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1、河河 南南 工工 业业 职职 业业 技技 术术 学学 院院Henan Polytechnic Institute毕毕业业设设计计（论论文文）题题 目：目：一级减速器主要零部件的数控加工一级减速器主要零部件的数控加工班班 级：级：数控数控 07010701 姓姓 名：名：张军张军 指导教师：指导教师：王宏颖王宏颖 摘 要齿轮减速器是把机械传动中的动力机（主动机）与工作机（从动机）联接起来，通过不同齿形和齿数的齿轮以不同级数传动，实现定传动比减速（或增速）的机械传动装置，减速时称减速器（增速时称为增速器） 。由于减速器使用场合不同、重要程度不同、损坏后对人身安全及生产造成的损失大小不同、维修难易不
2、同，因而对减速器的可靠度的要求也不相同。齿轮减速器的规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等诸多条件。减速器有不同的种类，本文选择的是一级圆柱齿轮减速器中箱盖、箱座的设计与加工。主要从毛坯的选择、箱体的热处理、刀具、夹具的选择以及切削用量的确定等进行了综合的工艺分析。通过 CAD、UG 进行图形的绘制，并通过 UG 导出 ProSolid 格式的箱盖、箱座文件，最后通过 CAM 进行自动编制加工程序。关关 键键 词词：毛坯的选择 热处理 刀具、夹具 切削用量 加工程序目录1 绪论.11.1 数控技术的发展概况.11.2 减速器的功用.22 各部分零件的工艺分析.32.1 金属材料的分
3、析.32.2 各零部件的材料选择及工艺分析.63. 主要零件的参数设置及加工路径分析.123.1 概述.123.2 箱体的材料及热处理.133.3 箱体的工艺性分析.153.4 工艺装备的选择.163.5 切削用量的选择.203.6 进给路线的确定.253.7 加工路线的确定.253.8 加工余量的确定.274.加工程序的编制.304.1 数控指令简介.304.2 程序的编制方法和确定.324.3 加工程序：.355.结论与展望.745.1 本文总结.745.2 将来展望.74致 谢.76参 考 文 献.7701 绪论绪论1.1 数控技术的发展概况数控技术的发展概况随着科学技术的发展，世界先进
4、制造技术的兴起和不断成熟，现代数控技术的总发展趋势是：高速化与高精度化、复合化、小型化与开放式结构、高柔性化、智慧化 。（1）高速化与高精度化实现数控机床高速化，首先要求计算机系统读入加工指令数据后能高速处理并计算出伺服电动机的移动量，并要求伺服系统能快速地作出反应；为使数控机床在极短的空程内由零加速到高速度和高行程速度下保持高定位精度，必须具有高加（减）速度、高精度的位置检测系统和伺服质量。所以必须重新考虑主轴、进给系统、刀具交换系统、托盘交换系统等各种关键部分的全部特性，即从机床的基础部件到刀架等。数控机床的加工精度的提高，一般通过减少数控系统的误差和采用补偿技术来达到。在减少系统控制误差
5、方面、通常采用的是提高数控系统的分辩率，以微小程序段实现连续进给，使 CNC 控制单位精细化，提高位置检测精度，以及在位置伺服系统中采用前馈控制与非线性控制等方法。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少 60%80%。由于计算机运算速度和主轴转速的较大提高，具有真正零跟踪误差的现代数控装置已被开发出来，能满足现代机床工作的要求，使机床可以进行同时具备高进给速度和高精度的加工。（2） 复合化复合化包含工序复合化和功能复合化，例如工件在一台设备上一次装夹后，可通过自动换刀等各种措施来完成多任务序和多表面的加工。在一台数控设备上能完成多任务序切削加工（如车、铣、镗、钻等）的加工中心，可
6、代替多机床和多装夹的加工，这样既能减少装卸时间，省去工件搬运时间，提高每台机床的加工能力，又能保证和提高形位精度，从而打破了传统的工序界限和分散加工的工艺规程，如主轴头立卧自动转换的加工中心、车铣加工中心等。（3） 小型化与开放式结构由于数控技术中大量采用了计算机新技术，新一代数控系统的体系结构向开放式系统发展。2（4） 高柔性化柔性是指数控机床适应加工对象变化的能力。数控机床发展到今天，已对满足加工对象变化有了很强的适应能力。在提高单机柔性化的同时，数控机床也朝着单元柔性化（如柔性加工单元 FMC）和系统（柔性制造系统 FMS）方向发展。（5） 智能化1）引进自适应控制技术 自适应控制 AC
7、（Adaptive Control）技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。2） 采用故障自诊断、自修复功能理论 这主要是指利用 CNC 系统的内装程序实现在线故障诊断，一旦出现故障时，立即采取停机等措施，并通过 CRT进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。并利用“冗余”技术，自动使故障模块脱机，接通备用模块。3）刀具寿命自动检测和自动换刀功能利用红外、声发射（ AE ）、激光等检测手段，对刀具和工件进行检测 发现工件超差、刀具磨损、破损等，进行及时报警、自动补偿或更换备用刀具
8、，以保证产品质量。4）引进模式识别技术应用图像识别和声控技术，使机器自己辨识图样，按照自然语言命令进行加工。5） 高可靠性 1.2 减速器的功用减速器的功用减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减1速器；按照齿轮
9、形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。图 11 一级圆柱齿轮减速器总装配图上图所示为一级圆柱齿轮减速器的装配图，由图可知，它主要由传动零件（齿轮） 、轴系零件（轴、轴承） 、连接零件（螺栓、螺钉、销、键） 、箱体及附属零件（通气器、启盖螺钉、吊耳、油标等） 、润滑和密封装置等组成。2 各部分零件的工艺分析各部分零件的工艺分析2.1 金属材料的分析金属材料的分析2.1.1 材料机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。金属材料主要指铸铁和钢，它们都
10、是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于 2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于 2%的称为铁。1.铸铁常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁2常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。2.钢钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如 Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。碳素钢的性能主要取决于其含碳量。
