畢業(yè)設(shè)計（論文）齒輪軸數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計

1、xxqqqxxxxxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）論文題目： 齒輪軸數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目 錄1. 概述31.1 數(shù)控車床的特點(diǎn)31.2 齒輪軸零件數(shù)控加工的目的41.3 數(shù)控編程的特點(diǎn)42 零件機(jī)械加工工藝分析52.1 零件圖樣分析52.1.1 結(jié)構(gòu)分析52.1.2 分析零件主要尺寸公差和技術(shù)要求52.1.3 保證尺寸公差及形位公差的工藝措施52.1.4 毛坯、余量分析62.1.5 結(jié)構(gòu)工藝性分析62.2 定位基準(zhǔn)選擇62.3 確定切削用量62.3.1 粗、精車外輪廓62.3.2 粗鏜孔72.3.3 精鏜孔72.4 刀具選擇72.5 分

2、析加工順序制定加工步驟82.5.1.加工零件左端部分82.5.2.加工右端面部分82.6加工順序（工藝路線）92.6.1.工序1：零件左端部分1加工92.6.2 工序2：零件右端部分2加工92.7 加工設(shè)備選擇102.7.1 數(shù)控車的刀具102.7.2 數(shù)控車床的卡盤112.7.3 數(shù)控車床的尾座112.7.4 數(shù)控車的刀架112.8 數(shù)控加工編程程序112.8.1 編制數(shù)控車削程序（siemens系統(tǒng)編程）112.8.2 軸零件右端的加工程序（用siemens系統(tǒng)編程）133.結(jié)論15參考文獻(xiàn)16附錄16齒輪軸數(shù)控加工摘 要： 齒輪軸零件在現(xiàn)代生活中有十分重要和不可忽視的地位，數(shù)控生產(chǎn)的加工

3、工藝對于我們熟練應(yīng)用數(shù)控編程等相關(guān)技術(shù)有很大的幫助。在此我通過所學(xué)數(shù)控基礎(chǔ)知識和原有的加工工藝設(shè)計基礎(chǔ)上對齒輪軸零件的數(shù)控加工等工藝做出說明，希望通過這畢業(yè)設(shè)計使我們在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品的加工方面得到一定的經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞： 齒輪軸 數(shù)控編程與加工 工藝分析1. 概述1.1 數(shù)控車床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型代表，與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有以下主要特點(diǎn) ：（1）具有高度柔性，適于多品種、單件小批零件的加工 縮短了生產(chǎn)、技術(shù)準(zhǔn)備時間，節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用，因此，應(yīng)變能力很強(qiáng)，適合于多品種、單件小批零件的加工。（2）加工精度高，多軸聯(lián)動可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓的插補(bǔ)運(yùn)動，適于高精度、形狀

4、復(fù)雜零件的加工由于數(shù)控機(jī)床的主傳動和進(jìn)給傳動采用直流或交流伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。消除由于刀具磨損、刀具調(diào)整誤差所造成的工件尺寸誤差，提高了工件加工精度。數(shù)控機(jī)床可以對結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行手工編程或自動編程。機(jī)床可進(jìn)行多軸聯(lián)動或多維插補(bǔ)。因此，數(shù)控機(jī)床適于高精度、形狀復(fù)雜零件的加工。（3）高的加工生產(chǎn)率良好的結(jié)構(gòu)剛度允許數(shù)控機(jī)床進(jìn)行強(qiáng)力切削、高速切削。數(shù)控機(jī)床移動部件的快速移動和定位采用加速與減速措施，選用了很高的空行程運(yùn)動速度。配合加工中心的刀庫使用，可實(shí)現(xiàn)一次裝夾下進(jìn)行多工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)率。（4）減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后

