毕业设计论文-齿轮轴数控加工毕业设计

XXQQQXXXXXXX学院毕业设计（论文）论文题目：齿轮轴数控加工毕业设计系别：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：目录TOC\o"1-3"\h\u44551.概述 3203901.1数控车床的特点 3245581.2齿轮轴零件数控加工的目的 426821.3数控编程的特点 48622零件机械加工工艺分析 552.1零件图样分析 5105332.1.1构造分析 57412.1.2分析零件重要尺寸公差和技术规定 579822.1.3保证尺寸公差及形位公差的工艺措施 5267902.1.4毛坯、余量分析 683102.1.5构造工艺性分析 6119772.2定位基准选择 6192572.3确定切削用量 696312.3.1粗、精车外轮廓 6136922.3.2粗镗孔 7241052.3.3精镗孔 7314932.4刀具选择 7165662.5分析加工次序制定加工环节 8143402.5.1.加工零件左端部分 8249402.5.2.加工右端面部分 8158542.6加工次序（工艺路线） 9189852.6.1.工序1：零件左端部分1加工 9318442.6.2工序2：零件右端部分2加工 9277442.7加工设备选择 1097522.7.1数控车的刀具 10171122.7.2数控车床的卡盘 1166702.7.3数控车床的尾座 11108782.7.4数控车的刀架 1170802.8数控加工编程程序 11293512.8.1编制数控车削程序（SIEMENS系统编程） 11308202.8.2轴零件右端的加工程序（用SIEMENS系统编程） 13267363.结论 1528724参照文献 1632292附录 16齿轮轴数控加工摘要：齿轮轴零件在现代生活中有十分重要和不可忽视的地位，数控生产的加工工艺对于我们纯熟应用数控编程等有关技术有很大的协助。在此我通过所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对齿轮轴零件的数控加工等工艺做出阐明，但愿通过这毕业设计使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。关键词：齿轮轴数控编程与加工工艺分析1.概述1.1数控车床的特点数控机床是机电一体化的经典代表，与通用机床和专用机床相比，数控机床具有如下重要特点：（1）具有高度柔性，适于多品种、单件小批零件的加工

缩短了生产、技术准备时间，节省了大量工艺装备的费用，因此，应变能力很强，适合于多品种、单件小批零件的加工。

（2）加工精度高，多轴联动可实现复杂轮廓的插补运动，适于高精度、形状复杂零件的加工由于数控机床的主传动和进给传动采用直流或交流伺服电机，可实现无级调速。消除由于刀具磨损、刀具调整误差所导致的工件尺寸误差，提高了工件加工精度。数控机床可以对构造形状复杂的零件进行手工编程或自动编程。机床可进行多轴联动或多维插补。因此，数控机床适于高精度、形状复杂零件的加工。（3）高的加工生产率良好的构造刚度容许数控机床进行强力切削、高速切削。数控机床移动部件的迅速移动和定位采用加速与减速措施，选用了很高的空行程运动速度。配合加工中心的刀库使用，可实现一次装夹下进行多工序的持续加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产率。（4）减轻劳动强度，改善劳动条件数控机床加工前经调整好后，输人程序并启动，机床就能自动持续进行加工，直至加工结束。操作者重要是程序的输入、编辑，装卸零件，刀具准备，加工状态的观测，零件的检查等工作，劳动强度极大减少。数控机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。（5）有助于实现机械加工的现代化管理数控机床加工能精确地计算出或自动记录单件加工工时和总的加工工时，实现对半成品、成品的记录与管理；对所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理；能实现一台中央计算机对几台、十几台数控机床的集中控制和管理（DNC）。实现计算机辅助设计(CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助质量监督（CAQ）等的有机结合，是现代集成制造技术的基础。