GY02-240@针轮立式摇摆减速器齿轮座加工工艺
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机械毕业设计全套
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GY02-240@针轮立式摇摆减速器齿轮座加工工艺,机械毕业设计全套
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常州轻工职业技术学院 毕业设计 （ 论文）课题审批表 机械工程 系 数控 班 设计 (论文 )课题 :针轮立式摇摆 减速器的齿轮座加工工艺 设计者 :贡银花 指导教师及专业技术职称 : 起讫日期 : 年 1 月 日至 年 月 日 设计地点 :常州轻工职业技术学院 课题内容简介 (包括设计参数、设计任务等 )： 减速器主要有轴、轴承、齿轮、齿轮座、箱体组成，我加工的是齿轮座。齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上，使齿轮传动工 作。首先读懂零件图纸，研究加工工艺，了解工件的整体结构，分析工件在本工序加工之前的情况：例如毛坯（半成品）的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。 需要数控加工的部位和具体内容：包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。 齿轮座是一个回转零件，它的毛坯材料是铸铁，在毛坯加工前安排正火和调质处理，主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应力、改善材料的可切削性，提高综合力学性能，与轴配合其尺寸公差等级为 IT7 级， 它的形状精度 圆度、圆柱度 应限制在直径公差范围之内，装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为：径向圆跳动和端面圆跳动公差为0.02mm,齿轮座与轴配合的粗糙度为 0.8,非配合的次要表面为 3.2um。 本次毕业设计中主要加工摇摆减速器的齿轮座的加工， 数控车床加工齿轮座的外型，数控车床加工齿轮座的内孔，数控加工中心加工齿轮座的螺纹孔。 审 批 意 见 (盖章 ) 年 月 日 nts 毕业设 计用纸 共 页 第 页 毕业设计任务书 一、题目： 针轮立式摇摆 减速器的齿轮座加工 二、目的： 我所设计的齿轮座是齿轮的重要组成部分。他的设计要求比较高，而在以前由于技术不发达，只是由普通车床加工而成，且齿轮座又是成批生产，所以生产的产品速度慢，精度低。然而随着社会的发展，技术的进步，数控机床已经逐步取代了普通车床加工。 三、技术要求： 齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上，使齿轮传动工作。 需要数控加工的部位和具体内容：包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等 齿轮座是一个回转零件，它的 毛坯材料是铸铁，在毛坯加工前安排正火和调质处理，主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应力、改善材料的可切削性，提高综合力学性能，与轴配合其尺寸公差等级为 IT7 级，它的形状精度 圆度、圆柱度 应限制在直径公差范围之内，装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为：径向圆跳动和端面圆跳动公差为 0.02mm,齿轮座与轴配合的粗糙度为0.8-,非配合的次要表面为 3.2um。 四、说明书内容： 减速器的概述 2 1 减速器的原理 2 2 减速器的特点 2. 3 减速器的分类 减速器齿轮座加工工艺 分析 3. 1 齿轮座的性能要求 3. 2 加工工艺的分析 3 3 机床选择 3. 4 刀具选择 3. 5 零件装夹定位方式 3. 6 加工切削参数的设定 3. 7 加工顺序 数控加工 4. 1 数控编程 4. 2 数控加工坐标设定走刀方式 4. 3 程序校验 4. 4 加工 nts 毕业设 计用纸 共 页 第 页 五、图表内容： 参考文献： （ 1） 兰建设主编机械制造工艺与夹具北京： 机械工业出版社 （ 2）王志平主编数控编程与操作北京；高等教育出版社， 2003 （ 3）钱可强主编机械制图北京：高等教育出版社， 2003 （ 4）扬黎明主编机床夹具设计手册北京：国防工业出版社， 1996 （ 5）李正峰主编数控加工工艺；上海交通大学出版社； 2004 （ 6）栾学刚主编；机械设计基础；高等教育出版社； 2003 （ 7）王茂元主编；金属切削加工方法与设备；高等教育出版社； 2003 （ 8）管立志主编；工厂机械基础；云南人民出版社； 1985 （ 9）戴生寅主编；机械基础；科学普及出版社， 1982 （ 10）五金实用手册：上海科学技术出版社，上海， 1989 nts 毕业设 计用纸 共 页 第 页 任务书下发时间： 2006 年 2 月 12 日 毕业设计完成时间： 2006 年 6 月 10 日 指 导 老 师： 施 建 林 教 研 室 主 任： 王 志 平 七、指导教师评语： X X X X X X（宋体四号） 指导教师签名 年 月 日 八、答辩评审意见： X X X X X X（宋体四号） 答辩组长签名 年 月 日 nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 一 前言 本次毕业设计主要是 掌握机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法，了解机械加工工艺规程，熟悉工艺设计的全方法，程序运用，掌握数控编程， 最后学会独立分析解决问题、编写（纂写）毕业设计说明书（论文）、查找参考资料的方法。 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一，它直接面对加工对象和操作者，数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。