有耐磨损性、高温强度、热态硬度、韧度等优点，广泛应用于锻造模具中。曲轴锻模下模毛坯尺寸600×320×160；为了保证模具的整体强度，在数控加工前先对材料进行热处理，材料硬度达到HRC45-50，加工难度比较大。首先该模具腔体最窄处只有6.5 mm，最深处达到60 mm，只能选择φ6以下的刀具进行加工，刀具直径小且伸得长，刀具直径刚性就比较差，容易断刀；其次如图1所示，主轴颈、曲柄颈之间圆弧连接比较多，型面复杂，加工过程中容易过切。所以必须合理安排数控加工工艺，才能完成锻模下模的加工。 　　2 制定数控加工工艺规程 　　2.1 零件的定位与装夹 　　为使编程基准与锻模设计基准重合并使程序尽可能简短，方便加工过程中对刀，曲轴锻模加工坐标系设定在零件表面的对称中心。为了保证一次装夹，完成模具上表面所有部位的加工，采用强力吸盘方式，吸住工件，校正下模，使长边基准面与加工中心的X轴平行。 　　2.2 锻模数控加工工序 　　曲轴锻模数控加工工序卡如表1所示。 　　工序1：为了提高加工效率，选用D30R5圆鼻铣刀，加工方式为型腔铣，加工余量为0.3 mm，粗加工曲轴锻模型腔及四处锁扣。型腔及锁扣加工轨迹如图2所示。 　　工序2：在D30R5圆鼻铣刀加工后，选用D17R3.5圆鼻铣刀，继续采用型腔铣加工方式，并在切削参数空间范围中设置参考刀具为D30R5，零件余量为0.3 mm，进一步完成曲轴锻模型腔的粗加工。D17R3.5圆鼻铣刀型腔粗加工轨迹如图3所示。 　　工序3：选用D20R4圆鼻铣刀，采用深度轮廓加工方式，并在切削参数策略中设置切削方向为混合，精铣四个锁扣，零件余量设定为0 mm。精加工四个锁扣轨迹如图4所示。 　　工序4：选用D10R3圆鼻铣刀，采用深度轮廓加工方式，并在切削参数策略中设置切削方向为混合，半精加工曲轴锻模型腔，零件余量设定为 0.3 mm。半精加工曲轴锻模型腔轨迹如图5所示。 　　工序5：选用R5球头铣刀，采用深度轮廓加工方式，并在切削参数策略中设置切削方向为混合，精加工曲轴锻模型腔，零件余量设定为0 mm。加工轨迹类似图6。 　　工序6：型腔根部圆角为R3，R5球头铣刀加工后，还有一定的余量，选用D6R1圆鼻铣刀，采用型腔铣加工方式，并在切削参数空间范围中设置参考刀具为R5，零件余量为0.3mm，去除曲轴锻模型腔根部余量。清角加工轨迹如图6所示。 　　工序7：采用R3球头铣刀对曲轴型腔进行清根加工。清根加工轨迹如图7所示。 　　3 结语 　　数控加工工艺的制定是否合理，对编制加工程序，保证零件精度，提高加工效率和降低加工成本都有着十分重要的影响[1]。针对曲轴锻模的结构特点，进行全面的工艺分析，选择合理的加工设备、刀具和装夹方法，制定了数控加工艺规程，利用UG软件，编制合理、高效的数控程序，确保零件精度的前提下，提高了加工效率，最终顺利完成零件的加工，对类似零件的加工有一定参考价值。 　　[参考文献] 　　[1]龙家钊.基于PowerMill的打印机外壳定模型芯加工[J].模具工业，2014，40（11）：56-59. 　　Abstract： This paper studies the lower mold of crankshaft forging die and makes a comprehensive analysis on its structure， material hardness and the necessary tool，develops CNC machining process specification，and