1.2齿轮轴零件数控加工的目的作为一名刚踏出学校走向社会的学生，在平时的工作实践不停的总结经验学习知识是尤为重要的，数控技术在生产实践中的应用越来越广泛，它使得制造业生产面貌焕然一新，它所带来的巨大效益也受到世界各国科技界的高度重视，轮轴零件的数控生产加工工艺对我们纯熟掌握运用数控编程等有关技术具有很大的协助。为此我们在原有的加工工艺设计基础上对齿轮轴零件的数控加工等工艺在此作出较为详细的论述，但愿通过对此设计能使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。数控技术是一门全新的技术，它整合了机械技术、物理技术、电子技术、计算机技术、网络通信技术等多门学科的知识。它是先进的数字控制技术与老式的机床制造技术相结合的产物。区别于一般机械加工，数控加工技术更适合于多品种、小批量、构造复杂、精度规定较高的零件的自动化生产，它具有加工精度高、加工对象适应性强、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高、经济效益好、现代化管理程度高等特点。1.3数控编程的特点（1）在一种程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从以便编程的角度出发，可采用绝对尺寸编程，增量尺寸编程或两者混合编程。（2）加工零件的毛坯一般为圆棒料，加工余量较大，要加工到图样标注尺寸，需要一层层切削，假如每层加工都编写程序，编程工作量将大大增长。数控系统有毛坯切削循环等不一样形式的循环功能以减少编程工作量。（3）对于刀具位置的变化，刀具几何形状的变化及刀尖圆弧半径的变化，都不必更改加工程序，编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。数控系统具有的刀具赔偿功能使编程人员只要将有关参数输入到储存器中，数控系统就能自动进行刀具赔偿。2零件机械加工工艺分析2.1零件图样分析2.1.1构造分析该零件由两部分构成分别是零件左端部分和零件右端部分，由圆柱面，螺纹（内、外），退刀槽，圆弧面，圆锥面，镗孔、倒角等构成的中等复杂轴零件图2.1.2分析零件重要尺寸公差和技术规定（1）φ24（+0.021~0）孔的尺寸公差很小，公差等级为IT7级，但表面粗糙度规定并不高Ra=1.6um（2）φ68（0~-0.2）外圆表面对φ24（+0.2~0）内孔表面的同轴度容许差为0.05mm（3）φ68(0~-0.2）对φ80右端面的垂直度容许差为0.05mm（4）其他地方粗糙度均为Ra=3.2um2.1.3保证尺寸公差及形位公差的工艺措施（1）φ22（+0.052~0）镗孔表面用精车即能满足尺寸公差和表面粗糙度的规定，但测量时必须用内径千分尺。（2）选择φ66（0~-0.2）外圆表面为定位基准面，在一次装夹加工中φ80右端面（0~-0.2）外圆及φ22（0.052~-0.2）镗孔，即可保证他们之间的垂直度和同轴度规定。2.1.4毛坯、余量分析（1）零件采用φ45×120的圆柱毛坯，零件左端部分外圆面φ28、φ32粗加工后留0.3的余量。（2）零件采用φ45×120的圆柱毛坯，零件右端部分外圆面M30、φ26、φ30、φ34、φ38粗加工后留0.3的余量。2.1.5构造工艺性分析1、加工零件左端部分工艺分析工序1：用2号刀车棒料外圆工序2：用2号刀车φ66外圆和φ80外圆面2、加工零件右端部分工艺分析工序1：用2号刀车棒料外圆工序2：用2号刀车φ68外圆面、φ54圆锥面工序3：用5号刀车退刀槽外圆面工序4：用4、6号刀车M60和M64螺纹。2.2定位基准选择本文加工的零件是齿轮轴，轴类零件自身的构造特性和主轴上各重要表面的尺寸规定都决定了以轴线为定位基准。根据粗基准选择原则外圆为粗基准，再根据基准统一原则选择主轴中心线为精基准2.3确定切削用量2.3.1粗、精车外轮廓所用刀具为Ｔ2，90°外圆车刀，刀具尺寸20×20，型号是MVJNRK16加工φ66和工件左端所有外圆余量为1mm，由于加工量比较大，因此分2次走刀切除φ66和工件左端所有外圆的所有余量，背吃刀量为2。根据表面粗糙度规定3.2Ra/um，规定比较高，查《机械加工切削数据手册》得：f=0.29mm/r查《机械加工切削数据手册》得：切削速度为140mm/min，因此根据公式Vc=πdn/1000求得转速n=1100。2.3.2粗镗孔所用刀具为T3，镗孔刀，刀具尺寸20×20，型号是SI2K--STTCR11,加工φ22余量为0.3mm。