数控机床是一种技术密度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数 控技术的发展与普及，现代企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量不断增加。 数控加工技术已广泛应用于模具制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂模具零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简单的模具零件，通常采用手工编程的方法，对于复杂的模具零件，往往需要借助于 CAM软 件编制加工程序，如 Pro/ENGINEER、 UG、 Cimatron、 MasterCAM 等。无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是编制高质量加工程序的前提。 二 方案论证 （ 1） 查找 资料 为了能够搞好毕业设计，我在网上查找了与自己设计有关的资料，也到书店找一写设计有关的书籍，帮助我更好的做好毕业设计，同时也让自己学到了更多的知识。 nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 （ 2）分析零件情况 1） 分析工件在本工序加工之前的情况：例如毛坯（半成品）的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。 2） 需要数控加工的部位和具体内容：包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。 3） 待加工零件的结构工艺性分析。 齿轮座的加工顺序为： 110 的外圆， 75 的外圆， 65 的外圆， 38 的内孔，加工 62 的内孔，最后加工 4- 8.5 的螺纹孔。 （ 2） 装夹定位 机械加工时，为使工件的被加工表面获得规定的尺 寸和位置要求，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置过程，称为定位。在加工过程中，工件在各种力的作用下应当保持这一正确位置始终不变，这就需要夹紧。 工件夹紧时必须依据一定的基准，如设计基准，工艺基准（定位基准、测量基准、装配基准、工序基准）。工件的定位基准选择不仅影响加工表面的位置精度，而且对于零件各表面的加工顺序也有很大的影响。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准，选择粗基准时，应重点考虑两个问题：一是保证主要加工面有足够而均匀的余量和各待加工表面有足够的余量；二是 保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。具体选择选择原则是： 1） 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工面。 2） 合理分配各加工面的余量。 3） 为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面。 4） 为了保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面。 5） 粗基准避免重复使用，在同一尺寸方向上用一次。 nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 6） 选做粗基准的表面应平整光滑，要避开铸造飞边和铸造浇帽口、分型面、飞翅等缺陷。 在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，称为精基准。选择精基准时重点是如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度、同时也要考虑 装夹工件的方便，夹具结构简单。精基准的原则有： 1） 基准重合原则 2） 基准统一原则 3） 自为基准原则 4） 互为基准原则 工件在机床上的定位方法有：直接找正法、划线找正法、夹具安装法。其中在夹具上定位是一种常用的方法，常用的机床夹具有通用夹具和专用夹具。如车床的三爪自定心卡盘和铣床的平口台虎钳，齿轮座为回转轴类零件，所以其外型和轴内孔的加工用三爪自定心卡盘夹紧。 (4）机床与工艺设备的选择 机床与工艺设备是零件加工的物质基础，是加工质量和生产效率的重要保障。机床与工艺包括机械加工过程中所需的机床、夹具、量具、刀具等。机床和工艺设备的选择是制定工艺规程的一个重要环节，对零件加工的经济性也有重要影响。主要考虑以下因素： 1） 机床的技术规格要与被加工的工件尺寸相 适应。 2） 机床的精度要与被加工的工件要求进度相适应。 3） 机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相适应。 4） 机床的选用应与自身的经济实力相适应。 齿轮座用数控车床 SINMERIK-802C 加工外型和轴内孔，其底座螺纹孔因车床加工困难，所以用 SINMERIK-810D 加工中心来加工。 （ 5）工艺装备设备的选择 （ 1） 夹具的选择：单件小批量生产应尽量选用通用夹具和 机床自带的卡盘、台虎钳和转台。大批量生产时，应采用高生产率的专用机床夹具，在推行计算机辅助制造，成组技术等新工艺或为提高生产效率时，应采用成组夹具、组合夹具。夹具的精度应与零件的加工精度相适应。 （ 2） 刀具的选择：一般选用标准刀具，刀具选择时主要考虑加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、表面粗糙度、生产率和经济力等因素。在组合机床上加工时，由于机床按工序集中原则组织生产，考虑到加工质量和生产率的要求，可采用专用的复合刀具，这样可提高加工精度，生产率和经济效益。自动线和数控机床所使用的刀具应着重考虑其 寿命期内的可靠性，加工中心机床所使用的刀具还应注意选择与其配套的刀夹和刀套。 nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 齿轮座车床加工需要用的刀具为：外圆车刀、切断车刀、镗孔车刀。 