5、，輸人程序并啟動，機(jī)床就能自動連續(xù)進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯，裝卸零件，刀具準(zhǔn)備，加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗(yàn)等工作，勞動強(qiáng)度極大降低。數(shù)控機(jī)床一般是封閉式加工，既清潔，又安全。（5）有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的現(xiàn)代化管理數(shù)控機(jī)床加工能準(zhǔn)確地計算出或自動記錄單件加工工時和總的加工工時，實(shí)現(xiàn)對半成品、成品的統(tǒng)計與管理；對所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理；能實(shí)現(xiàn)一臺中央計算機(jī)對幾臺、十幾臺數(shù)控機(jī)床的集中控制和管理（dnc）。實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助設(shè)計( cad）、計算機(jī)輔助制造（cam）、計算機(jī)輔助質(zhì)量監(jiān)督（caq）等的有機(jī)結(jié)合，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。1.2 齒輪軸零件數(shù)控加

6、工的目的 作為一名剛踏出學(xué)校走向社會的學(xué)生，在平時的工作實(shí)踐不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn) 學(xué)習(xí)知識是尤為重要的，數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用越來越廣泛，它使得制造業(yè)生產(chǎn)面貌煥然一新，它所帶來的巨大效益也受到世界各國科技界的高度重視，輪軸零件的數(shù)控生產(chǎn)加工工藝對我們熟練掌握運(yùn)用數(shù)控編程等相關(guān)技術(shù)具有很大的幫助。為此我們在原有的加工工藝設(shè)計基礎(chǔ)上對齒輪軸零件的數(shù)控加工等工藝在此作出較為詳細(xì)的闡述，希望通過對此設(shè)計能使我們在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品的加工方面得到一定的經(jīng)驗(yàn)。數(shù)控技術(shù)是一門全新的技術(shù)，它整合了機(jī)械技術(shù)、物理技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多門學(xué)科的知識。它是先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)床制造技術(shù)相

7、結(jié)合的產(chǎn)物。區(qū)別于普通機(jī)械加工，數(shù)控加工技術(shù)更適合于多品種、小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求較高的零件的自動化生產(chǎn)，它具有加工精度高、加工對象適應(yīng)性強(qiáng)、自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、現(xiàn)代化管理程度高等特點(diǎn)。1.3 數(shù)控編程的特點(diǎn) （1）在一個程序段中，根據(jù)被加工零件的圖樣標(biāo)注尺寸，從方便編程的角度出發(fā)，可采用絕對尺寸編程，增量尺寸編程或二者混合編程。 （2）加工零件的毛坯通常為圓棒料，加工余量較大，要加工到圖樣標(biāo)注尺寸，需要一層層切削，如果每層加工都編寫程序，編程工作量將大大增加。數(shù)控系統(tǒng)有毛坯切削循環(huán)等不同形式的循環(huán)功能以減少編程工作量。 （3）對于刀具位置的變化，刀具幾何形狀

8、的變化及刀尖圓弧半徑的變化，都無須更改加工程序，編程人員可以按照工件的實(shí)際輪廓尺寸進(jìn)行編程。數(shù)控系統(tǒng)具有的刀具補(bǔ)償功能使編程人員只要將有關(guān)參數(shù)輸入到儲存器中，數(shù)控系統(tǒng)就能自動進(jìn)行刀具補(bǔ)償。2 零件機(jī)械加工工藝分析2.1 零件圖樣分析 2.1.1 結(jié)構(gòu)分析該零件由兩部分組成分別是零件左端部分和零件右端部分，由圓柱面，螺紋（內(nèi)、外），退刀槽，圓弧面，圓錐面，鏜孔、倒角等構(gòu)成的中等復(fù)雜軸零件圖 2.1.2 分析零件主要尺寸公差和技術(shù)要求 （1）24（+0 .0210）孔的尺寸公差很小，公差等級為it7級，但表面粗糙度要求并不高ra=1.6um （2）68（0 -0.2）外圓表面對 24（+0.20）

9、內(nèi)孔表面的同軸度允許差為0.05mm （3）68(0 -0.2）對80右端面的垂直度允許差為0.05mm （4）其余地方粗糙度均為ra=3.2um2.1.3 保證尺寸公差及形位公差的工藝措施 （1）22（+0.0520）鏜孔表面用精車即能滿足尺寸公差和表面粗糙度的要求，但測量時必須用內(nèi)徑千分尺。 （2）選擇 66（0-0.2）外圓表面為定位基準(zhǔn)面，在一次裝夾加工中 80右端面（0-0.2）外圓及 22（0.052 -0.2）鏜孔，即可保證他們之間的垂直度和同軸度要求。 2.1.4 毛坯、余量分析 （1）零件采用 45120的圓柱毛坯，零件左端部分外圓面 28、 32 粗加工后留0.3的余量。（