由于加工量比较小，因此可以一次走刀切除φ22的剩余余量，背吃刀量为0.3。查《机械加工切削数据手册》得：f=0.18mm/r查《机械加工切削数据手册》得：切削速度为150mm/min，因此根据公式Vc=πdvn/1000求得转速n=9002.3.3精镗孔所用刀具为T3，镗孔刀，刀具尺寸20×20，型号是S12K-STTCR11，加工φ22余量为0.3mm,。由于加工量比较小，因此可以一次走刀切除φ22的剩余余量，背吃刀量为0.3。查《机械加工切削数据手册》得：f=0.18mm/r查《机械加工切削数据手册》得切削速度为150mm/min，因此根据公式Vc=πdn/1000求得转速n=1200。2.4刀具选择根据刀具的选择原则，选择刀具表1-1T1号刀—45°弯头车刀加工内容：车端面T2号刀—90°外圆车刀加工内容：轴件左端φ66的外圆面和台阶。T3号刀—镗孔刀加工内容：粗精镗φ22的内圆面T4号刀—切槽刀加工内容：车两处退刀槽T5号刀—外螺纹加工内容：车M60×2的螺纹T6号刀—内螺纹加工内容：车M24×2—6H2.5分析加工次序制定加工环节2.5.1.加工零件左端部分1、车端面用三爪自定义卡盘装夹，伸出长度为不小于等于50，端面车平即可。2、车外圆外圆尺寸为φ80mm，长度为45mm。3、车台阶面外圆为φ60（-0.20），长度为30（+0.5---0.5）4、镗孔φ225、倒角两处1*45°2.5.2.加工右端面部分1、车端面，掉头装夹φ66（-0.2--0），保证长度82、车台阶面，外圆φ68（-0.2——0），长度为70（+0.2——-0.2）3、车台阶面，外圆φ60（0.15——0），长度55（+0.15——-0.15）4、车台阶面，外圆φ54（-0.1——0），长度为20（+0.1——-0.1）5、倒角3处1×45°6、切刀槽两处4×1.57、车内螺纹倒角1×45°8、车锥面，锥度为1:5，A/2=5°43′。大端直径φ54（-0.1——0）9、车外螺纹M60×22.6加工次序（工艺路线）齿轮轴零件的加工可以分三道工序：1、第一道工序是左端部分外圆柱面、台阶面、镗孔加工；2、第二道工序是右端外圆柱面、圆锥面内螺纹孔、切槽加工；3、第三道工序是按零件精度检查表和图样规定所有检查。2.6.1.工序1：零件左端部分1加工此工序的加工内容包括：1、先加工左端面零件伸出卡盘约60毫米，找正后夹紧。2、使用1号刀粗精车零件左右端面。迅速退回换刀点。3、用2号刀，采用G71进行工件左端面部分的轮廓循环粗加工。4、用2号刀，采用G70进行工件左端面部分的轮廓循环精加工。5、用3号刀镗φ22mm的内孔倒角。6、卸下工件用铜皮包住已经加工过的φ66（0---0.2）mm的外圆，掉头使工件上γ80的台阶端面与卡盘端面紧密接触后夹紧，准备加工工件右端。7、手动车端面控制工件总长。假如坯料总长在加工前已经控制在8590（mm）之间，且两断角平整，则不必进行此操作。2.6.2工序2：零件右端部分2加工此工序的加工内容包括：1、使用1号刀粗精车零件左右端面。迅速退回换刀点2、用2号刀，采用G71进行工件右端面部分的轮廓循环粗加工。3、用2号刀，采用G70进行工件右端面部分的轮廓循环精加工。4、用5号刀用G75进行切槽循环加工。5、用4号和6号刀用G76进行螺纹循环加工2.7加工设备选择根据数控实训中心的数控机床切削性能，我选择西门子卧式K6146？数控车床。其有诸多长处:1、控制精度高，可靠性好2、主轴轴承采用国外进口，噪音小，抗震能力强，旋转精度高3、机床床身采用特殊加强筋，机床刚性好4、机床导轨采用中频淬火处理，表面硬度搞，耐磨性好，使用寿命长；5、自动刀架采用多刀装夹，系统控制，反复定位精度高；6、纵，横向进刀采用高精度滚珠线杆，动态稳定性可靠2.7.1数控车的刀具1、对刀的规定数控车床能兼作粗，精加工。为使粗加工能以较大切削深度，较大进给速度地加工，规定粗车刀具强度高，耐用度好。精车首先是保证加工精度，因此规定刀具的精度高，耐用度好。为减少换刀时间和以便对刀，应也许多地采用机夹刀。数控车床还规定刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿命管理功能。在使用刀具寿命管理时，刀片耐用的设定原则是以该批刀片耐用度最低的刀片作为根据的。在这种状况下，刀片耐用的一致性甚至比其平均寿命更重要。2、数控车床的刀具数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀，圆弧车刀和成型车刀。