齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

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1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 齒輪軸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 目錄 摘要 4 第一章 零件圖工藝分析 5 1.1零件的作用分析 5 1.2零件的結(jié)構(gòu)分析 5 1.3零件的技術(shù)要求分析 5 1.4工藝措施 5 第二章 制定機(jī)械加工工藝方案 6 2.1毛坯的選擇 6 2.2定位基準(zhǔn)的選擇 6 2.3熱處理的選擇及工序位置安排 7 2.4制定機(jī)械加工工藝路線 8 第三章 選擇刀具及確定切削用量 9 3.1選擇刀具 9 3.2確定切削用量 9 第四章 編制

2、加工程序 10 4.1確定加工順序及走刀路線 10 4.2編制加工程序 10 結(jié)論 17 參考文獻(xiàn) 18 致謝語(yǔ) 19 摘要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問(wèn)題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過(guò)

3、程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過(guò)整個(gè)工藝的過(guò)程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。  齒輪軸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 第一章 零件圖工藝分析 1.1零件的作用分析 軸是組成機(jī)器零件的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如：齒輪，蝸輪等）都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件和傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 1.2零件的結(jié)構(gòu)分析 該零件由圓柱面、螺紋、齒輪、

4、鍵槽、徑向孔、退刀槽倒角及中心孔組成。 1.3零件的技術(shù)要求分析 該零件的尺寸的尺寸精度和表面粗糙度要求很高，該圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。材料為45鋼，有熱處理和硬度要求。齒輪軸有徑向圓跳動(dòng)要求，表面粗糙度最小值為0.8. 1.4工藝措施 通過(guò)以上描述，可以采取以下幾點(diǎn)工藝措施： 1.對(duì)圖樣上給定的有精度要求的尺寸，因?yàn)楣顢?shù)值很小，所以編程時(shí)不可以取平均值，或者不能省去小數(shù)點(diǎn)后面的，要對(duì)好刀。 2.在輪廓曲線上，沒(méi)有要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)摹５惨ＷC輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 第二章 制定機(jī)械加工工藝方案 2.1毛坯的選擇 由于該傳動(dòng)軸在工作過(guò)程中要承受交變負(fù)荷和沖擊，為增強(qiáng)其強(qiáng)度

5、和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。由于生產(chǎn)類型為單件小批量生產(chǎn)，且輪廓尺寸較大，宜采用自由鍛的方法來(lái)制造毛坯。 零件的材料為45鋼，45鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。 2.2定位基準(zhǔn)的選擇 2.2.1精基準(zhǔn)的選擇原則 (1) 基準(zhǔn)重合原則。為避免基準(zhǔn)重合誤差，方便編程，應(yīng)選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，并使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一，這是最佳考慮的方案。因?yàn)楫?dāng)加工面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重

6、合，且加工面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在一次安裝中同時(shí)加工出來(lái)的情況下，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)重合誤差。 (2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準(zhǔn)，這樣既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的誤差。 (3) 自為基準(zhǔn)原則。精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，因此選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 (4) 便于裝夾原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內(nèi)容。 (5) 便于對(duì)刀原則。批量加工時(shí)，在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，采用不同的定位基準(zhǔn)為對(duì)刀基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，會(huì)使對(duì)刀的方便性

7、不同，有時(shí)甚至無(wú)法對(duì)刀。這時(shí)就要分析此種定位方案是否能滿足對(duì)刀操作的要求，否則原設(shè)工件坐標(biāo)系須重新設(shè)定。 2.2.2粗基準(zhǔn)的選擇原則 (1) 非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 (2) 加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠的加工余量。 (3) 重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。 (4) 不重復(fù)使用原則。粗基準(zhǔn)未經(jīng)加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時(shí)，其在機(jī)床上（或夾具中）的實(shí)際位置可能與第一次安裝時(shí)不一樣，從而產(chǎn)生定位誤差，導(dǎo)致相應(yīng)加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此，

8、粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)重復(fù)使用。 (5) 便于工件裝夾原則。作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光滑，沒(méi)有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 確定坯件軸線和右端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。 2.3熱處理的選擇及工序位置安排 正火將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。 調(diào)質(zhì)將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼 淬火加回火叫調(diào)質(zhì)處理，淬火時(shí)將工件加熱到臨界溫度以上，然后通過(guò)介質(zhì)迅速冷卻，

9、回火時(shí)根據(jù)工件要求的硬度不同將工件加熱到臨界溫度以下某個(gè)溫度進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。滲碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)＋表面淬火高。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度，芯部硬度低，耐沖擊。所以調(diào)質(zhì)處理是不可或缺的一道重要工序。 根據(jù)零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下。可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具，并且盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)

