大學設計齒輪軸數控加工大學設計

1、XXQQQXXXXX學院畢業(yè)設計（論文）論文題目：齒輪軸數控加工畢業(yè)設計系 別：專 業(yè)：班 級：學 號：學生姓名：指導教師：1.概述 31.1 數控車床地特點 31.2 齒輪軸零件數控加工地目地 41.3 數控編程地特點 42零件機械加工工藝分析 52.1零件圖樣分析 52.1.1 結構分析 52.1.2 分析零件主要尺寸公差和技術要求 52.1.3 保證尺寸公差及形位公差地工藝措施 52.1.4 毛坯、余量分析 52.1.5 結構工藝性分析 52.2 定位基準選擇 62.3 確定切削用量 62.3.1 粗、精車外輪廓 62.3.2 粗鏜孔 62.3.3 精鏜孔 62.4 刀具選擇 62.5

2、分析加工順序制定加工步驟 72.5.1. 加工零件左端部分 72.5.2. 加工右端面部分 82.6加工順序（工藝路線） 82.6.1.工序1:零件左端部分 1加工 82.6.2 工序2:零件右端部分 2加工 82.7 加工設備選擇 92.7.1 數控車地刀具 92.7.2 數控車床地卡盤 92.7.3 數控車床地尾座 102.7.4 數控車地刀架 102.8 數控加工編程程序 102.8.1 編制數控車削程序（SIEMENS系統(tǒng)編程） 102.8.2 軸零件右端地加工程序（用 SIEMENS系統(tǒng)編程） 123.結論 14參考文獻 14附錄 錯誤！未定義書簽。齒輪軸數控加工摘 要：齒輪軸零件在

3、現(xiàn)代生活中有十分重要和不可忽視地地位，數控生產地加工工藝對于我們熟練應用數控編程等相關技術有很大地幫助在此我通過所學數控基礎知識和原有地加工工藝設計基礎上對齒輪軸零件地數控加工等工藝做出說明，希望通過這畢業(yè)設計使我們在數控技術應用和產品地加工方面得到一定地經驗關鍵詞：齒輪軸數控編程與加工工藝分析1. 概述1.1 數控車床地特點數控機床是機電一體化地典型代表，與通用機床和專用機床相比，數控機床具有以下主要特點：（1）具有高度柔性，適于多品種、單件小批零件地加工縮短了生產、技術準備時間，節(jié)省了大量工藝裝備地費用，因此,應變能力很強, 適合于多品種、單件小批零件地加工.（2）加工精度高，多軸聯(lián)動可實

4、現(xiàn)復雜輪廓地插補運動，適于高精度、形狀復雜 零件地加工由于數控機床地主傳動和進給傳動采用直流或交流伺服電機 ，可實現(xiàn)無級調 速.消除由于刀具磨損、刀具調整誤差所造成地工件尺寸誤差，提高了工件加工精 度.數控機床可以對結構形狀復雜地零件進行手工編程或自動編程 .機床可進行多 軸聯(lián)動或多維插補.因此，數控機床適于高精度、形狀復雜零件地加工.（3）高地加工生產率良好地結構剛度允許數控機床進行強力切削、高速切削.數控機床移動部件 地快速移動和定位采用加速與減速措施，選用了很高地空行程運動速度.配合加工 中心地刀庫使用，可實現(xiàn)一次裝夾下進行多工序地連續(xù)加工，減少了半成品地工序 間周轉時間，提高了生產率.

5、（4）減輕勞動強度，改善勞動條件數控機床加工前經調整好后，輸人程序并啟動，機床就能自動連續(xù)進行加工， 直至加工結束.操作者主要是程序地輸入、編輯,裝卸零件，刀具準備,加工狀態(tài)地觀 測，零件地檢驗等工作，勞動強度極大降低.數控機床一般是封閉式加工，既清潔，又 安全.（5）有利于實現(xiàn)機械加工地現(xiàn)代化管理數控機床加工能準確地計算出或自動記錄單件加工工時和總地加工工時，實現(xiàn)對半成品、成品地統(tǒng)計與管理；對所使用地刀具、夾具可進行規(guī)范化、現(xiàn)代化 管理；能實現(xiàn)一臺中央計算機對幾臺、十幾臺數控機床地集中控制和管理（DNC）. 實現(xiàn)計算機輔助設計（CAD ）、計算機輔助制造（CAM ）、計算機輔助質量監(jiān)督（CA

