針輪立式搖擺減速器的齒輪座加工工藝大學(xué)畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計用紙共22頁第22頁摘要減速器主要有軸、軸承、齒輪、齒輪座、箱體組成，我加工的是齒輪座。齒輪座主要是放置齒輪的以便齒輪安裝在傳動軸上，使齒輪傳動工作。首先讀懂零件圖紙，研究加工工藝，了解工件的整體結(jié)構(gòu)，分析工件在本工序加工之前的情況：例如毛坯（半成品）的類型、材料、形狀、形狀結(jié)構(gòu)的特點、尺寸、加工余量、基準面或孔等情況。需要數(shù)控加工的部位和具體內(nèi)容：包括待加工表面的類型、各項精度及技術(shù)要求、表面性質(zhì)、各表面之間的關(guān)系等。齒輪座是一個回轉(zhuǎn)零件，它的毛坯材料是鑄鐵，在毛坯加工前安排正火和調(diào)質(zhì)處理，主要目的是消除鍛造及粗加工引起的殘余應(yīng)力、改善材料的可切削性，提高綜合力學(xué)性能，與軸配合其尺寸公差等級通常為IT6-IT7級，精密的IT5級，它的形狀精度{圓度、圓柱度}應(yīng)限制在直徑公差范圍之內(nèi)，裝配定位時的端面圓跳動和垂直度要求分別為：徑向圓跳動和端面圓跳動公差通常為0.01-0.03mm,高精度為0.001-0.005mm,一般為0.02mm,齒輪座與軸配合的粗糙度為0.8-1.6um,非配合的次要表面為6.3um。關(guān)鍵詞：齒輪座、加工工藝、數(shù)控加工目錄引言………………1第二章減速器齒輪座加工工藝分析………………22.1齒輪座的技術(shù)要求………………22.2加工工藝的分析…………………32．3機床選擇……………………32.4刀具選擇…………32.5零件裝夾定位方式………………42.6加工切削參數(shù)的設(shè)定…………52.7加工順序…………7第三章數(shù)控加工………83.1數(shù)控編程…………83.2數(shù)控加工坐標設(shè)定………………83.3走刀方式………93.4加工工件過程示意圖…………113.5程序校驗…………143.6加工………………14第四章結(jié)論………………15致謝………………16參考文獻…………17附錄（1）程序……………………18附錄（2）工藝圖紙………………24附錄(3)工序卡片………………39裝訂線第一章引言裝訂線本次畢業(yè)設(shè)計主要是應(yīng)用機械制造工藝的基本理論和夾具設(shè)計方法，了解機械加工工藝規(guī)程，熟悉工藝設(shè)計的全方法，程序運用，掌握數(shù)控編程，最后學(xué)會獨立分析解決問題、編寫（纂寫）畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）、查找參考資料的方法。在數(shù)字化制造技術(shù)中，計算機數(shù)控技術(shù)和數(shù)控編程技術(shù)是最重要的技術(shù)之一，它直接面對加工對象和操作者，數(shù)控及其編程技術(shù)的熟悉和掌握程度也直接影響到制造系統(tǒng)的成效。數(shù)控機床是一種技術(shù)密度及自動化程度很高的機電一體化加工設(shè)備，是綜合運用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與普及，現(xiàn)代企業(yè)對于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量不斷增加。數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)，如數(shù)控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復(fù)雜模具零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預(yù)期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因為數(shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對于簡單的模具零件，通常采用手工編程的方法，對于復(fù)雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。擺線針輪減速機是一種采用擺線針齒嚙合的、少齒差行星運動傳動原理設(shè)計而成的一種新型傳動機械，目前它已廣泛地應(yīng)用到各個行業(yè)。