齿轮座加工中心加工需要用的刀具为： 2 中心钻、 8 麻花钻、 8.3 扩孔钻、 8.5 的机用丝锥。 （ 3） 量具、检具和量仪的选择：主要依据生产类型和要检验的精度。对于尺寸误差，在单件小批量生产中，广泛采用通用量具，如游标卡尺、千分尺等。对于形位误差，在单件小批量生产中，一般采用白百分表和千分表等通用量具，大批量生产应尽量选择效率高的量具、检具和量仪，如各种量规、专用检验器具和测量仪器等。 （ 6） 数控程序编制的步骤及说明 1分析零件图样 2确定加工工艺过程 拿到一张零件图纸后，首先对零件图纸进行分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点 ，换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度及切削深度等）。 2.1 课题主要内容和要求 : (1) 编制数控加工齿轮座外形阶梯轴的程序，加工内容为 110、 75 和 65的阶梯轴，其次加工 38 的轴内孔， 62 的轴内孔，最后加工底座上 4- 8.5的孔。 (2)程序的应用作出必要的说明 (3)列出所有通用量具名称 、 规格清单 2.2 研究方法、步骤和措施 : 1. 查找资料：为了搞好毕业设计，我在图书馆和网上查阅了大量有关 数控编程与 加工 工艺以及数控 技术等各方面的 资料 。 2. 设计方案：在 分析完零件图样以后，根据加工方案确定加工顺序，加工路线，装卡方法，选择刀具，工装以及切削用量等工艺参数的基础上开始编程。 3. 查找 通用量具 根据毕业设计任务书的要求，我查阅机械加工工艺手册选择了所需要的通用量具的名称 、 规格清单（祥见工艺卡片）。根据需要填写在工艺卡片上。 4数值计算 分别计算出要加工部分的具体尺寸，以及各加工部位的坐标位置。 绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点或切点的坐标值，得出各集合元素的起点终点和圆弧的圆心坐 标值即可。最后，根据计算出的刀具轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段式化，逐段编写零件加工程序单，并输入 CNC 装置的存nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 储器中。 5编写程序单 加工路线，工艺参数及刀具运动轨迹的坐标值确定以后。编程人员可以根据数控系统具有的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。必要时还应填写数控加工工序卡片，数控刀具卡片等有关工艺文件。 根据加工工艺的要求编写了齿轮座的外形阶梯轴，加工外圆直径分别为 110、 75 和 65 的阶梯轴，其次加工 38 的轴内孔，内孔键槽 45*12*4，掉头装夹加工 62 的轴内孔，最后加工底座上 4- 8.5 的孔。 6制作控制介质 制作控制介质就是把编好的程序单上的内容记录在控制介质即信息载体上，通过数控机床的输入装置，将信息载体上的数控加工程序输入机床数控装置。 7.校验控制介质 程序输入 CNC 后，为防止在加工过程中出现意外，通常需对加工程序进行校验，以检验加工程序的有效性。控制介质必须经过调试和实际切削运行后 ,才可以使用或保存。通常使用的调试方法是在数控机床上不安装工件而让数控机床空运行，观察运动轨迹是否正确。 三 文献综述 在数字 化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一，它直接面对加工对象和操作者，数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。数控机床是一种技术密度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控技术的发展与普及，现代企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量不断增加。 数控程序（数控加工程序）是数控机床加工中不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编 制了不同的加工程序，使其与普通机床相比具有更大的优势。数控机床对加工对象改型的适应性强，加工精度高，加工生产力高，减轻了操作者的劳动强度，能加工复杂型面，有利于生产管理的现代化，可向更高级的制造系统发展。 数控编程即数控机床加工程序的编制，它是数控机床使用中最重要的一个环节。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是计算机通过自动编程软件完成对刀具的运动轨迹的自动计算，自动生成加工程序并在计算 机屏幕nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 上动态地显示出刀具加工轨迹。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，采用自动编 程。 四 进度安排 第 15 周 学生毕业实习，组织开题报告。 第 68 周 进行系统分析，完成毕业设计详细设计方案。 第 911 周 完成详细设计，绘制机械和电气草图。 第 1214 周 完成机械和电气图纸设计。 第 15 周 进行图纸设计修改及完善；并向毕业设计答辩委员会提出答辩申请。 第 1617 周 撰写毕业设计论文。 第 18 周 组织毕业设计答辩。 