6、Q）等地有機結合，是現(xiàn)代集成制造技術地基礎1.2 齒輪軸零件數控加工地目地作為一名剛踏出學校走向社會地學生，在平時地工作實踐不斷地總結經驗學習知識是尤為重要地，數控技術在生產實踐中地應用越來越廣泛，它使得制造業(yè)生 產面貌煥然一新，它所帶來地巨大效益也受到世界各國科技界地高度重視，輪軸零 件地數控生產加工工藝對我們熟練掌握運用數控編程等相關技術具有很大地幫 助.為此我們在原有地加工工藝設計基礎上對齒輪軸零件地數控加工等工藝在此 作出較為詳細地闡述，希望通過對此設計能使我們在數控技術應用和產品地加工 方面得到一定地經驗.數控技術是一門全新地技術，它整合了機械技術、物理技 術、電子技術、計算機技術、

7、網絡通信技術等多門學科地知識它是先進地數字控制技術與傳統(tǒng)地機床制造技術相結合地產物區(qū)別于普通機械加工，數控加工技術更適合于多品種、小批量、結構復雜、精度要求較高地零件地自動化生產，它具有加工精度高、加工對象適應性強、自動化程度高、勞動強度低、生產效率 高、經濟效益好、現(xiàn)代化管理程度高等特點1.3 數控編程地特點（1）在一個程序段中，根據被加工零件地圖樣標注尺寸，從方便編程地角度出 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） 加工零件地毛坯通常為圓棒料，加工余量較大，要加工到圖樣標注尺寸， 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控系統(tǒng)有 毛坯切削循環(huán)等不同形

8、式地循環(huán)功能以減少編程工作量 .（3）對于刀具位置地變化，刀具幾何形狀地變化及刀尖圓弧半徑地變化，都無 須更改加工程序，編程人員可以按照工件地實際輪廓尺寸進行編程.數控系統(tǒng)具 有地刀具補償功能使編程人員只要將有關參數輸入到儲存器中，數控系統(tǒng)就能自 動進行刀具補償.2零件機械加工工藝分析2.1零件圖樣分析2.1.1 結構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、外)，退刀槽，圓弧面,圓錐面，鏜孔、倒角等構成地中等復雜軸零件圖2.1.2 分析零件主要尺寸公差和技術要求(1) ©24 ( +0 .0210)孔地尺寸公差很小，公差等級為IT7級,但表面粗糙度

9、 要求并不高Ra=1.6um(2) 忙8 (0 -0.2)外圓表面對 梓4 (+0.20)內孔表面地同軸度允許差為0.05mm(3) 忙8(0 -0.2)對 必0右端面地垂直度允許差為 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地工藝措施(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地要 求,但測量時必須用內徑千分尺.(2) 選擇 忙6 (0-0.2)外圓表面為定位基準面，在一次裝夾加工中松0右 端面(0-0.2)外圓及 ©22 (0.052 -0.2)鏜孔，即可保證他們之間地垂直度和同 軸度要求

10、.2.1.4 毛坯、余量分析(1) 零件采用©45X 120地圓柱毛坯，零件左端部分外圓面©28、©32粗加工后留0.3地余量.(2) 零件采用©45X120地圓柱毛坯，零件右端部分外圓面M30、©26、©30、 ©34、©38 粗加工后留0.3地余量.2.1.5 結構工藝性分析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 忙6外圓和 松0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

11、退刀槽外圓面工序 4:用4、6號刀車M60和M64螺紋.2.2 定位基準選擇本文加工地零件是齒輪軸，軸類零件本身地結構特征和主軸上各主要表面地尺寸要求都決定了以軸線為定位基準根據粗基準選擇原則外圓為粗基準，再根據基準統(tǒng)一原則選擇主軸中心線為 精基準2.3 確定切削用量2.3.1 粗、精車外輪廓所用刀具為T 2,90°外圓車刀,刀具尺寸20X 20,型號是MVJNR2020K16加 工忙6和工件左端所有外圓余量為1mm,因為加工量比較大，所以分2次走刀切除 忙6和工件左端所有外圓地全部余量，背吃刀量為 2.根據表面粗糙度要求3.2Ra/um要求比較高，查機械加工切削數據手冊得：f=0.