10、率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.4制定機(jī)械加工工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下。可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具，并且盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 加工路線是： 1.加工零件右端 2.切槽 3.換頭 4.切槽 5.攻螺紋 單位 名稱 長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 產(chǎn)品名稱及代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) OM齒輪軸 軸類零件 GDSKC020107 工序號(hào) 程序編號(hào)

11、 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 ? 三抓卡盤 臥式車床 數(shù)控工段 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格/mm 主軸轉(zhuǎn)速/（r·min-1） 進(jìn)給速度/（mm·min-1） 背吃刀量/mm 備注 1 加工零件右端 T01 25×25 500 0.1 ? 自動(dòng) 2 切槽 T02 25×25 300 0.05 自動(dòng) 3 換頭 T01 25×25 500 0.1 自動(dòng) 4 切槽 T02 25×25 300 0.05 自動(dòng) 5 攻螺紋 T03 25×25

12、 400 1.5? ? 自動(dòng) 編制 審核 批準(zhǔn) ? 2012年11月20日 共1頁(yè) 第1頁(yè) 第三章 選擇刀具及確定切削用量 3.1選擇刀具 數(shù)控車刀的類型及選用 數(shù)控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。  當(dāng)數(shù)控車床進(jìn)行粗加工時(shí)，要求刀具強(qiáng)度高，耐用度好，以滿足粗加工背吃刀量大、進(jìn)給速度高的要求。 當(dāng)數(shù)控車床進(jìn)行精加工時(shí)，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保證加工精度。 為方便對(duì)刀和減少刀具安裝時(shí)間，盡量使用機(jī)夾刀，刀具材料最好選用涂層硬質(zhì)合金刀片。刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角、幾何角度等）應(yīng)根據(jù)加工零件的形狀決定。特別

13、要注意的是在加工球面時(shí)要選用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面與工件產(chǎn)生干涉。 數(shù)控加工的刀具選擇 T1號(hào)刀—90°外圓車刀 加工內(nèi)容：加工零件右端 T2號(hào)刀—切槽刀寬1.1 加工內(nèi)容：切槽深度 T1號(hào)刀—90°外圓車刀 加工內(nèi)容：換頭 T3號(hào)刀—螺紋刀 加工內(nèi)容：攻螺紋M10-6h 3-1 3.2確定切削用量 切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會(huì)上升，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會(huì)減少1/2。 切削用量的選擇原則是：粗車時(shí)，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量αp，其次選擇較大的進(jìn)給量f

14、，最后確定一個(gè)合適的切削速度Vc。增大背吃刀量αp可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，選擇切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读喀羛和進(jìn)給量f，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度Vc。 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊(cè)或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，然后公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，計(jì)算結(jié)果填入背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時(shí)，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀

15、量，以減少進(jìn)給次數(shù)；精加工時(shí)，根據(jù)材料以保證零件表面粗糙度要求，一般要多次加工。 第四章 編制加工程序 4.1確定加工順序及走刀路線 加工順序的確定按由左到右、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工作表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可以加工外輪廓表面，然后加工內(nèi)孔各表面，由于該零件為單件中批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。 4.2編制加工程序 O0608 N010 T0101 90°外圓車刀 主軸用1號(hào)刀 N020 M03S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速5

16、00 N030 G90G95G0X32Z2 加工零件右端 絕對(duì)值，快速定位到(32,2) N040 G71U1R0.5 外圓粗切循環(huán) N060 G1X9F0.1S800 精加工程序第一個(gè)程序段，轉(zhuǎn)速800，進(jìn)給速度為0.1 N070 X15Z-1 車 ?15倒角1X45 直線插補(bǔ)到(15,-1) N080 Z-79 車 ?15 直線插補(bǔ)到(15,-79) N090 X22 直線插補(bǔ)到(22,-79) N100 X24Z-80 車?24倒角1X

17、45° 直線插補(bǔ)到(24,-80) N110 Z-140 車 ?24 直線插補(bǔ)到(110,-115) N120 G70P60Q110 精加工程序最后一個(gè)程序段 N130 G0X100Z100 快速定位到(100,100) N140 T0202 寬1.1切槽刀 換2號(hào)刀 N150 M03S300 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300 N160 G0X17Z-5 快速定位到(17,-5) N170 G1X14.3F0.05 ?15上切寬深切至?14.3 直線插補(bǔ)到(14.3,-5) N180

18、 G4X2 延時(shí)2秒 N190 G0X26 快速定位到(26,-5) N200 Z-79 快速定位到(26,-79) N210 G1X14F0.05 切2×0.5的槽 直線插補(bǔ)到(26,-79) ,進(jìn)給速度為0.05 N220 G4X2 延時(shí)2秒 N230 G0X17 快速定位到(17,-79) N240 Z-78.1 快速定位到(17,-78.1) N250 G1X14F0.05 直線插補(bǔ)到(14,-78.1),進(jìn)給速度為0.05 N260 G4X2 延時(shí)2秒 N270 G0X100 快速定位到(1