五 参考文献 （ 1） 兰建设主编机械制造工艺与夹具北京：机械工业出版社 （ 2）王志平主编数控编程与操作北京；高等教育出版社， 2003 （ 3）钱可强主编机械制图北京：高等教育出版社， 2003 （ 4）扬黎明主编机床夹具设计手册北京：国防工业出版社， 1996 （ 5）李正峰主编数控加工工艺；上海交通大学出版社； 2004 （ 6） 栾学刚主编；机械设计基础；高等教育出版社； 2003 （ 7）王茂元主编；金属切削加工方法与设备；高等教育出版社； 2003 （ 8）管 立志主编；工厂机械基础；云南人民出版社； 1985 （ 9） 戴生寅主编；机械基础；科学普及出版社， 1982 （ 10）五金实用手册：上海科学技术出版社，上海， 1989 nts 常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 题 目 针轮立式摇摆 减速器 齿轮座的加工工艺 姓 名 学 号 03053 班 级 03 数控 指导教师 职 称 日 期 2006 年 3 月 15 日 CCZZIILLII 毕业设计开题报告 nts 毕业设计用纸 共 页 第 页 常州轻工职业技术学院机械工程系 数控技术及运用专业 班级 03 数控 学号 0305 姓名 毕业设计题目 针轮立式摇摆减速器的齿轮座加工工艺 指导老师 答辩老师 毕业设计材料清单 1. 毕业设计课题审批表 2. 毕业设计任务书 3. 毕业设计开题报告 4. 实践报告 5. 毕业设计说明书 6. 毕业设计答辩申请表 7. 毕业设计指导记录表 8. 毕业设计电子稿 nts 常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 题 目 针轮立式摇摆 减速器 齿轮座加工工艺 姓 名 学 号 0305 班 级 03 数控 指导教师 职 称 日 期 2006 年 6 月 10 日 CCZZIILLII 毕业设计 (论文 ) nts 摘要 减速器主要有轴、轴承、齿轮、齿轮座、箱体组成，我加工的是齿轮座。齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上，使齿轮传动工作。首先读懂零件图纸，研究加工工艺，了解工件的整体结构，分析工件在本工序加工之前的情况：例如毛坯（半成品）的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。 需要 数控加工 的部位和具体内容：包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。 齿轮座是一个回转零件，它的毛坯材料是铸铁，在毛坯加工前安排正火和调质处理，主要目的是消除锻造及粗加 工引起的残余应力、改善材料的可切削性，提高综合力学性能，与轴配合其尺寸公差等级通常为 IT6-IT7 级，精密的 IT5 级，它的形状精度 圆度、圆柱度 应限制在直径公差范围之内，装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为：径向圆跳动和端面圆跳动公差通常为 0.01-0.03mm,高精度为 0.001-0.005mm,一般为 0.02mm,齿轮座与轴配合的粗糙度为 0.8-1.6um,非配合的次要表面为 6.3um。 关键词： 齿轮座、加工工艺、数控加工 nts 目 录 第一章 引言 1 第 二 章 减速器齿轮座加工工艺分析 2 2. 1 齿轮座的 技术 要求 2 2. 2 加工工艺的分析 3 2 3 机床选择 3 2. 4 刀具选择 3 2. 5 零件装夹定位方式 4 2. 6 加工切削参数的设定 5 2. 7 加工顺序 7 第 三 章 数控加工 8 3. 1 数控编程 8 3. 2 数控加工坐标设定 8 3. 3 走刀方式 9 3. 4 加工工件过程示意图 11 3. 5 程序校验 14 3. 6 加工 14 第四章 结论 15 nts致谢 16 参考文献 17 附录（ 1） 程序 18 附录（ 2） 工艺图纸 24 附录 (3)工序卡片 39 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 1 页 第一章 引言 本次毕业设计主要是 应用 机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法，了解机械加工工艺规程，熟悉工艺设计的全方法，程序运用，掌握数控编程， 最后学会独立分析解决问题、编写（纂写）毕业设计说明书（论文）、查找参考资料的方法。 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一，它直接面对加工对象和操作者，数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。数控机床是一种技术密度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。 随着数控技术的发展与普及，现代企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量不断增加。 数控加工技术已广泛应用于模具制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂模具零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简单的模具零件，通常采用手工编程的方法，对于复杂的模具零件，往往需要借助于 CAM软件编制加工程序，如 Pro/ENGINEER、 UG、 Cimatron、 MasterCAM 等。无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是编制高质量加工程序的前提。 摆线针轮减速机是一种采用摆线针齿啮合的、少齿差行星运动传动原理设计而成的一种新型传动机械，目前它已广泛地应用到各个行业。 我加工的减速器型号是 JB2982-81 部 摆线 针轮立式 摇摆减速器，传动比是 16.5,本次毕业设计中主要加工摇摆减速器的齿轮座的加工，数控车床加工齿轮座的外型，数控车床加工齿轮座的内孔，数控加工中心加工齿轮座的螺纹孔。 装 订 线 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 2 页 第二章 减速器齿轮座加工工艺分析 2,1 齿轮座的技术要求 图 2.1 齿轮座的立体图 减速器主要有轴、轴承、齿轮、齿轮座、箱体组成，我加工的是齿轮座。齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上，使齿轮传动工作。首先读懂零件图纸，研究加工工艺，了解工件的整体结构， 分析工件在本工序加工之前的情况：例如毛坯（半成品 ）的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。