12、29mm/r查機械加工切削數據手冊得:切削速度為140mm/min,因此根據公式Vc= n dn/1000求得轉速 n=1100.2.3.2 粗鏜孔所用刀具為T3,鏜孔刀，刀具尺寸20X 20型號是SI2K-STTCR11,加工 尼2 余量為0.3mm.因為加工量比較小，所以可以一次走刀切除 ©22地剩余余量，背吃 刀量為0.3.查機械加工切削數據手冊得：f=0.18mm/r查機械加工切削數據手冊得：切削速度為150mm/min,因此根據公式Vc=n dvn /1000 求得轉速 n=9002.3.3 精鏜孔所用刀具為T3,鏜孔刀，刀具尺寸20 X 20型號是S12K-STTCR11

13、,加工 尼2余 量為0.3mm,.因為加工量比較小，所以可以一次走刀切除 ©22地剩余余量，背吃刀 量為0.3.查機械加工切削數據手冊得：f=0.18mm/r查機械加工切削數據手冊得切削速度為150mm/min,因此根據公式Vc=n dn/1000求得轉速 n=1200.2.4 刀具選擇根據刀具地選擇原則，選擇刀具表1-1T1號刀一45°彎頭車刀加工內容：車端面T2號刀一90°外圓車刀加工內容：軸件左端(|66地外圓面和臺階.T3號刀一鏜孔刀加工內容：粗精鏜尼2地內圓面T4號刀一切槽刀加工內容：車兩處退刀槽T5號刀一外螺紋加工內容：車M60 X 2地螺紋T6號刀一

14、內螺紋加工內容：車M24 X 2 6H車丿J種類的示意圖I 一直頭車H 2彎頭車刀 390傑|刀4«R紋車力 5竭耐車刀 6內岡車刀 7誡彤車刀 8 牛槽、切斷刀2.5 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 忙0 (-0.2-0)，長度為 30 (+0.5- -0.5)4、鏜孔梓25、倒角兩處1*45 °2.52加工右端面部分1、 車端面，掉頭裝夾 忙6 (-0.2-0)保證長度82、 車臺階面，外圓 忙8 (-0.20

15、),長度為70 (+0.2-0.2)3、 車臺階面，外圓 忙0 (0.15 0),長度55 (+0.15 -0.15)4、 車臺階面，外圓 栢4 (-0.10),長度為20 (+0.1-0.1)5、倒角3處1X 45°6、切刀槽兩處4X 1.57、車內螺紋倒角1X 45°& 車錐面，錐度為1:5,A/2=5° 43'.大端直徑 構4 (-0.1 0)9、車外螺紋 M60 X 22.6加工順序(工藝路線)齒輪軸零件地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、圓錐面內螺紋孔、切槽加工；3、 第

16、三道工序是按零件精度檢驗表和圖樣要求全部檢驗.2.6.1. 工序1:零件左端部分1加工此工序地加工內容包括：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.快速退回換刀點.3、用2號刀,采用G71進行工件左端面部分地輪廓循環(huán)粗加工.4、用2號刀,采用G70進行工件左端面部分地輪廓循環(huán)精加工.5、用3號刀鏜尼2mm地內孔倒角.&卸下工件用銅皮包住已經加工過地忙6 (0- -0.2 ) mm地外圓,掉頭使工件上丫 80地臺階端面與卡盤端面緊密接觸后夾緊，準備加工工件右端.7、手動車端面控制工件總長.如果坯料總長在加工前已經控制在85-90(mm)之間

17、,且兩斷角平整,則不必進行此操作.2.6.2 工序2:零件右端部分2加工此工序地加工內容包括：1、使用1號刀粗精車零件左右端面.快速退回換刀點2、 用2號刀,采用G71進行工件右端面部分地輪廓循環(huán)粗加工.3、 用2號刀,采用G70進行工件右端面部分地輪廓循環(huán)精加工.4、用5號刀用G75進行切槽循環(huán)加工.5、用4號和6號刀用G76進行螺紋循環(huán)加工2.7 加工設備選擇根據數控實訓中心地數控機床切削性能，我選擇西門子臥式K6146 ?數控車 床其有很多優(yōu)點：1、控制精度高，可靠性好2、主軸軸承采用國外進口，噪音小，抗震能力強,旋轉精度高3、機床床身采用特殊加強筋，機床剛性好4、機床導軌采用中頻淬火處

