汽車外法蘭盤下模數控加工工藝分析與編程

李軍 戴保 趙明炯 朱磊

摘 要： 汽車外法蘭盤是汽車傳動系統的重要零件，其形狀復雜，主要通過高溫模鍛成型。外法蘭盤下模是生產汽車外法蘭盤的關鍵裝備，鍛件的外形、尺寸等主要靠下模獲得，其形狀復雜、尺寸精度要求較高，加工曲面較多，需要使用數控機床進行編程和加工。本文分析說明了汽車外法蘭盤下模數控加工工藝、自動編程方法。

關鍵詞： 汽車外法蘭盤凹模；數控加工；工藝分析；編程

中圖分類號： TG659 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-8153（2016）04-0103-03

汽車外法蘭盤作為典型的高溫模鍛成型產品，形狀復雜，鍛件尺寸較多，精度要求較高。汽車外法蘭盤下模是鍛件獲得外形、尺寸和精度的主要裝備，加工難度較高。汽車外法蘭盤凹模原型，如圖1所示，由4個鎖扣臺階、中央凸臺、法蘭邊、中心孔、分型平面等特征組成。

1 外法蘭盤凹模鍛件的工藝性分析

法蘭盤凹模鍛件毛坯尺寸為260×260×68.5 mm，小批量生產。采用法拉科系統數控銑床，用D30R5、D20R4和D6R1的圓鼻銑刀進行粗加工，用D10R3的圓鼻銑刀、B6的球頭銑刀進行精加工，該零件由平面、曲面、內圓角、外圓角、垂直面構成。環(huán)形凸臺區(qū)域有曲面和內圓角，應采用合適的刀具、切削方式、轉速、進給等防止過切。由于內倒圓角為2 mm，故先采用D6R1圓鼻銑刀半精加工，再用B6的球頭銑刀精加工。粗加工時，可一次性粗加工出第一臺階面（圖1標出）和第二臺階面（圖1標出）且采用D30R5的刀加工較省時、程序少方便加工。

故加工工藝為：先用D30R5、D20R4的圓鼻銑刀進行粗加工；再用D6R1的圓鼻銑刀半精加工，最后用D10R3的圓鼻銑刀、B6的球頭銑刀進行精加工。

2 法蘭盤凹模鍛件的刀路程序編制

2.1 凹模表面粗加工

凹模表面粗加工之前（程序），要先對工件的毛坯邊界進行設定。用D30R5的刀進行平面銑削加工第一個臺階面和鎖扣，再用D20R4的刀深度加工輪廓加工剩余的非型腔區(qū)域。加工時采用螺旋下刀方式，以防止撞刀，留加工余量0.35 mm，采用混合銑削方式加工。粗加工刀軌如圖2、圖3、圖4所示。粗加工結束后，凹模形狀初步形成。

2.2 法蘭盤凹模的半精加工程序編制

因型腔內圓角尺寸過小，因此采用D6R1的銑刀進行半精加工，采用深度輪廓加工方式加工圓角和垂直面，進刀類型為圓弧進刀，切屑方式為混合切削，選擇深度優(yōu)先以減少抬刀，余量為0.15 mm，其刀路軌跡如圖5所示。

2.3 法蘭盤凹模的精加工

2.3.1 凹模鎖扣的精加工

采用深度加工輪廓方式進行四個鎖扣的精銑。由于加工面積小，因此進刀類型采用圓弧進刀防止撞刀，切削方式為混合切削，采用深度優(yōu)先以避免抬刀過多，刀具為D10R3的圓鼻銑刀，其刀路軌跡如圖6所示。

2.3.2 法蘭盤型腔精加工

用深度加工輪廓方式進行型腔的精加工?？稍O定切削方向為順銑，采用深度優(yōu)先以避免抬刀過多，下刀方式為螺旋進刀，可以同時加工內角和下面的垂直面，以保證加工精度和效率，刀路路徑合理。其刀路軌跡如圖7所示。

3 結語

外法蘭盤鍛模下模數控加工是湖北工業(yè)職業(yè)技術學院和東風汽車公司鍛造有限公司合作，由校企人員合作，帶領學生完成的數控編程、加工生產性實訓項目。加工程序由學生設計，并在工件上獲得驗證，得到了企業(yè)指導人員的認可。通過項目訓練，學生在數控機床操作、零件3D造型、自動編程、數控加工工藝編制等方面的能力均獲得明顯提升。由于零件采用多種數控加工方法，如平面銑、深度銑、輪廓銑等，各種加工方式配合使用，對于提高學生對于生產效率、生產成本、零件質量、精度等生產現場要素的認識和把控起到了十分顯著的教育作用。同時，由于學生實際工作能力的提升，使得他們在完成此生產性實訓項目過程中，不斷改進程序，提高效率，也促進了企業(yè)生產。