需要数控加工的部位和具体内容：包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。 齿轮座是一个回转零件，它的毛坯材料是铸铁 HT200，齿轮座是承受较大载荷的和要求的重要铸件 ,所以对其耐磨性及表面硬度较高 ,在毛坯加工前安排热处理，提高综合力学性能，与轴配合其尺寸公差等级为 IT7级，它的形状精度 圆度、圆柱度 应限制在直径公差范围之内，装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为：径向圆跳动和端面圆跳动公差通常为 0.02mm, ,齿轮座与轴配合的粗糙度为 0.8um,非配合的次要表面为 3.2um，要保证轴能转动自如。 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 3 页 2.2 加工工艺分析： 齿轮座是一种套类零件，加工的关键主要是围绕着如何保证内孔与外圆表面的同轴度，端面与其轴线的垂直度，相应的尺寸精度，形状精度和套筒零件的厚度薄易变形的工艺特点。被加工零件的数控加工加工工艺问题涉及面很广 ,结合编程的可能性和方便性提出一些分析和审查的主要内容。 (1) 尺寸标注应符合数控加工的特点 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此零件图上最好直接给出 坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。 (2) 几何要素的条件应完整、准确 在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细，发现问题及时与设计人员联系。 (3)定位基准可靠 在数控加工中，加工工序 往往较集中，以同一基准定位十分重要。因此往往需要设置一些辅助基准，或在毛坯上增加一些工艺凸台。为增加定位的稳定性，可在底面增加一工艺凸台，在完成定位加工后再除去。 2.3 机床选择 在考虑选择加工内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产率，充分发挥数控加工的优势： 在选择时，一般可按照下列顺序考虑： （ 1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容； （ 2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择对象； （ 3）通用机床加 工效率低，工人手工操作强度大，在数控机床时尚存在富裕加工能力时选择。 我所加工的齿轮座原是用普通车床和冲床加工，很难保证质量，加工生产率不高，工人劳动强度大，所以我在加工齿轮座用数控车床 SINMERIK-802C加工外型和轴内孔，其底座螺纹孔因车床加工困难，所以用 SINMERIK-810D加工中心来加工。 2.4 刀具选择 （ 1） 夹具的选择：单件小批量生产应尽量选用通用夹具和机床自带的卡盘、nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 4 页 台虎钳和转台。大批量生产时，应采用高生产率的专用机床夹具，在推行计算机辅助制造，成组技术等新工艺或为提高生产效率 时，应采用成组夹具、组合夹具。夹具的精度应与零件的加工精度相适应。 （ 2） 刀具的选择：一般选用标准刀具，刀具选择时主要考虑加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、表面粗糙度、生产率和经济力等因素。在组合机床上加工时，由于机床按工序集中原则组织生产，考虑到加工质量和生产率的要求，可采用专用的复合刀具，这样可提高加工精度，生产率和经济效益。自动线和数控机床所使用的刀具应着重考虑其寿命期内的可靠性，加工中心机床所使用的刀具还应注意选择与其配套的刀夹和刀套。 在模具铣削加工中，常用的刀具有平端立铣刀、圆角立铣 刀、球头刀和锥度铣刀等 ；在数控车床加工中，常用的刀具有 90度外圆车刀， 45 度外圆车刀，螺纹刀，切断刀和镗孔刀。 我拿到图纸后，根据工件材料，机床性能，刀具材料，选择所需的刀具。下面我简单介绍部分刀具： （ 1）外圆车刀：主要用于加工回转体零件外形， （ 2）切断刀：主要用于切断工件和切槽 （ 3）孔加工刀具：主要有普通麻花钻，可转位浅孔钻，喷吸钻，扩孔刀及绞刀，应根据零件材料，加工尺寸及精度等要求合理选用。 （ 4）镗孔刀具：套类，壳体类和箱体类上的直径大于 80mm 的孔，一般要用镗刀加工，其加工精度可达 IT6-IT7级，按镗孔切削数量不同，分为单刃镗刀和合双刃镗刀。 综上所述我在加工齿轮座时用到的刀具为： 45度端面刀、切断车刀、镗孔车刀； 2中心钻、 8麻花钻、 8.3扩孔钻、 8.5的机用丝锥。 2.5 零件装夹定位方式： 工件夹紧时必须依据一定的基准，如设计基准，工艺基准（定位基准、测量基准、装配基准、工序基准）。工件的定位基准选择不仅影响加工表面的位置精度，而且对于零件各表面的加工顺序也有很大的影响。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准，选择粗基准时，应重点考虑两个问 题：一是保证主要加工面有足够而均匀的余量和各待加工表面有足够的余量；二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。具体选择选择原则是： 1） 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工面。 2） 合理分配各加工面的余量。 3） 为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面。 4） 为了保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面。 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 5 页 5） 粗基准避免重复使用，在同一尺寸方向上用一次。 