毕业设计(论文)-齿轮轴数控加工毕业设计剖析

论文题目：齿轮轴数控加工设计系别：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：各学院名称（全称）2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熟练应用数控编程等相关技术有很大的帮助。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说明，希望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典型代表，与通用机床和专用机床相比，数控机床具有以下主要特点：（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、刀具调整误差所造成的工件尺寸误差，提高了工件加工精度。数控机床可以对结构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结构刚度允许数控机床进行强力切削、高速切削。数控机床移动部件的快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连续加工，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，机床就能自动连续进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑，装卸零件，刀具准备，加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低。数控机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。（5）有利于实现机械加工的现代化管理数控机床加工能准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3半成品、成品的统计与管理；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断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熟练掌握运用数控编程等相关技术具有很大的帮助。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阐述，希望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传统的机床制造技术相结合的产物。区别于普通机械加工，数控加工技术更适合于多品种、小批量、结构复杂、精度要求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）在一个程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从方便编程的角度出发，可采用绝对尺寸编程，增量尺寸编程或二者混合编程。（2）加工零件的毛坯通常为圆棒料，加工余量较大，要加工到图样标注尺寸，需要一层层切削，如果每层加工都编写程序，编程工作量将大大增加。数控系统有毛坯切削循环等不同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，都无须更改加工程序，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补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补偿。2零件机械加工工艺分析2.1零件图样分析2.1.1结构分析该零件由两部分组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各学院名称（全称）42.1.2分析零件主要尺寸公差和技术要求（1）φ24（+0.021~0）孔的尺寸公差很小，公差等级为IT7级，但表面粗糙度要求并不高Ra=1.6um（2）φ68（0~-0.2）外圆表面对φ24（+0.2~0）内孔表面的同轴度允许差为0.05mm（3）φ68(0~-0.2）对φ80右端面的垂直度允许差为0.05mm（4）其余地方粗糙度均为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要求，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要求。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结构工艺性分析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，轴类零件本身的结构特征和主轴上各主要表面的尺寸要求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52.3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MVJNR2020K16加工φ66和工件左端所有外圆余量为1mm，因为加工量比较大，所以分2次走刀切除φ66和工件左端所有外圆的全部余量，背吃刀量为2。根据表面粗糙度要求3.2Ra/um，要求比较高，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。因为加工量比较小，所以可以一次走刀切除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,。因为加工量比较小，所以可以一次走刀切除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—6H各学院名称（全称）62.5加工顺序（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验表和图样要求全部检验。2.5.1.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。快速退回换刀点。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。如果坯料总长在加工前已经控制在85---90（mm）之间，且两断角平整，则不必进行此操作。72.5.2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。快速退回换刀点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2.6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。其有很多优点: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，重复定位精度高；6、纵，横向进刀采用高精度滚珠线杆，动态稳定性可靠3.结论短暂几个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，学到了很多新的东西，比如工艺设计的流程，加工的方案，加工的顺序，刀柄刀具的选择，切削用量的选择，以前这些数据都是随便定的，通过这次的实习才知道真正设计的时候都是要通过查阅相关的手册得来的。在几个月的时间中，我们学习了零件的工艺分析、数控机床的选用，零件工艺方案设计，包括进给路线、加工余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。最终完成零件的机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片，工件的定位和夹紧方案草图，数控刀具卡片，数控加工进给路线图。既完成了课程，又对以往学习的知识进行了完整的复习，可以说是一举多得。大大提高了我们的专业水平，培养了我们掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养我们掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼我们分析与解决工程实际问题的能力。给我们树立正确的设计思想和培养我们严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。我们即将踏入工作岗位，这次毕业设计为我们的未来打下坚实的基础，让我们更各学院名称（全称）8好的适应工作环境，同时业锻炼了我们坚忍不拔，迎难而上的精神。锻炼了我们发现问题，解决问题的能力。使我们的专业知识和水平更加的完善。我们要发扬实习期间的能力和精神，成为社会有用的人才，为自己开创美好的未来。在我设计过程中，我了解到什么叫工艺设计，怎么样去完成一个工件的全部工艺流程，通过查手册，找数据，给设计过程中的所有数据都能有一个详细的标准，这是我的最终学习目的，现在的学习为的就是以后在工作当中的熟练运用，我想在这几个月的实习中我的确学到了很多东西，为自己以后在数控技术应用方面奠定一定的基础。参考文献：[1]王志平《数控编程与操作》高等教育出版社2003[2]金喜德《金工实习》高等教育出版社2000[3]赵长明《机械加工工艺及编程》机械工业出版社2001[4]李真峰《数控加工工艺》上海交通出版社2004[5]张耀宗《机械加工工艺设计实用手册》航空公司出版社2000[6]黄卫《数控技术与数控编程》上海机械工业出版社1998