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

XXQQQXXXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目：齒輪軸數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)系別：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：目錄TOC\o"1-3"\h\u44551.概述 3203901.1數(shù)控車床的特點(diǎn) 3245581.2齒輪軸零件數(shù)控加工的目的 426821.3數(shù)控編程的特點(diǎn) 48622零件機(jī)械加工工藝分析 552.1零件圖樣分析 5105332.1.1構(gòu)造分析 57412.1.2分析零件重要尺寸公差和技術(shù)規(guī)定 579822.1.3保證尺寸公差及形位公差的工藝措施 5267902.1.4毛坯、余量分析 683102.1.5構(gòu)造工藝性分析 6119772.2定位基準(zhǔn)選擇 6192572.3確定切削用量 696312.3.1粗、精車外輪廓 6136922.3.2粗鏜孔 7241052.3.3精鏜孔 7314932.4刀具選擇 7165662.5分析加工次序制定加工環(huán)節(jié) 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（工藝路線） 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加工設(shè)備選擇 1097522.7.1數(shù)控車的刀具 10171122.7.2數(shù)控車床的卡盤 1166702.7.3數(shù)控車床的尾座 11108782.7.4數(shù)控車的刀架 1170802.8數(shù)控加工編程程序 11293512.8.1編制數(shù)控車削程序（SIEMENS系統(tǒng)編程） 11308202.8.2軸零件右端的加工程序（用SIEMENS系統(tǒng)編程） 13267363.結(jié)論 1528724參照文獻(xiàn) 1632292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)的加工工藝對(duì)于我們純熟應(yīng)用數(shù)控編程等有關(guān)技術(shù)有很大的協(xié)助。在此我通過(guò)所學(xué)數(shù)控基礎(chǔ)知識(shí)和原有的加工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上對(duì)齒輪軸零件的數(shù)控加工等工藝做出闡明，但愿通過(guò)這畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們?cè)跀?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)電一體化的經(jīng)典代表，與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有如下重要特點(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(shí)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(dòng)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，適于高精度、形狀復(fù)雜零件的加工由于數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)采用直流或交流伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。消除由于刀具磨損、刀具調(diào)整誤差所導(dǎo)致的工件尺寸誤差，提高了工件加工精度。數(shù)控機(jī)床可以對(duì)構(gòu)造形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行手工編程或自動(dòng)編程。機(jī)床可進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)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)率良好的構(gòu)造剛度容許數(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(dòng)部件的迅速移動(dòng)和定位采用加速與減速措施，選用了很高的空行程運(yùn)動(dòng)速度。配合加工中心的刀庫(kù)使用，可實(shí)現(xiàn)一次裝夾下進(jìn)行多工序的持續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。（4）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸人程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能自動(dòng)持續(xù)進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者重要是程序的輸入、編輯，裝卸零件，刀具準(zhǔn)備，加工狀態(tài)的觀測(cè)，零件的檢查等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度極大減少。數(shù)控機(jī)床一般是封閉式加工，既清潔，又安全。（5）有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的現(xiàn)代化管理數(shù)控機(jī)床加工能精確地計(jì)算出或自動(dòng)記錄單件加工工時(shí)和總的加工工時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)半成品、成品的記錄與管理；對(duì)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(tái)中央計(jì)算機(jī)對(duì)幾臺(tái)、十幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床的集中控制和管理（DNC）。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)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)控加工的目的作為一名剛踏出學(xué)校走向社會(huì)的學(xué)生，在平時(shí)的工作實(shí)踐不停的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)知識(shí)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(lái)越廣泛，它使得制造業(yè)生產(chǎn)面貌煥然一新，它所帶來(lái)的巨大效益也受到世界各國(guó)科技界的高度重視，輪軸零件的數(shù)控生產(chǎn)加工工藝對(duì)我們純熟掌握運(yùn)用數(shù)控編程等有關(guān)技術(shù)具有很大的協(xié)助。