6） 选做粗基准的表面应平整光滑，要避开铸造飞边和铸造浇帽口、分型面、飞翅等缺陷。 在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，称为精基准。选 择精基准时重点是如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度、同时也要考虑装夹工件的方便，夹具结构简单。精基准的原则有： 1） 基准重合原则 2） 基准统一原则 3） 自为基准原则 4） 互为基准原则 工件在机床上的定位方法有：直接找正法、划线找正法、夹具安装法。其中在夹具上定位是一种常用的方法，常用的机床夹具有通用夹具和专用夹具， 如车床的三爪自定心卡盘和铣床的平口台虎钳。 图 2.2加工装夹图 我在加工齿轮座的外圆是采用数控车床加工的 齿轮座为回转轴类零件，所以其外型和轴内孔的加工用三爪自定 心卡盘夹紧。在车床加工时以不加工表面和毛坯余量小的一端作为基准面， 采用三爪卡盘装夹，为了保证加工精度，限制被加工工件的五个自由度， Z方向自由度不需要保证。加工齿轮座的内孔时同样也是在数控车床上，用三爪卡盘定位，而底座螺纹孔及键槽是在数控加工中心上完成，在数控加工中心上也是用三爪卡盘，将三爪卡盘放在台虎钳上定位。 2.6 加工切削参数的设定 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 6 页 切削参数 的选择对加工质量、加工效率以及刀具耐用度有着直接的影响。与切削相关的参数主要有主轴转速 (Spindlespeed) n = 1 0 0 0 V c /d ，、进给速 率 F=nzf (Cut feed)、刀具切入时的进给速率 (Lead in feed rate)、步距宽度（ Step-over）和切削深度（ Step depth）等。当加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度 。 在加工轴内孔的时候进给速度要小，以保证表面粗糙度。 1切削深度 t 切削深度也称被吃刀量， 选用尽可能大的吃刀量， 可 以提高加工效率。为保证加工精度和表面粗糙度，应留 0.20.5mm 的精加工余量。在精加工时，吃刀量的选择与表面粗糙度有关 ，粗糙度小，吃刀量 应该小一些。 2 进给速度 选择直接影响着模具零件的加工精度和表面粗糙度，进给量的选取取决于工件材料的力学性能、刀具材料和铣刀结构。 加工齿轮座的内孔时，加工精度和表面粗糙度要求较高，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度。 加工齿轮座的外圆时，加工精度和表面粗糙度的要求不高，所刀具进给量要大一些。 粗车时进给量取 0.8mm/r,精车时进给量取 0.3mm/r, 切断时进给量取 0.2mm/r, 数控加工中心粗加工时进给量为 0.3mm/r，精加工时进给量为 0.15mm/r（硬质合金钢参数） 3.主轴转速 n/min S=1000v/ d主轴转速一般根据切削速度来定。 4进给速度 Vf F=Sf应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来定。 具体加工参数如下： （ 1） 90 度外圆车刀，粗、精加工齿轮外圆，刀具材料为硬质合金钢（高速切削，切削量大），转速为 800r/min,进给率为 240r/min，切削量粗加工 3,精加工 0.6-0.8 mm（使用切削液）。 （ 2） 45度外圆车刀，车端面，转速为 800r/min,进给率为 240r/min。 （ 3）镗刀，粗、精加工齿轮内孔，转速为 600r/min,进给率为 30r/min，切削量粗加工 2,精加工 0.3-0.5 mm（使用切削液）。 （ 4）切断刀，切断零件，转速为 600r/min,进给率为 40r/min，切削量粗加工 2,精加工 0.6-0.8 mm（使用切削液）。 （ 5） 2中心钻，刀具材料为硬质合金钢，转速为 1200r/min,进给率为40r/min，定位。 （ 6） 8麻花钻，刀具材料为硬质合金钢，转速为 700r/min,进给率为40r/min，钻孔。 （ 7） 8.3扩孔钻，刀具材料为硬质合金钢，转速为 700r/min,进给率为40r/min。 （ 8） 8.5的机用丝锥，刀具材料为硬质合金钢，转速为 700r/min,进给率为 40r/min。 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 7 页 2.7 加工顺序 零件一般不可能在一个工序中加工完成，需要分几个阶段来进行加工。在加工方法确定以后，开始安排加工顺序，即确定哪些结构先加工，哪些结构后加工，以及热处理工序和辅助工序等。零件加工顺序的合理安排，能够提高加工质量和生产率，降低成本，获得较好的经济利益。所以我们需要加工阶段的划分： 1） 粗加工阶段 2） 半精加工阶段 3） 精加工阶段 4） 光整加工阶段 同时在安排加工顺序时应遵循以下原则： 1） 基面先行 2） 先粗后精 3） 先主后次 4） 先面后孔 5） 就近不就远。 齿轮座的加工顺序为：先 110的外圆， 75的外圆， 65的外圆， 38的内孔，加工 62 的内孔，最后加工 4- 8.5的螺纹孔。 在加工外圆时，其表面粗糙度为 3.2 um，可分为粗加工和半精加工两部分完成，粗加工后留 0.5-1mm的余量，在半精加工时完成。 在加工轴内孔时，工件表面粗糙度为 0.8 um，要分为粗加工 半精加工 精加工 磨床加工。半精加工时被吃刀量取 1.5-2mm，精加工时被吃刀量取 0.3-0.5mm，最后在磨床上进行 加工。 在加工螺纹孔时，中心钻 麻花钻 扩孔 攻丝 在钻螺纹孔的时候，要先用中心钻或球头刀打中心孔，用以引正钻头，先用较小的钻头钻孔至所需深度 Z，在用较大的钻头进行钻孔，最后用所需的钻头进行加工，以保证孔的精度。我所加工的螺纹导程为 1.5，所以底径加工尺寸为 7mm。 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 8 页 第三章 数控加工 3.1 数控编程 确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点，换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度及切削深度等）。 