10、2）零件采用 45120的圓柱毛坯，零件右端部分外圓面m30、 26、 30、 34、 38 粗加工后留0.3的余量。 2.1.5 結(jié)構(gòu)工藝性分析1、加工零件左端部分工藝分析工序1：用2號刀車棒料外圓 工序 2：用2號刀車 66外圓和80外圓面2、加工零件右端部分工藝分析工序1：用2號刀車棒料外圓 工序 2：用2號刀車68外圓面、54圓錐面工序3：用5號刀車退刀槽外圓面工序 4：用4、6號刀車m60和m64螺紋。2.2 定位基準(zhǔn)選擇本文加工的零件是齒輪軸，軸類零件本身的結(jié)構(gòu)特征和主軸上各主要表面的尺寸要求都決定了以軸線為定位基準(zhǔn)。根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則外圓為粗基準(zhǔn)，再根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選擇主軸中心線

11、為精基準(zhǔn)2.3 確定切削用量2.3.1 粗、精車外輪廓 所用刀具為2，90外圓車刀，刀具尺寸2020，型號是mvjnr2020k16加工66和工件左端所有外圓余量為1mm，因?yàn)榧庸ち勘容^大，所以分2次走刀切除66和工件左端所有外圓的全部余量，背吃刀量為2。根據(jù)表面粗糙度要求3.2ra/um，要求比較高，查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得：f=0.29mm/r查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得：切削速度為140mm/min，因此根據(jù)公式vc=dn/1000求得轉(zhuǎn)速n=1100。2.3.2 粗鏜孔所用刀具為t3，鏜孔刀，刀具尺寸2020，型號是si2k-sttcr11,加工 22余量為0.3mm。因?yàn)榧庸ち勘容^小，所

12、以可以一次走刀切除 22的剩余余量，背吃刀量為0.3。查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得：f=0.18mm/r查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得：切削速度為150mm/min，因此根據(jù)公式 vc = dvn /1000求得轉(zhuǎn)速n=9002.3.3 精鏜孔所用刀具為t3，鏜孔刀，刀具尺寸2020，型號是s12k-sttcr11，加工22余量為0.3mm,。因?yàn)榧庸ち勘容^小，所以可以一次走刀切除22的剩余余量，背吃刀量為0.3。查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得：f=0.18mm/r查機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊得切削速度為150mm/min，因此根據(jù)公式vc=dn/1000求得轉(zhuǎn)速n=1200。2.4 刀具選擇根據(jù)刀具的選擇原則，選

13、擇刀具表1-1t1號刀45彎頭車刀加工內(nèi)容：車端面t2號刀90外圓車刀加工內(nèi)容：軸件左端 66的外圓面和臺階。t3號刀鏜孔刀加工內(nèi)容：粗精鏜 22的內(nèi)圓面t4號刀切槽刀加工內(nèi)容：車兩處退刀槽t5號刀外螺紋加工內(nèi)容：車m602的螺紋t6號刀內(nèi)螺紋加工內(nèi)容：車m2426h2.5 分析加工順序制定加工步驟 2.5.1.加工零件左端部分 1、車端面 用三爪自定義卡盤裝夾，伸出長度為大于等于50，端面車平即可。 2、車外圓 外圓尺寸為 80mm，長度為45mm。 3、車臺階面 外圓為 60（-0.2-0），長度為30（+0.5- -0.5） 4、鏜孔 22 5、倒角兩處1*452.5.2.加工右端面部分