我加工的減速器型號是JB2982-81部擺線針輪立式搖擺減速器，傳動比是16.5,本次畢業(yè)設(shè)計中主要加工搖擺減速器的齒輪座的加工，數(shù)控車床加工齒輪座的外型，數(shù)控車床加工齒輪座的內(nèi)孔，數(shù)控加工中心加工齒輪座的螺紋孔。第二章減速器齒輪座加工工藝分析2,1齒輪座的技術(shù)要求圖2.1齒輪座的立體圖減速器主要有軸、軸承、齒輪、齒輪座、箱體組成，我加工的是齒輪座。齒輪座主要是放置齒輪的以便齒輪安裝在傳動軸上，使齒輪傳動工作。首先讀懂零件圖紙，研究加工工藝，了解工件的整體結(jié)構(gòu)，分析工件在本工序加工之前的情況：例如毛坯（半成品）的類型、材料、形狀、形狀結(jié)構(gòu)的特點、尺寸、加工余量、基準面或孔等情況。需要數(shù)控加工的部位和具體內(nèi)容：包括待加工表面的類型、各項精度及技術(shù)要求、表面性質(zhì)、各表面之間的關(guān)系等。齒輪座是一個回轉(zhuǎn)零件，它的毛坯材料是鑄鐵HT200，齒輪座是承受較大載荷的和要求的重要鑄件,所以對其耐磨性及表面硬度較高,在毛坯加工前安排熱處理，提高綜合力學(xué)性能，與軸配合其尺寸公差等級為IT7級，它的形狀精度{圓度、圓柱度}應(yīng)限制在直徑公差范圍之內(nèi)，裝配定位時的端面圓跳動和垂直度要求分別為：徑向圓跳動和端面圓跳動公差通常為0.02mm,,齒輪座與軸配合的粗糙度為0.8um,非配合的次要表面為3.2um，要保證軸能轉(zhuǎn)動自如。加工工藝分析：齒輪座是一種套類零件，加工的關(guān)鍵主要是圍繞著如何保證內(nèi)孔與外圓表面的同軸度，端面與其軸線的垂直度，相應(yīng)的尺寸精度，形狀精度和套筒零件的厚度薄易變形的工藝特點。被加工零件的數(shù)控加工加工工藝問題涉及面很廣,結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些分析和審查的主要內(nèi)容。(1)尺寸標注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零件圖上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。(2)幾何要素的條件應(yīng)完整、準確在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。但由于零件設(shè)計人員在設(shè)計過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。(3)定位基準可靠在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。為增加定位的穩(wěn)定性，可在底面增加一工藝凸臺，在完成定位加工后再除去。機床選擇在考慮選擇加工內(nèi)容時，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵問題和提高生產(chǎn)率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢：在選擇時，一般可按照下列順序考慮：（1）通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；（2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇對象；（3）通用機床加工效率低，工人手工操作強度大，在數(shù)控機床時尚存在富裕加工能力時選擇。我所加工的齒輪座原是用普通車床和沖床加工，很難保證質(zhì)量，加工生產(chǎn)率不高，工人勞動強度大，所以我在加工齒輪座用數(shù)控車床SINMERIK-802C加工外型和軸內(nèi)孔，其底座螺紋孔因車床加工困難，所以用SINMERIK-810D加工中心來加工。2.4刀具選擇第三章數(shù)控加工3.1數(shù)控編程確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等），加工路線（如進給路線、對刀點，換刀點等）及工藝參數(shù)（如進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度及切削深度等）。其次應(yīng)進行數(shù)值計算，絕大部分數(shù)控系統(tǒng)都帶有刀補功能，只需計算輪廓相鄰幾何元素的交點或切點的坐標值，得出各集合元素的起點終點和圓弧的圓心坐標值即可。