其次应进行数值计算，绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点或切点的坐标值，得出各集合元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段式化，逐段编写零件加工程序单，并输入 CNC装置的存储器中。 1） 编程可分为手工编程和自动编程两大类：手工编程基本有人工来完成数控机床程序编制的各个阶段工作，在点位或直线切削控制中，以及在轮廓控制中工件形状不十分复杂时都可以采用手工编程。自动编程是采用计算机自动编制加工程序，主要用于加工形状复杂，以及三坐标的立体形状等这些运动轨迹极其繁琐的零件。数控加工外圆时采用了循环切削指令 LCYC95： 参数 含义及数值范围 R105 加工方式数值 1-12 R106 精加工余量，无符号 R108 粗加工进刀深度 R109 粗加工进刀切入角 R110 粗加工时的退刀量 R111 粗切进给速度 R112 精切进给速度 G331、 G332 指令用于刚性攻丝，所谓刚性攻丝就是加工中心的主轴带位置检测装置，在攻丝时，主轴能根据螺纹导程和主轴转速自动确定 Z 轴的进给速度。攻丝程序段格式： G331 X - Y - Z- I- J- K- S- 退回程序段格式： G332 X - Y Z- I- J- K- 程序段中 G331 指令表示攻丝， G332 表示退回，模态有效， X、 Y、 Z 分别表示在相关轴上的攻丝深度， I、 J、 K 分别表示 X、 Y、 Z 轴方向的导程，导程范围值为 0.001-2000，正导程 时主轴正转（ M3），负导程时主轴反转（ M4），不需在程序中另外应用 M3 或 M4 指令。在程序段中， X 与 I、 Y 与 J、 Z 与 K有一一对应关系，应用最多的是 Z 与 K。在攻丝前，螺纹孔必须加工到尺寸，主轴必须用 SPOS 进行定位，在攻丝时，在程序段中必须指定主轴转速 S，在退回时，应保证导程 K 与攻丝时的导程一致。 3.2 数控加工坐标设定 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 9 页 3.2.1 数控车床工件坐标设定 我在加工齿轮座的外型以及轴内孔时，选择工件的右端面为工件坐标系的原点，在加工外圆的时候以 65的端面为工件原点，用零点偏置 G54 指令给出工件零点在机 床坐标系的位置。数控车床机床坐标系的原点位于卡盘端面和主轴中心线的交点，若以机床坐标系为编程坐标系，则会给编程带来许多不便，所以在零件图样给出来以后，应找出图样上的设计基准点，并以此点为基准设定工件坐标系，以达到编程简化的目的。通常工件坐标系的原点选择在工件的右端面，工件坐标系的 Z轴与主轴中心线重合。 3.2.2 加工中心的工件坐标设定 齿轮座的螺纹孔加工的坐标定为工件的圆心。 首先装上夹紧工件，在主轴上装上刀具，使主轴转动，选择手动方式，用手摇脉冲器分别左右移动 X 轴、前后移动 Y 轴，听到有轻微的金属切削声，并看到有微量的切削时，记下数据 X1、 X2、 Y1、 Y2，其次再用手摇脉冲器使刀往下慢慢靠近工件，再次：听到有轻微的金属切削声，并看到有微量的切削时，记下数据 Z1，然后计算出工件原点在机床坐标系中的坐标： X=（ X1+X2） 2 Y=（ Y1+Y2） 2 Z=Z1 如果工件坐标系的原点与工件坯料的对称中心不重合，其工件原点在机床坐标系 中的坐标： X=（ X1+X2） 2 a Y=（ Y1+Y2） 2 b Z=Z1 进入零点偏置窗口 G54界面，分别输入 X、 Y、 Z值，此时要加工的工件坐标系已确定。 3.3 走刀方式 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 10 页 我们通常在加工时一般采用顺铣， 在模具加工中，常用的走刀方式包括单向走刀、往复走刀和环切走刀三种形式，如图 3所示。其中，图 3a 为单向走刀方式，在加工中切削方式保持不变，这样可以保证顺铣或逆铣的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率较低。粗加工中，由于切削量较大，一般选用单 向走刀，以保证刀具受力均匀和切削过程的稳定性。图 3b是往复走刀方式，在加工过程中不提刀进行连续切削，加工效率较高，但逆铣和顺铣交替进行，加工质量较差。一般在粗加工时由于切削量大不宜采用往复走刀，而在半精加工和表面质量要求不高的精加工时可选用往复走刀。图 3c是环切走刀方式，其刀具路径由一组封闭的环形曲线组成，加工过程中不提刀，采用顺铣或逆铣切削方式，是型腔加工常用的一种走刀方式。 图 3.1 常用走刀路线 对于位置精度要求精度较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。在该零件上加工的 四 个尺寸相同的孔 ，如果走刀方式不合理，就会引起 孔与孔的位置精度。 而 方向一致，可避免反向间隙的引入，提高孔的位置精度。 其齿轮孔为加工走刀方式如下： 数控车床的走刀方式如下： 图 3.2 数控车床加工走刀路线图 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 11 页 图 3.3 加工中心加工螺纹孔走刀路线 3.4 加工工件过程示意图 选择毛坯，尺寸为 116 120，要求加工零件外圆为 110 75，如图所示； 图 3.4 车 110 75外圆 120116701103.2nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 12 页 110的外圆加工好之后，在加工 零件外圆为 75 55，如图所示； 图 3.5 车 75 55外圆 75的外圆加工好之后，在加工零件外圆为 65 35，如图所示； 图 3.6 车 65 35 外圆 1207055753.23.2120705565203.2nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 13 页 外圆加工好之后，在加工零件内孔为 38 70，如图所示； 图 3.6 加工示意图 图 3.7 加工 38 内孔 零件内孔为 38 70加工好之后 ，在加工零件内孔为 62 20，如图所示； 图 3.8 加工 62 的内孔 38703.23.23.20.83862503.23.20.8nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 14 页 外圆和内孔加工好之后，加工螺纹孔： 图 3. 