行星架的数控加工与选用

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1、行星架的制造与应用1第一章 绪论数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其航空、航天等国防工业产业）的使用技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎么生产，用什么劳动资料生产” 。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制作能力和水平，提高动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外，世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备

2、方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品。数控技术应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业虾的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国济民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几

3、个方面。1）高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可大大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。2）5 轴联动加工和复合加工机床快速发展采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳集合形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1 台 5 轴联动机床的效率可以等于 2 太 3 轴联动机场，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大

4、，制约了 5 轴联动机床的发展常州工学院毕业论文2当 前 由 于 电 主 轴 的 出 现 ， 似 的 实 现 5轴 联 动 加 工 的 复 合 主 轴 头 结 构 大 为 简 化 ，其 制 造 难 度 和 成 本 大 幅 度 降 低 ， 数 控 系 统 的 价 格 差 距 缩 小 。 因 此 促 进 了 复 合 主 轴头 类 型 5轴 联 动 机 床 和 复 合 加 工 机 床 （ 含 5面 加 工 机 床 ） 的 发 展 。 3） 智 能 化 、 开 放 化 、 网 络 化 成 为 当 代 数 控 系 统 发 展 的 主 要 趋 势 。 21世 纪 的 数 控 装 备 将 是 具 有 一 定

5、 智 能 化 的 系 统 ， 智 能 化 的 内 容 包 括 在 数 控 系统 中 的 各 个 方 面 ： 为 追 求 加 工 效 率 和 加 工 质 量 方 面 的 智 能 化 ， 如 加 工 过 程 的 自 适应 过 程 ， 工 艺 参 数 自 动 生 成 ； 为 提 高 驱 动 性 能 极 其 使 用 连 接 方 便 的 智 能 化 ， 如反 馈 控 制 、 电 机 参 数 的 运 算 、 自 动 识 别 负 载 自 动 选 定 模 型 、 自 整 定 等 ； 简 化 编 程 、简 化 操 作 方 面 的 智 能 化 ， 如 智 能 化 的 自 动 编 程 、 智 能 化 的 人 机 界

6、 面 等 ； 还 有 智 能诊 断 、 智 能 监 控 方 面 的 内 容 、 方 便 系 统 的 诊 断 及 维 修 等 。 网 络 化 的 数 控 装 备 是 近 两 年 国 际 著 名 机 床 博 览 会 的 一 个 新 亮 点 。 数 控 装 备 的 网络 化 将 极 大 地 满 足 生 产 线 、 制 造 系 统 、 制 造 企 业 对 信 息 集 成 的 需 求 ， 也 是 实 现 新的 制 造 模 式 如 敏 捷 制 造 、 虚 拟 企 业 、 全 球 制 造 的 基 础 单 元 。 反 映 了 数 控 机 床 加 工向 网 络 化 方 向 发 展 的 趋 势 。 而 机 床 的

7、 发 展 ， 使 得 零 件 加 工 精 度 越 来 越 高 ， 也 为 零 件 的 精 度 制 造 提 高 便 利 ，行 星 齿 轮 系 在 这 里 占 有 非 常 重 要 的 位 置 ， 而 行 星 齿 轮 的 装 配 的 重 要 部 件 为 行 星架 ， 也 得 到 了 发 展 。 行 星 架 有 其 定 位 精 度 高 的 优 点 ， 表 面 粗 糙 度 要 求 较 高 ， 孔 的定 位 尺 寸 精 度 高 的 要 求 ， 这 为 加 工 制 造 了 不 少 的 难 度 ， 但 随 着 数 控 机 床 与 加 工 中心 的 迅 速 发 展 ， 使 得 行 星 架 的 加 工 提 供 很

8、 大 的 便 利 。 下 面 是 行 星 架 的 一 些 制 造 方 法 ， 让 大 家 对 行 星 架 极 其 行 星 架 的 应 用 有 一 些 了解 。 第 二 章 行 星 架 的 工 艺 分 析 2.1零 件 的 功 能 行 星 架 的 主 要 功 能 是 与 三 个 或 多 个 齿 轮 固 定 起 来 组 成 行 星 齿 轮 系 从 而 来 传 递动 力 。 应 用 在 如 拖 拉 机 的 变 速 箱 及 减 速 器 。 2.2零 件 的 结 构 介 绍 零 件 的 结 构 工 艺 分 析 则 主 要 包 括 零 件 的 尺 寸 和 公 差 标 注 ， 零 件 的 组 成 要 有 零

9、 件整 体 结 构 等 三 要 素 。 1. 零 件 的 全 长 、 全 宽 、 全 高 等 尺 寸 。 见 图 纸 。 2. 通 常 行 星 架 是 由 圆 柱 体 、 键 槽 、 圆 弧 槽 、 孔 等 几 部 分 组 成 。 3. 行 星 架 主 要 和 齿 轮 装 配 在 一 起 组 成 星 型 齿 轮 系 来 传 递 动 力 。 4. 对 行 星 架 的 要 求 是 无 螺 纹 ， 键 槽 中 心 与 轴 心 的 偏 差 在 0.1以 下 ， 表 面 要 求光 滑 ， 圆 弧 槽 是 三 等 分 ， 圆 弧 槽 内 无 毛 刺 ， 倒 角 至 少 为 C0.3。 在 加 工 时 必须