以直线形切削刃为特性的车刀一般称为尖形车刀。此类车刀的刀尖（同步也为其刀位点）由直线形的主，副切削刃构成，如90°内，外圆车刀，左，右端面车刀，切槽（断）车刀及刀尖倒棱很小的多种外圆和内孔车刀。用此类车刀加工零件时，其零件的轮廓形状重要由一种独立的刀尖或一条直线。2.7.2数控车床的卡盘液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对一般回转类零件可采用一般液压卡盘；对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。2.7.3数控车床的尾座对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压架上的活顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行对的的加工。尾架有一般液压尾架和可编程液压尾座。2.7.4数控车的刀架刀架是数控车床非常重要的部件。数控车床根据其功能，刀架上可安装的刀具数量一般为8把，10把，12把或16把，有些数控车床可以安装更多的刀具。刀架的构造形式一般为回转式，刀具沿圆周方向安装在刀架，可以安装径向车刀，轴向车刀，钻头，镗刀。车削加工中心还可安装向铣刀。少数数控车床的刀架为直排式，刀具沿一条直线安装。数控车床可以配置两种刀架：专用刀架由车床产生厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的长处是制导致本底，但缺乏通用性。2、通用刀架根据一定的通用原则而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能规定进行选择配置。2.8数控加工编程程序2.8.1编制数控车削程序（SIEMENS系统编程）%__N__JL3832__MPF$PATH=/__N__MPF__DIRG90G94G71G23G54M3S800T1D1G0Z2X80G1Z0F50X—0.5G0Z2X100Z150M9M5M0M3S600T2D1G1X84Z1M7X83F50G0X83Z2M7__CNAME=“JL383201”R105=1R106=0.25R108=1.5R109=R110R111=100LCYC95X100Z150M9M5M0M3S1200T1D1F100G0X74Z2M7G0X100Z150M9M5M0M3S800T3D1G0X21.5Z2M7G1X22Z—11F100Z—18X18G0Z150M9X100M5M2%__N__JL383201__MPF;$PATH=/__N__MPF__DIRG1X64Z0X66Z—1X66Z—30X78X80Z—31Z—39X78Z—40X83RET2.8.2轴零件右端的加工程序（用SIEMENS系统编程）%__N__JL3833__MPF;$PATH=/__N__MPF__DIRG90G94G71G23G54M3S800T1D1G0X84Z0M7G1X—0.5F50G0X100Z150M9M5M0M3S1200T2D1G0X83Z2M7JL383301G0X100Z150M9M5M0M3S600T4D1G0X80Z-55F50R100=68R101=—55R105=1R106=0.25R107=4R108=2R114=4R115=5R116=0R117=1R118=0R119=1LCYC93G90G0X100Z100X65Z2G0X65Z—17R100=68R101=—17R116=0R117=1R118=0R119=1LCYC93G90G0X100Z150M9M5M0T5D1M3S600G0X65Z—51M7R100=60R101=—51R102=60R103=0R104=2R105=1R106=0.05R109=4R110=2R111=1.299R112=0R113=4R114=1LCYC97G0X100Z150M9M5M0M3S600T6D1G0X20Z4M7R100=24R101=0R102=24R103=—15R104=2R105=2R106=0.05R109=4R110=2R111=1.299R112=0R113=7R114=1LCYC97G0X100Z150M9M5M303.结论短暂几种月的毕业设计在匆匆忙忙中过去了，这次的毕业设计让我受益匪浅，学到了诸多新的东西，例如工艺设计的流程，加工的方案，加工的次序，刀柄刀具的选择，切削用量的选择，此前这些数据都是随便定的