加工 螺纹 零件内孔加工完成之后，由于加工精度较高，粗糙度值较底，数控加工完成之后，需要在磨床进行加工能达到粗糙度值 0.8um 根据粗糙度值的大小，我对所加工的零件的方式也不一样粗糙度底所加工的零件要进行精加工，而粗糙度高，只要半精加工就可以 最后还 要进行后处理 3.5 程序校验 如果程序人员的编程经验不足，为防止在加工过程中出现意外，通常需对加工程序进行校验，以验证加工程序的有效性。如程序正确不需要进行本步修改，但如果出现报警，操作人员应根据诊断窗口显示的错误类型，对程序进行修改。 3.6 加工 一切工作准备好之后，程序校验后，我们就可以进行加工了。 依据生产类型和要检验的精度，加工好之后对于尺寸误差要进行测量，在单件小批量生产中，广泛采用通用量具，如游标卡尺、千分尺等。对于形位误差，在单件小批量生产中，一般采用白百分表和千分表等通用量具，大批量 生产应尽量选择效率高的量具、检具和量仪，如各种量规、专用检验器具和测量仪器等。本次加工需要的量具为游标卡尺、千分尺。 ?8,5nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 15 页 第四章 结论 通过这一个多月的毕业设计， 了解数控加工工艺以及编程过程。拿到这个课题时一开始我感觉到无从下手 ,为了能够搞好毕业设计，我在网上查找了与自己设计有关的资料，也到书店找一写设计有关的书籍，帮助我更好的做好毕业设计，同时也让自己学到了更多的知识 通过我不断的努力使我不再觉得陌生，逐步的了解这为我的设计工作起到了一定的推动作用，特通过老师的悉心指导和自己的认真学习，刻苦分析，查阅相关 资料，最终做完了毕业设计，从理论到实践，我学到了很多课本里学不到的东西，对自己的专业知识有的进一步的了解和掌握，不断的提高自己的动手能力。这次的毕业设计可以说是对我们以后的工作很有帮助的。 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 16 页 致谢 常州轻工职业技术学院的各位指导老师对本次的毕业设计的任务、要求、 说明书的格式、章节的设置都提出了许多宝贵的修改和补充意见，在此谨致谢意，感谢各位老师的帮助和教导。并对本次毕业设计中的各位指导老师表示谢意以及本次设 计中的所列参考文献的作者们表示谢意。谢谢您们在本次设计对我的指导，让我在这一个多月的时间内学到了许多的知识，让我受益匪浅！ nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 17 页 参考文献 （ 1） 兰建设主编机械制造工艺与夹具北京：机械工业出版社 （ 2）王志平主编数控编程与操作北京；高等教育出版社， 2003 （ 3）钱可强主编机械制图北京：高等教育出版社， 2003 （ 4）扬黎明主编机床夹具设计手册北京：国防工业出版社， 1996 （ 5）李正峰主编数控加工工艺；上海交通大 学出版社； 2004 （ 6）栾学刚主编；机械设计基础；高等教育出版社； 2003 （ 7）王茂元主编；金属切削加工方法与设备；高等教育出版社； 2003 （ 8）管立志主编；工厂机械基础；云南人民出版社； 1985 （ 9）戴生寅主编；机械基础；科学普及出版社， 1982 （ 10）五金实用手册：上海科学技术出版社，上海， 1989 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 18 页 程序 程序号： GYH01.MPF 齿轮座外型加工 程序段号KGN KGN KGN 号 程序内容 备注 主 程 序 用三爪卡盘夹紧毛坯左端面 N10 T1D1 准备 1号刀， 45度端面车刀 N15 G54 G23 G90 G94 S800 M3 F100 确定工艺参数 N20 G0 X116 N30 Z0 N40 G1 X-0.5 F100 45度外圆车刀车端面 N50 G0 X116 Z2 调用循环之前无碰撞的回轮廓起点 N60 T2D1 准备 2号刀， 90度外圆车刀 N70 CNAME=“ SKETCH” 轮廓子程序名 N80 R105=1 R106=0.25 R108=2 R109=7 R110=0.5 R111=100 R112=50 设置其他循环参数 N90 LCYC95 调用循环 N100 G0 G90 X116 坐标轴分别回起始点 N110 Z2 S1200 Z100 调整转速，进行精加工 N120 SKETCH 调用子程序 N130 G0 X100 Z100 N140 G1 X64 Z-0.5 倒角 N150 G0 X80 Z-35 N160 G1 X74 Z-30.5 倒角 N170 G0 X120 Z-55 nts 毕业设计用纸 共 23 页 第 19 页 N180 G1 X109 Z-55.5 倒角 N190 G0 X120 Z-69.5 N200 G1 X109 Z-70 倒角 N210 G0 G90 X116 N220 T3D1 准备 3号刀，换切断刀 N230 M3 S600 N240 G0 X120 N250 Z0 N260 R100=116 R101= -70 R105=1 R106=0.25 R107=4 R108=5 R114=4 R115=100 R116=0 R117=0 R118=0 R119=1 循环参数赋值 N270 LCYC93 调用切槽循环 N280 G90 G0 X100 Z100 N290 M2 程序结束 轮廓子程序（ SKETCH.SPF） N10 G1 X0 Z0 N20 G1 X65
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