19、00,-78.1) N280 Z100 快速定位到(100,100) N290 M02 程序停止 換頭 O0420 N010 T0101 90°外圓車刀 主0軸用1號(hào)刀 N020 M03S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 N030 G90G95G0X32Z2 絕對(duì)值，快速定位到(32,2) N040 G71U1R0.5 外圓粗切循環(huán) N060 G1X4F0.1S800 精加工程序第一個(gè)程序段，轉(zhuǎn)速800，進(jìn)給速度為0.1 N070 X9.87Z-1 M10倒角1×45° 直線插補(bǔ)到(9.87,-1) N

20、080 Z-23 車 M10 直線插補(bǔ)到(9.87,-23) N090 X14 直線插補(bǔ)到(14,-23) N100 Z-51 車 ?14 直線插補(bǔ)到(14,-51) N110 X18 直線插補(bǔ)到(18,-51) N120 Z-82 車 ?18 直線插補(bǔ)到(18,-82) N130 X20 直線插補(bǔ)到(20,-82) N140 X26Z-85 ?24倒角2×45° 直線插補(bǔ)到(26,-85) N150 G70P350Q440

21、 精加工程序最后一個(gè)程序段 N160 G0X100Z100 快速定位到(100,100) N170 T0202 寬1.1切槽刀 主軸用2號(hào)刀 N180 M03S300 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300 N190G0X16Z-23 快速定位到(16,-23) N200 G1X7.8F0.05 M10上切3×1.1的槽 直線插補(bǔ)到(7.8,-23), 進(jìn)給速度為0.05 N210 G4X2 延時(shí)2秒 N220 G0X16 快速定位到(16,-23) N230 Z-22 快速定位到(16,-22) N240 G1

22、X7.8F0.05 進(jìn)給速度為0.05 N250 G4X2 延時(shí)2秒 N260 G0X12 快速定位到(12,-22) N270 Z-21.1 快速定位到(84,0) 直線插補(bǔ)到(7.8,0),進(jìn)給速度為0.05 N290 G4X2 延時(shí)2秒 N300 G0X20 快速定位到(20,0) N310 Z-51 快速定位到(22,-51) N320 G1X13F0.05 ?14上切2×0.5的槽 直線插補(bǔ)到(13,-51),進(jìn)給速度為0.05 N330 G4X2 延時(shí)2秒 N340 G0X1

23、6 快速定位到(16,-51) N350 Z-50.1 快速定位到(16,-50.1) N360 G1X13F0.05 直線插補(bǔ)到(13,-50.1),進(jìn)給速度為0.05 N370 G4X2 延時(shí)2秒 N380 G0X20 快速定位到(20,-50.1) N700 Z-54.1 快速定位到(20,-54.1) N390 G1X17F0.05 ?18上切寬深至? 直線插補(bǔ)到(17,-54.1),進(jìn)給速度為0.05 N400 G4X2 延時(shí)2秒 N410 G0X24 快速定位到(24,-54.1) N420 Z-82 快速定位到(

24、24,-82) N430 G1X17F0.05 ?18上切2×0.5的槽 直線插補(bǔ)到(17,-82),進(jìn)給速度為0.05 N440 G4X2 延時(shí)2秒 N450 G0X24 快速定位到(24,-82) N780 Z-81.1 快速定位到(24,-81.1) N460 G1X17F0.05 直線插補(bǔ)到(17,-81.1),進(jìn)給速度為0.05 N470 G4X2 延時(shí)2秒 N480G0X100 快速定位到(100,-81.1) N490 Z100 快速定位到(100,-81.1) N500 T0303 主軸用3號(hào)刀

25、 60°螺紋刀 N510 G0X12Z5 快速定位到(12,5) N520 G76P021060Q100R0.1 攻螺紋M10-6h 螺紋切削循環(huán) 螺紋切削循環(huán)終點(diǎn)（8.05，-22） N540 G0X100 快速定位到(100,-22) N550 Z100 快速定位到(100,100) N560 M05 主軸停 N570 M02 程序結(jié)束  參考文獻(xiàn) （1）機(jī)電工業(yè)考評(píng)技師復(fù)習(xí)叢書編審委員會(huì)編·車工·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 （2）楊授時(shí)主編·高級(jí)車工技術(shù)·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 （3）張俊生主編·金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 （4）張恩生主編·車工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)·南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1999 （5）王洪主編·數(shù)控加工程序編制· 機(jī)械工業(yè)出版社； 2003 （6）徐宏海主編·數(shù)控加工工藝· 化學(xué)工業(yè)出版社； 2004