14、 1、車端面，掉頭裝夾 66（-0.2-0），保證長度8 2、車臺階面，外圓 68（-0.20），長度為70（+0.2-0.2） 3、車臺階面，外圓 60（0.150），長度55（+0.15-0.15） 4、車臺階面，外圓 54（-0.10），長度為20（+0.1-0.1） 5、倒角3處145 6、切刀槽兩處41.5 7、車內(nèi)螺紋倒角145 8、車錐面，錐度為1:5，a/2=543。大端直徑 54（-0.10） 9、車外螺紋m6022.6加工順序（工藝路線）齒輪軸零件的加工可以分三道工序：1、第一道工序是左端部分外圓柱面、臺階面、鏜孔加工；2、第二道工序是右端外圓柱面、圓錐面內(nèi)螺紋孔、切槽加工

15、；3、第三道工序是按零件精度檢驗(yàn)表和圖樣要求全部檢驗(yàn)。2.6.1.工序1：零件左端部分1加工此工序的加工內(nèi)容包括：1、先加工左端面零件伸出卡盤約60毫米，找正后夾緊。2、使用1號刀粗精車零件左右端面。快速退回?fù)Q刀點(diǎn)。3、用2號刀，采用g71進(jìn)行工件左端面部分的輪廓循環(huán)粗加工。4、用2號刀，采用g70進(jìn)行工件左端面部分的輪廓循環(huán)精加工。5、用3號刀鏜22mm的內(nèi)孔倒角。6、卸下工件用銅皮包住已經(jīng)加工過的66（0- -0.2）mm的外圓，掉頭使工件上80的臺階端面與卡盤端面緊密接觸后夾緊，準(zhǔn)備加工工件右端。7、手動車端面控制工件總長。如果坯料總長在加工前已經(jīng)控制在85-90（mm）之間，且兩斷角平

16、整，則不必進(jìn)行此操作。2.6.2 工序2：零件右端部分2加工此工序的加工內(nèi)容包括：1、使用1號刀粗精車零件左右端面。快速退回?fù)Q刀點(diǎn)2、用2號刀，采用g71進(jìn)行工件右端面部分的輪廓循環(huán)粗加工。3、用2號刀，采用g70進(jìn)行工件右端面部分的輪廓循環(huán)精加工。4、用5號刀用g75進(jìn)行切槽循環(huán)加工。5、用4號和6號刀用g76進(jìn)行螺紋循環(huán)加工2.7 加工設(shè)備選擇根據(jù)數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心的數(shù)控機(jī)床切削性能，我選擇西門子臥式k6146？數(shù)控車床。其有很多優(yōu)點(diǎn):1、控制精度高，可靠性好2、主軸軸承采用國外進(jìn)口，噪音小，抗震能力強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)精度高3、機(jī)床床身采用特殊加強(qiáng)筋，機(jī)床剛性好4、機(jī)床導(dǎo)軌采用中頻淬火處理，表面硬度搞，耐

17、磨性好，使用壽命長；5、自動刀架采用多刀裝夾，系統(tǒng)控制，重復(fù)定位精度高；6、縱，橫向進(jìn)刀采用高精度滾珠線桿，動態(tài)穩(wěn)定性可靠 2.7.1 數(shù)控車的刀具1、對刀的要求數(shù)控車床能兼作粗，精加工。為使粗加工能以較大切削深度，較大進(jìn)給速度地加工，要求粗車刀具強(qiáng)度高，耐用度好。精車首先是保證加工精度，所以要求刀具的精度高，耐用度好。為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)可能多地采用機(jī)夾刀。數(shù)控車床還要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時，刀片耐用的設(shè)定原則是以該批刀片耐用度最低的刀片作為依據(jù)的。在這種情況下，刀片耐用的一致性甚至比其平均壽命更重要。 2、數(shù)控車床的刀具 數(shù)控車削用

18、的車刀一般分為三類，即尖形車刀，圓弧車刀和成型車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖（同時也為其刀位點(diǎn)）由直線形的主，副切削刃構(gòu)成，如90內(nèi)，外圓車刀，左，右端面車刀，切槽（斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。用這類車刀加工零件時，其零件的輪廓形狀主要由一個獨(dú)立的刀尖或一條直線。2.7.2 數(shù)控車床的卡盤 液壓卡盤是數(shù)控車削加工時夾緊工件的重要附件，對一般回轉(zhuǎn)類零件可采用普通液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤；用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。2.7.3 數(shù)控車床的尾座對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓架上