最后，根據(jù)計算出的刀具軌跡坐標值和已確定的加工參數(shù)及輔助動作，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標指令代碼和程序段式化，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲器中。1）編程可分為手工編程和自動編程兩大類：手工編程基本有人工來完成數(shù)控機床程序編制的各個階段工作，在點位或直線切削控制中，以及在輪廓控制中工件形狀不十分復(fù)雜時都可以采用手工編程。自動編程是采用計算機自動編制加工程序，主要用于加工形狀復(fù)雜，以及三坐標的立體形狀等這些運動軌跡極其繁瑣的零件。數(shù)控加工外圓時采用了循環(huán)切削指令LCYC95：參數(shù)含義及數(shù)值范圍R105加工方式數(shù)值1-12R106精加工余量，無符號R108粗加工進刀深度R109粗加工進刀切入角R110粗加工時的退刀量R111粗切進給速度R112精切進給速度G331、G332指令用于剛性攻絲，所謂剛性攻絲就是加工中心的主軸帶位置檢測裝置，在攻絲時，主軸能根據(jù)螺紋導(dǎo)程和主軸轉(zhuǎn)速自動確定Z軸的進給速度。攻絲程序段格式：G331X-Y-Z-I-J-K-S-退回程序段格式：G332X-Y–Z-I-J-K-程序段中G331指令表示攻絲，G332表示退回，模態(tài)有效，X、Y、Z分別表示在相關(guān)軸上的攻絲深度，I、J、K分別表示X、Y、Z軸方向的導(dǎo)程，導(dǎo)程范圍值為±0.001-2000，正導(dǎo)程時主軸正轉(zhuǎn)（M3），負導(dǎo)程時主軸反轉(zhuǎn)（M4），不需在程序中另外應(yīng)用M3或M4指令。在程序段中，X與I、Y與J、Z與K有一一對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用最多的是Z與K。在攻絲前，螺紋孔必須加工到尺寸，主軸必須用SPOS進行定位，在攻絲時，在程序段中必須指定主軸轉(zhuǎn)速S，在退回時，應(yīng)保證導(dǎo)程K與攻絲時的導(dǎo)程一致。3.2數(shù)控加工坐標設(shè)定3.2.1數(shù)控車床工件坐標設(shè)定我在加工齒輪座的外型以及軸內(nèi)孔時，選擇工件的右端面為工件坐標系的原點，在加工外圓的時候以φ65的端面為工件原點，用零點偏置G54指令給出工件零點在機床坐標系的位置。數(shù)控車床機床坐標系的原點位于卡盤端面和主軸中心線的交點，若以機床坐標系為編程坐標系，則會給編程帶來許多不便，所以在零件圖樣給出來以后，應(yīng)找出圖樣上的設(shè)計基準點，并以此點為基準設(shè)定工件坐標系，以達到編程簡化的目的。通常工件坐標系的原點選擇在工件的右端面，工件坐標系的Z軸與主軸中心線重合。3.2.2加工中心的工件坐標設(shè)定齒輪座的螺紋孔加工的坐標定為工件的圓心。首先裝上夾緊工件，在主軸上裝上刀具，使主軸轉(zhuǎn)動，選擇手動方式，用手搖脈沖器分別左右移動X軸、前后移動Y軸，聽到有輕微的金屬切削聲，并看到有微量的切削時，記下數(shù)據(jù)X1、X2、Y1、Y2，其次再用手搖脈沖器使刀往下慢慢靠近工件，再次：聽到有輕微的金屬切削聲，并看到有微量的切削時，記下數(shù)據(jù)Z1，然后計算出工件原點在機床坐標系中的坐標：X=（X1+X2）÷2Y=（Y1+Y2）÷2Z=Z1如果工件坐標系的原點與工件坯料的對稱中心不重合，其工件原點在機床坐標系中的坐標：X={（X1+X2）÷2}±aY={（Y1+Y2）÷2}±bZ=Z1進入零點偏置窗口G54界面，分別輸入X、Y、Z值，此時要加工的工件坐標系已確定。3.3走刀方式我們通常在加工時一般采用順銑，在模具加工中，常用的走刀方式包括單向走刀、往復(fù)走刀和環(huán)切走刀三種形式，如圖3所示。其中，圖3a為單向走刀方式，在加工中切削方式保持不變，這樣可以保證順銑或逆銑的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率較低。粗加工中，由于切削量較大，一般選用單向走刀，以保證刀具受力均勻和切削過程的穩(wěn)定性。圖3b是往復(fù)走刀方式，在加工過程中不提刀進行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進行，加工質(zhì)量較差。