18、理，表面硬度搞，耐磨性好,使用壽命長；5、自動刀架采用多刀裝夾，系統(tǒng)控制，重復定位精度高；&縱，橫向進刀采用高精度滾珠線桿，動態(tài)穩(wěn)定性可靠2.7.1 數控車地刀具1、對刀地要求數控車床能兼作粗，精加工為使粗加工能以較大切削深度，較大進給速度 地加工,要求粗車刀具強度高，耐用度好.精車首先是保證加工精度，所以要求刀具 地精度高,耐用度好.為減少換刀時間和方便對刀，應可能多地采用機夾刀數控車 床還要求刀片耐用度地一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能.在使用刀具壽命 管理時，刀片耐用地設定原則是以該批刀片耐用度最低地刀片作為依據地.在這種情況下，刀片耐用地一致性甚至比其平均壽命更重要.2、數

19、控車床地刀具數控車削用地車刀一般分為三類，即尖形車刀，圓弧車刀和成型車刀.以直線 形切削刃為特征地車刀一般稱為尖形車刀.這類車刀地刀尖（同時也為其刀位點） 由直線形地主，副切削刃構成，如90。內，外圓車刀，左,右端面車刀，切槽（斷）車 刀及刀尖倒棱很小地各種外圓和內孔車刀.用這類車刀加工零件時，其零件地輪廓 形狀主要由一個獨立地刀尖或一條直線.2.7.2 數控車床地卡盤液壓卡盤是數控車削加工時夾緊工件地重要附件，對一般回轉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地零件，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 數控車床地尾座對軸向尺寸和徑向尺寸地比值較大地

20、零件，需要采用安裝在液壓架上地活頂 尖對零件尾端進行支撐，才能保證對零件進行正確地加工.尾架有普通液壓尾架和 可編程液壓尾座.2.7.4 數控車地刀架刀架是數控車床非常重要地部件.數控車床根據其功能，刀架上可安裝地刀 具數量一般為8把,10把,12把或16把,有些數控車床可以安裝更多地刀具.刀架 地結構形式一般為回轉式，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.少數數控車床地刀架為直排式，刀 具沿一條直線安裝.數控車床可以配備兩種刀架：1、 專用刀架 由車床產生廠商自己開發(fā)，所使用地刀柄也是專用地.這種刀 架地優(yōu)點是制造成本底，但缺乏通用性

21、.2、通用刀架 根據一定地通用標準而生產地刀架，數控車床生產廠商可以根 據數控車床地功能要求進行選擇配置.2.8 數控加工編程程序2.8.1編制數控車削程序（SIEMENS系統(tǒng)編程）%_N_JL3832_MPF $PATH=/_N_MPF_DIR G90 G94 G71G23 G54M3 S800T1D1G0 Z2 X80G1 Z0 F50X0.5G0 Z2X100 Z150 M9M5MOM3 S600T2D1G1 X84 Z1 M7X83F50GO X83 Z2 M7_CNAME= “ JL383201”R105=1R106=0.25 R108=1.5 R109=R110 R111=100L

22、CYC95X100 Z150 M9M5 M0M3 S1200T1D1 F100G0 X74 Z2 M7G0 X100Z150 M9M5M0M3 S800T3D1G0 X21.5 Z2 M7G1 X22 Z11F100Z18X18G0 Z150 M9X100M5M2%_N_JL383201_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIRG1 X64 Z0X66 Z1X66 Z30X78X80 Z31Z39X78 Z40X83RETSIEMEN系 統(tǒng)編程）2.8.2 軸零件右端地加工程序%_N_JL3833_MPF ;$PATH=/_N_MPF_DIR G90 G94 G71G23 G54M3 S80

23、0T1D1G0 X84 Z0 M7G1 X0.5 F50G0 X100Z150 M9M5M0M3 S1200T2D1G0 X83 Z2 M7JL383301G0 X100Z150 M9M5M0M3 S600T4D1G0 X80Z-55 F50R100=68 R101=55 R105=1R106=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=1R118=0 R119=1LCYC93G90 G0

24、X100 Z150 M9M5M0T5D1M3 S600G0 X65 Z51 M7R100=60 R10仁一51R102=60 R103=0 R104=2 R105=1R109=4 R110=2 R111=1.299 R112=0 R113=4 R114=1LCYC97G0 X100Z150M9M5M0M3 S600T6D1G0 X20 Z4 M7R100=24R10仁0R102=24R103= 15R104=2R105=2R109=4 R110=2 R111=1.299 R112=0 R113=7 R114=1LCYC97G0 X100Z150 M9M5R106=0.05R106=0.05M303. 結論短暫幾個月地畢業(yè)設計在匆匆忙忙中過去了 ，這次地畢業(yè)設計讓我受益匪淺 學到了很多新地東西，比如工藝設計地流程，加工地方案，加工地順序，刀柄刀