19、的活頂尖對零件尾端進(jìn)行支撐，才能保證對零件進(jìn)行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾座。2.7.4 數(shù)控車的刀架 刀架是數(shù)控車床非常重要的部件。數(shù)控車床根據(jù)其功能，刀架上可安裝的刀具數(shù)量一般為8把，10把，12把或16把，有些數(shù)控車床可以安裝更多的刀具。刀架的結(jié)構(gòu)形式一般為回轉(zhuǎn)式，刀具沿圓周方向安裝在刀架，可以安裝徑向車刀，軸向車刀，鉆頭，鏜刀。車削加工中心還可安裝向銑刀。少數(shù)數(shù)控車床的刀架為直排式，刀具沿一條直線安裝。數(shù)控車床可以配備兩種刀架：1、 專用刀架 由車床產(chǎn)生廠商自己開發(fā)，所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優(yōu)點(diǎn)是制造成本底，但缺乏通用性。2、通用刀架 根據(jù)一定的通用標(biāo)準(zhǔn)而生產(chǎn)

20、的刀架，數(shù)控車床生產(chǎn)廠商可以根據(jù)數(shù)控車床的功能要求進(jìn)行選擇配置。2.8 數(shù)控加工編程程序2.8.1 編制數(shù)控車削程序（siemens系統(tǒng)編程）%_n_jl3832_mpf$path=/_n_mpf_dirg90 g94 g71 g23 g54m3 s800t1d1g0 z2 x80g1 z0 f50x0.5g0 z2x100 z150 m9m5m0m3 s600t2d1g1 x84 z1 m7x83 f50g0 x83 z2 m7_cname=“jl383201”r105=1 r106=0.25 r108=1.5 r109=r110 r111=100lcyc95x100 z150 m9m5 m

21、0m3 s1200t1d1 f100g0 x74 z2 m7g0 x100 z150 m9m5m0m3 s800t3d1g0 x21.5 z2 m7g1 x22 z11 f100z18x18g0 z150 m9x100m5m2%_n_jl383201_mpf;$path=/_n_mpf_dirg1 x64 z0x66 z1x66 z30x78x80 z31z39x78 z40x83ret2.8.2 軸零件右端的加工程序（用siemens系統(tǒng)編程）%_n_jl3833_mpf;$path=/_n_mpf_dirg90 g94 g71 g23 g54m3 s800t1d1g0 x84 z0 m7g

22、1 x0.5 f50g0 x100 z150 m9m5m0m3 s1200t2d1g0 x83 z2 m7jl383301g0 x100 z150 m9m5m0m3 s600t4d1g0 x80 z-55 f50r100=68 r101=55 r105=1 r106=0.25 r107=4 r108=2r114=4 r115=5 r116=0 r117=1 r118=0 r119=1lcyc93g90 g0 x100 z100x65 z2g0 x65 z17r100=68 r101=17 r116=0 r117=1 r118=0 r119=1lcyc93g90 g0 x100 z150 m9m

23、5m0t5d1m3 s600g0 x65 z51 m7r100=60 r101=51 r102=60 r103=0 r104=2 r105=1 r106=0.05 r109=4 r110=2 r111=1.299 r112=0 r113=4 r114=1lcyc97g0 x100 z150 m9m5m0m3 s600t6d1g0 x20 z4 m7r100=24 r101=0 r102=24 r103=15 r104=2 r105=2 r106=0.05 r109=4 r110=2 r111=1.299 r112=0 r113=7 r114=1lcyc97g0 x100 z150 m9m5m303.結(jié)論 短暫幾個月的畢業(yè)設(shè)計在匆匆忙忙中過去了，這次的畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺，學(xué)到了很多新的東西，比如工藝設(shè)計的流程，加工的方案，加工的順序，刀柄刀具的選擇，切削用量的選擇，以前這些數(shù)據(jù)都是隨便定的，