一般在粗加工時由于切削量大不宜采用往復(fù)走刀，而在半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工時可選用往復(fù)走刀。圖3c是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。圖3.1常用走刀路線對于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當時，就有可能將沿坐標軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。在該零件上加工的四個尺寸相同的孔，如果走刀方式不合理，就會引起孔與孔的位置精度。而方向一致，可避免反向間隙的引入，提高孔的位置精度。其齒輪孔為加工走刀方式如下：數(shù)控車床的走刀方式如下：圖3.2數(shù)控車床加工走刀路線圖圖3.3加工中心加工螺紋孔走刀路線加工工件過程示意圖選擇毛坯，尺寸為φ116×120，要求加工零件外圓為φ110×75，如圖所示；圖3.4車φ110×75外圓φ110的外圓加工好之后，在加工零件外圓為φ75×55，如圖所示；圖3.5車φ75×55外圓φ75的外圓加工好之后，在加工零件外圓為φ65×35，如圖所示；圖3.6車φ65×35外圓外圓加工好之后，在加工零件內(nèi)孔為φ38×70，如圖所示；圖3.6加工示意圖圖3.7加工φ38內(nèi)孔零件內(nèi)孔為φ38×70加工好之后，在加工零件內(nèi)孔為φ62×20，如圖所示；圖3.8加工φ62的內(nèi)孔外圓和內(nèi)孔加工好之后，加工螺紋孔：圖3.９加工螺紋零件內(nèi)孔加工完成之后，由于加工精度較高，粗糙度值較底，數(shù)控加工完成之后，需要在磨床進行加工能達到粗糙度值0.8um．根據(jù)粗糙度值的大小，我對所加工的零件的方式也不一樣．粗糙度底所加工的零件要進行精加工，而粗糙度高，只要半精加工就可以．最后還要進行后處理．程序校驗如果程序人員的編程經(jīng)驗不足，為防止在加工過程中出現(xiàn)意外，通常需對加工程序進行校驗，以驗證加工程序的有效性。如程序正確不需要進行本步修改，但如果出現(xiàn)報警，操作人員應(yīng)根據(jù)診斷窗口顯示的錯誤類型，對程序進行修改。3.6加工一切工作準備好之后，程序校驗后，我們就可以進行加工了。依據(jù)生產(chǎn)類型和要檢驗的精度，加工好之后對于尺寸誤差要進行測量，在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具，如游標卡尺、千分尺等。對于形位誤差，在單件小批量生產(chǎn)中，一般采用白百分表和千分表等通用量具，大批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇效率高的量具、檢具和量儀，如各種量規(guī)、專用檢驗器具和測量儀器等。本次加工需要的量具為游標卡尺、千分尺。第四章結(jié)論通過這一個多月的畢業(yè)設(shè)計，了解數(shù)控加工工藝以及編程過程。拿到這個課題時一開始我感覺到無從下手,為了能夠搞好畢業(yè)設(shè)計，我在網(wǎng)上查找了與自己設(shè)計有關(guān)的資料，也到書店找一寫設(shè)計有關(guān)的書籍，幫助我更好的做好畢業(yè)設(shè)計，同時也讓自己學(xué)到了更多的知識通過我不斷的努力使我不再覺得陌生，逐步的了解這為我的設(shè)計工作起到了一定的推動作用，特通過老師的悉心指導(dǎo)和自己的認真學(xué)習(xí)，刻苦分析，查閱相關(guān)資料，最終做完了畢業(yè)設(shè)計，從理論到實踐，我學(xué)到了很多課本里學(xué)不到的東西，對自己的專業(yè)知識有的進一步的了解和掌握，不斷的提高自己的動手能力。這次的畢業(yè)設(shè)計可以說是對我們以后的工作很有幫助的。致謝常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院的各位指導(dǎo)老師對本次的畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)、要求、說明書的格式、章節(jié)的設(shè)置都提出了許多寶貴的修改和補充意見，在此謹致謝意，感謝各位老師的幫助和教導(dǎo)。并對本次畢業(yè)設(shè)計中的各位指導(dǎo)老師表示謝意以及本次設(shè)計中的所列參考文獻的作者們表示謝意。