為此我們?cè)谠械募庸すに囋O(shè)計(jì)基礎(chǔ)上對(duì)齒輪軸零件的數(shù)控加工等工藝在此作出較為詳細(xì)的論述，但愿通過(guò)對(duì)此設(shè)計(jì)能使我們?cè)跀?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(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多門學(xué)科的知識(shí)。它是先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)與老式的機(jī)床制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。區(qū)別于一般機(jī)械加工，數(shù)控加工技術(shù)更適合于多品種、小批量、構(gòu)造復(fù)雜、精度規(guī)定較高的零件的自動(dòng)化生產(chǎn)，它具有加工精度高、加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)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）在一種程序段中，根據(jù)被加工零件的圖樣標(biāo)注尺寸，從以便編程的角度出發(fā)，可采用絕對(duì)尺寸編程，增量尺寸編程或兩者混合編程。（2）加工零件的毛坯一般為圓棒料，加工余量較大，要加工到圖樣標(biāo)注尺寸，需要一層層切削，假如每層加工都編寫程序，編程工作量將大大增長(zhǎng)。數(shù)控系統(tǒng)有毛坯切削循環(huán)等不一樣形式的循環(huán)功能以減少編程工作量。（3）對(duì)于刀具位置的變化，刀具幾何形狀的變化及刀尖圓弧半徑的變化，都不必更改加工程序，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)具有的刀具賠償功能使編程人員只要將有關(guān)參數(shù)輸入到儲(chǔ)存器中，數(shù)控系統(tǒng)就能自動(dòng)進(jìn)行刀具賠償。2零件機(jī)械加工工藝分析2.1零件圖樣分析2.1.1構(gòu)造分析該零件由兩部分構(gòu)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分析零件重要尺寸公差和技術(shù)規(guī)定（1）φ24（+0.021~0）孔的尺寸公差很小，公差等級(jí)為IT7級(jí)，但表面粗糙度規(guī)定并不高Ra=1.6um（2）φ68（0~-0.2）外圓表面對(duì)φ24（+0.2~0）內(nèi)孔表面的同軸度容許差為0.05mm（3）φ68(0~-0.2）對(duì)φ80右端面的垂直度容許差為0.05mm（4）其他地方粗糙度均為Ra=3.2um2.1.3保證尺寸公差及形位公差的工藝措施（1）φ22（+0.052~0）鏜孔表面用精車即能滿足尺寸公差和表面粗糙度的規(guī)定，但測(cè)量時(shí)必須用內(nèi)徑千分尺。（2）選擇φ66（0~-0.2）外圓表面為定位基準(zhǔn)面，在一次裝夾加工中φ80右端面（0~-0.2）外圓及φ22（0.052~-0.2）鏜孔，即可保證他們之間的垂直度和同軸度規(guī)定。2.1.4毛坯、余量分析（1）零件采用φ45×120的圓柱毛坯，零件左端部分外圓面φ28、φ32粗加工后留0.3的余量。（2）零件采用φ45×120的圓柱毛坯，零件右端部分外圓面M30、φ26、φ30、φ34、φ38粗加工后留0.3的余量。2.1.5構(gòu)造工藝性分析1、加工零件左端部分工藝分析工序1：用2號(hào)刀車棒料外圓工序2：用2號(hào)刀車φ66外圓和φ80外圓面2、加工零件右端部分工藝分析工序1：用2號(hào)刀車棒料外圓工序2：用2號(hào)刀車φ68外圓面、φ54圓錐面工序3：用5號(hào)刀車退刀槽外圓面工序4：用4、6號(hào)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，軸類零件自身的構(gòu)造特性和主軸上各重要表面的尺寸規(guī)定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Ｔ2，90°外圓車刀，刀具尺寸20×20，型號(hào)是MVJNRK16加工φ66和工件左端所有外圓余量為1mm，由于加工量比較大，因此分2次走刀切除φ66和工件左端所有外圓的所有余量，背吃刀量為2。根據(jù)表面粗糙度規(guī)定3.2Ra/um，規(guī)定比較高，查《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)》得：f=0.29mm/r查《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)》得：切削速度為140mm/min，因此根據(jù)公式Vc=πdn/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20×20，型號(hào)是SI2K--STTCR11,加工φ22余量為0.3mm。由于加工量比較小，因此可以一次走刀切除φ22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(cè)》得：f=0.18mm/r查《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)》得：切削速度為150mm/min，因此根據(jù)公式Vc=πdvn/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20×20，型號(hào)是S12K-STTCR11，加工φ22余量為0.3mm,。由于加工量比較小，因此可以一次走刀切除φ22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(cè)》得：f=0.18mm/r查《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)》得切削速度為150mm/min，因此根據(jù)公式Vc=πdn/1000求得轉(zhuǎn)速n=1200。2.4刀具選擇根據(jù)刀具的選擇原則，選擇刀具表1-1T1號(hào)刀—45°彎頭車刀加工內(nèi)容：車端面T2號(hào)刀—90°外圓車刀加工內(nèi)容：軸件左端φ66的外圓面和臺(tái)階。T3號(hào)刀—鏜孔刀加工內(nèi)容：粗精鏜φ22的內(nèi)圓面T4號(hào)刀—切槽刀加工內(nèi)容：車兩處退刀槽T5號(hào)刀—外螺紋加工內(nèi)容：車M60×2的螺紋T6號(hào)刀—內(nèi)螺紋加工內(nèi)容：車M24×2—6H2.5分析加工次序制定加工環(huán)節(jié)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(zhǎng)度為不小于等于50，端面車平即可。2、車外圓外圓尺寸為φ80mm，長(zhǎng)度為45mm。3、車臺(tái)階面外圓為φ60（-0.20），長(zhǎng)度為30（+0.5---0.5）4、鏜孔φ225、倒角兩處1*45°2.5.2.