10、 选 好 夹 具 、 刀 具 ， 从 而 能 够 表 达 图 纸 上 的 要 求 。 5. 其 他 结 构 及 其 性 能 见 图 纸 。 行星架的制造与应用32.3零 件 的 选 材 材 料 的 工 艺 性 能 是 指 材 料 适 应 某 种 加 工 能 力 。 材 料 的 工 艺 性 能 包 括 材 料 的 铸 造性 能 、 锻 造 性 能 、 焊 接 性 能 、 切 削 加 工 性 能 、 热 处 理 工 艺 性 能 。 材 料 的 经 济 性 涉 及 到 材 料 的 成 本 高 低 ， 材 料 的 供 应 是 否 充 足 ， 加 工 工 艺 过 程 是否 复 杂 ， 成 品 率 的 高

11、 低 以 及 同 一 产 品 中 使 用 材 料 的 品 种 规 格 ， 以 简 化 供 应 ， 保 管等 工 作 。 在 选 择 材 料 时 ， 既 要 考 虑 材 料 本 身 的 相 对 价 格 ， 也 要 该 材 料 制 成 的 零 件在 使 用 过 程 中 的 经 济 效 益 问 题 ， 如 制 造 成 本 、 使 用 零 件 寿 命 等 来 综 合 考 虑 ， 从 而达 到 合 理 选 材 的 目 的 。 目 前 常 见 的 行 星 架 有 锻 件 、 铸 件 、 焊 接 件 。 就 结 构 形 式 而 言 有 整 体 式 和 分 开 式（ 组 合 式 ） ， 分 开 式 加 工 方

12、 便 ， 便 于 拆 卸 ， 但 刚 性 较 整 体 式 差 一 些 。 整 体 式 加 工工 作 量 大 ， 但 质 量 有 充 分 的 保 证 ， 静 平 衡 容 易 达 到 ， 用 于 特 别 重 要 的 地 方 。 采 用铸 件 ， 在 质 量 充 分 保 证 的 前 提 下 ， 是 一 种 较 好 的 方 法 ， 其 加 工 工 作 量 较 少 。 焊 接件 ， 由 于 加 工 方 法 方 便 ， 是 一 种 值 得 研 究 和 推 荐 的 方 法 ， 但 应 注 意 消 除 焊 接 而 引起 的 应 力 ， 防 止 变 形 。 选 材 合 理 性 的 标 志 ， 应 是 在 满 足

13、 零 件 的 性 能 要 求 的 条 件 下 最 大 限 度 的 发 挥 材 料潜 力 ， 做 到 既 要 考 虑 提 高 材 料 强 度 的 使 用 水 平 ， 同 时 也 要 减 少 材 料 的 消 耗 和 降 低加 工 成 本 ， 选 材 的 一 般 原 则 ： 首 先 是 在 满 足 零 件 作 用 性 能 的 前 提 下 ， 再 考 虑 工 艺 性 、 经 济 性 ， 且 要 根 据 我 国 的 资 源 情 况 选 择 国 产 材 料 ， 我 选 的 是 锻 件 45钢 ， 调 制 处 理 后 硬 度 在 HBS225-305的 范 围 内 。 对 于 锻 件 材 料 ， 切 削 加

14、 工 性 能 较 好 ， 过高 的 硬 度 不 但 难 以 加 工 而 且 刀 具 很 快 磨 损 ； 当 硬 度 大 于 350HBS时 切 削 加 工 性 能显 著 下 降 ； 硬 度 大 于 400HBS时 ， 切 削 加 工 性 能 很 差 ， 但 过 低 的 硬 度 在 切 削 加 工时 易 形 成 很 长 的 切 屑 ， 缠 绕 在 刀 具 或 工 件 上 ， 造 成 刀 具 的 发 热 和 磨 损 ， 零 件 切 削后 ， 表 面 粗 糙 度 数 值 大 ， 故 切 削 加 工 性 差 ， 严 重 不 符 合 本 次 设 计 切 削 加 工 要 求 。切 削 加 工 性 好 的

15、材 料 ， 对 保 证 产 品 质 量 ， 提 高 劳 动 生 产 率 ， 降 低 成 本 有 极 大 的 经济 意 义 。 而 我 们 所 做 的 行 星 架 硬 度 是 HBS241-273。 为 了 能 把 零 件 做 好 ， 我 们 所 做 完 后的 成 品 都 要 对 其 淬 火 处 理 来 达 到 所 需 要 的 硬 度 常州工学院毕业论文42.4加 工 顺 序 的 安 排 加 工 顺 序 的 安 排 应 遵 循 加 工 顺 序 安 排 的 一 般 原 则 ， 如 先 粗 后 精 、 先 主 后 次 等 ， 还应 注 意 ： 外 圆 表 面 加 工 顺 序 应 为 ： 先 加 工

16、大 直 径 外 圆 ， 然 后 再 加 工 小 直 径 外 圆 ， 以 免 一开 始 就 降 低 了 工 件 的 刚 度 。 轴 上 的 花 键 、 键 槽 等 表 面 的 加 工 应 在 外 圆 精 车 或 粗 磨 之 后 ， 精 磨 外 圆 之 前 。 轴上 矩 形 花 键 的 加 工 ， 通 常 采 用 铣 削 和 磨 削 加 工 ， 产 量 大 时 常 用 花 键 滚 刀 在 花 键 铣床 上 加 工 。 以 外 径 定 心 的 花 键 轴 ， 通 常 只 磨 削 外 径 ， 而 内 径 铣 出 后 不 必 进 行 磨 削 ，但 如 经 过 淬 火 而 使 花 键 扭 曲 变 形 过 大 时 ， 也 要 对 侧 面 进 行 磨 削 加 工 ， 以 内 径 定 心的 花 键 ， 其 内 径 和 键 侧 均 需 进 行 磨 削 加 工 。 轴 上 的 螺 纹 一 般 有 较 高 的 精 度 ， 热 处 理 工 序 的 安 排 ， 该 轴 需 进 行 调 制 处 理 。 它 应