謝謝您們在本次設(shè)計對我的指導(dǎo)，讓我在這一個多月的時間內(nèi)學(xué)到了許多的知識，讓我受益匪淺！參考文獻蘭建設(shè)主編．機械制造工藝與夾具．北京：機械工業(yè)出版社（2）．王志平主編．數(shù)控編程與操作．北京；高等教育出版社，2003（3）錢可強主編．機械制圖．北京：高等教育出版社，2003（4）揚黎明主編．機床夾具設(shè)計手冊．北京：國防工業(yè)出版社，1996（5）李正峰主編．數(shù)控加工工藝；上海交通大學(xué)出版社；2004（6）欒學(xué)剛主編；機械設(shè)計基礎(chǔ)；高等教育出版社；2003（7）王茂元主編；金屬切削加工方法與設(shè)備；高等教育出版社；2003（8）管立志主編；工廠機械基礎(chǔ)；云南人民出版社；1985（9）戴生寅主編；機械基礎(chǔ)；科學(xué)普及出版社，1982（10）五金實用手冊：上海科學(xué)技術(shù)出版社，上海，1989 程序程序號：GYH01.MPF齒輪座外型加工程序段號KGNKGNKGN號程序內(nèi)容 備注主程序用三爪卡盤夾緊毛坯左端面N10T1D1準備1號刀，45度端面車刀N15G54G23G90G94S確定工藝參數(shù)N20G0X116N30Z0N40G1X-0.5F10045度外圓車刀車端面N50G0X116Z2調(diào)用循環(huán)之前無碰撞的回輪廓起點N60T2D1準備2號刀，90度外圓車刀N70——CNAME=“SKETCH”輪廓子程序名N80R105=1R106=0.25R108=2R109=7R110=0.5R111=100R112=50設(shè)置其他循環(huán)參數(shù)N90LCYC95調(diào)用循環(huán)N100G0G90X116坐標軸分別回起始點N110Z2S1200Z100調(diào)整轉(zhuǎn)速，進行精加工N120SKETCH調(diào)用子程序N130G0X100Z100N140G1X64Z-0.5倒角N150G0X80Z-35N160G1X74Z-30.5倒角N170G0X120Z-55N180G1X109Z-55.5倒角N190G0X120Z-69.5N200G1X109Z-70倒角N210G0G90X116N220T3D1準備3號刀，換切斷刀N230M3S600N240G0X120N250Z0N260R100=116R101=-70R105=1R106=0.25R107=4R108=5R114=4R115=100R116=0R117=0R118=0R119=1循環(huán)參數(shù)賦值N270LCYC93調(diào)用切槽循環(huán)N280G90G0X100Z100N290M2程序結(jié)束 輪廓子程序（SKETCH.SPF）N10G1X0Z0N20G1X6590度外圓車刀車第一臺階N30Z-35N40X7590度外圓車刀車第二臺階N50Z-55N60X11090度外圓車刀車第三臺階N70Z-70N80M17子程序結(jié)束程序號：GYH02.MPF軸內(nèi)孔加工程序段號KGNKGNKGN號程序內(nèi)容 備注主程序先用直徑為12的麻花鉆鉆孔用三爪卡盤夾緊毛坯左端面N10T4D1準備4號刀，鏜刀N15G54G23G90G94S確定工藝參數(shù)N20Z2M7切削液開N30X63N40G1Z0F50N50X62Z-0.5倒角N60Z-20鏜直徑為62的孔N70X38N80Z-70鏜直徑為62的孔N90X39Z-69．5倒角N100X19退刀N110G0Z200M9切削液關(guān)N120M5主軸停止N130M0程序停止N140程序號：GYH03底座孔加工N10G90G17G程序初始化N15SPOS=0主軸定位N20T1選1號刀（φ2中心鉆）N30M6換刀N40M42主軸自動切換到高擋速N50F150S1200M3D1設(shè)定進給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正轉(zhuǎn)N60G54G0X-42.5Y0Z15設(shè)定工件坐標系，中心鉆定位到C號中心孔位置N70Z2M7中心鉆接近工件，切削液開N80G1Z-5鉆C號中心孔N90G0Z2退出孔CN100X0Y42.5中心鉆定位到B號中心孔位置N110G1Z-5鉆B號中心孔位置N120G0Z2N130X42.5Y0中心鉆定位到E號中心孔位置N140G1Z-5鉆E號中心孔位置N150G0Z2N160X0Y-4