加工右端面部分1、車端面，掉頭裝夾φ66（-0.2--0），保證長(zhǎng)度82、車臺(tái)階面，外圓φ68（-0.2——0），長(zhǎng)度為70（+0.2——-0.2）3、車臺(tái)階面，外圓φ60（0.15——0），長(zhǎng)度55（+0.15——-0.15）4、車臺(tái)階面，外圓φ54（-0.1——0），長(zhǎng)度為20（+0.1——-0.1）5、倒角3處1×45°6、切刀槽兩處4×1.57、車內(nèi)螺紋倒角1×45°8、車錐面，錐度為1:5，A/2=5°43′。大端直徑φ54（-0.1——0）9、車外螺紋M60×22.6加工次序（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(tái)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；3、第三道工序是按零件精度檢查表和圖樣規(guī)定所有檢查。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(hào)刀粗精車零件左右端面。迅速退回?fù)Q刀點(diǎn)。3、用2號(hào)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(hào)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(hào)刀鏜φ22mm的內(nèi)孔倒角。6、卸下工件用銅皮包住已經(jīng)加工過(guò)的φ66（0---0.2）mm的外圓，掉頭使工件上γ80的臺(tái)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(dòng)車端面控制工件總長(zhǎng)。假如坯料總長(zhǎng)在加工前已經(jīng)控制在8590（mm）之間，且兩斷角平整，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(hào)刀粗精車零件左右端面。迅速退回?fù)Q刀點(diǎn)2、用2號(hào)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(hào)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(hào)刀用G75進(jìn)行切槽循環(huán)加工。5、用4號(hào)和6號(hào)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。其有諸多長(zhǎng)處:1、控制精度高，可靠性好2、主軸軸承采用國(guó)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，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)；5、自動(dòng)刀架采用多刀裝夾，系統(tǒng)控制，反復(fù)定位精度高；6、縱，橫向進(jìn)刀采用高精度滾珠線桿，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性可靠2.7.1數(shù)控車的刀具1、對(duì)刀的規(guī)定數(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，規(guī)定粗車刀具強(qiáng)度高，耐用度好。精車首先是保證加工精度，因此規(guī)定刀具的精度高，耐用度好。為減少換刀時(shí)間和以便對(duì)刀，應(yīng)也許多地采用機(jī)夾刀。數(shù)控車床還規(guī)定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(shí)，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根據(jù)的。在這種狀況下，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性的車刀一般稱為尖形車刀。此類車刀的刀尖（同步也為其刀位點(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多種外圓和內(nèi)孔車刀。用此類車刀加工零件時(shí)，其零件的輪廓形狀重要由一種獨(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(shí)夾緊工件的重要附件，對(duì)一般回轉(zhuǎn)類零件可采用一般液壓卡盤；對(duì)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(shí)需要采用彈簧卡盤。2.7.3數(shù)控車床的尾座對(duì)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的活頂尖對(duì)零件尾端進(jìn)行支撐，才能保證對(duì)零件進(jìn)行對(duì)的的加工。尾架有一般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。刀架的構(gòu)造形式一般為回轉(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)控車床可以配置兩種刀架：專用刀架由車床產(chǎn)生廠商自己開(kāi)發(fā)，所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的長(zhǎng)處是制導(dǎo)致本底，但缺乏通用性。2、通用刀架根據(jù)一定的通用原則而生產(chǎn)的刀架，數(shù)控車床生產(chǎn)廠商可以根據(jù)數(shù)控車床的功能規(guī)定進(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$PATH=/__N__MPF__DIRG90G94G71G23G54M3S800T1D1G0Z2X80G1Z0F50X—0.5G0Z2X100Z150M9M5M0M3S600T2D1G1X84Z1M7X83F50G0X83Z2M7__CNAME=“JL383201”R105=1R106=0.25R108=1.5R109=R110R111=100LCYC95X100Z150M9M5M0M3S1200T1D1F100G0X74Z2M7G0X100Z150M9M5M0M3S800T3D1G0X21.5Z2M7G1X22Z—11F100Z—18X18G0Z150M9X100M5M2%__N__JL383201__MPF;$PATH=/__N__MPF__DIRG1X64Z0X66Z—1X66Z—30X78X80Z—31Z—39X78Z—40X83RET2.8.2軸零件右端的加工程序（用SIEMENS系統(tǒng)編程）%__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.結(jié)論短暫幾種月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在匆匆忙忙中過(guò)去了，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，學(xué)到了諸多新的東西，例如工藝設(shè)計(jì)的流程，加工的方案，加工的次序，刀柄刀具的選擇，切削用量的選擇，此前這些數(shù)據(jù)都是隨便定的