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1、浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书摘 要无级变速器调速精度高、高强度、同轴结构，体积小，重量轻，性能稳定，可与各种减速机直联式组合，实现小体积、高效率的 低、高速无级变速。本文主要是对无级变速器法兰的加工进行一系列的分析。通过对法兰零件的工艺分析，确定法兰零件的材料和加工的内容，并通过加工方法的选择，确定加工方案。在数控机床和工艺设备的选择中，确定数控机床和一般的检测量具。选择刀具和加工工艺卡，选择好装夹工具，最后编写好法兰克数控编程的程序。关键词：无级变速器；调速；数控目 录1引 言12法兰零件的数控车削加工工艺的编制22.1法兰零件工艺分析及加工内容22.1.1法兰材料选择的一般原则及
2、选用22.1.2法兰零件工艺分析32.1.3法兰零件加工的内容32.2加工方法的选择与加工方案的确定42.2.1加工方法的选择42.2.2加工方案的确定42.3数控机床及其工艺设备的选择42.3.1数控机床的选择42.3.2检测量具的选择52.4法兰零件零件切削用量参数的确定52.5拟定数控加工工艺卡52.6刀具与夹具的选择52.6.1刀具52.6.2对刀点与换刀点的确定62.7对法兰零件零件夹具的基本要求62.8零件加工程序63结 论94致 谢105参 考 文 献111引 言随着国家基础建设力度的进一步加大，近年来我国的减速机行业得到快速发展。根据减变速机分会的统计数据显示，去年，全行业共生
3、产减速机45万台，实现销售收入20亿元，出口约1亿美元。专家预测，“十二五”期间，由于国家整体经济的发展，减速机行业经济总量的增长速度仍将达到两位数。减速机在我国的发展已有近40年的历史，广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域。产品已从最初单一的摆线减速机，发展到现在五大类产品，即摆线减速机、无级变速器、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、电动滚筒。据初步统计，减速机用量比较大的行业主要有：电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、食品机械、轻工机械、矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机械、水利机械、石油机械等，这些行业使用减速机产品的数量已占全国各行业使用减速机
4、总数的60%70%。“十二五”期间，由于国家采取了积极的财政政策，拉动了内需，固定资产投资力度加大，各行业的发展驶入了快车道。特别是基础建设的投资，使冶金、电力、建筑机械、建筑材料、能源等加快了发展，因此，对减速机的需求也逐步扩大。因此，业内专家希望企业抓紧开发制造齿轮减速机，尤其是大型硬齿面减速机及中、小功率减速机，以满足市场的需求。从行业内企业发展情况来看，近年来，江苏省、浙江省的民营企业发展速度很快，已经成为行业中的一支生力军。此外，山东省淄博地区的减速机厂家也很多。一些发展速度较快的民营企业，在完成了原始积累后，不断发展壮大。他们紧跟市场变化，及时调整产品结构，对产品质量的要求也在不断
5、提高。为了增强竞争力，他们加大购置检测设备、实验设备以及扩大厂房的资金投入，加工能力及技术水平提高很快，同时还重视人才的培养与引进，企业已开始向规范化、标准化方向发展。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，完全可承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区。纵观国内减速器行业的现状，为保持行业的健康可持续发展在充分肯定行业不断发展、进步的同时，更应看到存在的问题，并积极研究对策，采取措施，力争在较短时间内能有所进展。目前，同外减速器行业存在的比较突出的问题是，行业整体新产品开发能
6、力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次、缺乏有国际影响力的产品品牌、行业整体散、乱情况依然较为严重。基于此，推进行业优势企业间的购并、整合，尽快形成有着一定的市场影响力的品牌、有较大规模的和实力、有较强产品研发和技术支持能力的这样若干个集团型企业，如此放能在与国外同行的竞争中保持一定的优势并不断得以发展。第 13 页 共 11页2法兰零件的数控车削加工工艺的编制2.1法兰零件工艺分析及加工内容法兰车削加工如图2.1所示。2.1 法兰零件图2.1.1法兰材料选择的一般原则及选用判断零件选材是否合理的基本标志是：能否满足必需的使用性能；能否具有良好的工艺性能；
7、能否实现最低成本。选材的任务就是求得三者之间的统一。1.零件选材应满足零件工作条件对材料使用性能的要求。2.零件选材应满足生产工艺对材料工艺性能的要求，任何零件都是由不同的工程材料通过一定的加工工艺制造出来的。因此材料的工艺性能，即加工成零件的难易程度，自然应是选材时必须考虑的重要问题。所以，熟悉材料的加工工艺过程及材料的工艺性能，对于正确选材是相当重要的。3.零件的选材应力求使零件生产的总成本最低。4.零件的选材应考虑产品的实用性和市场需求。5.零件的选材应考虑实现现代生产组织的可能性。铸铁是Wc2.11%的铁碳合金，合金中含有较多的硅，锰等元素，使碳在铸铁中大多数以石墨形式存在。铸铁具有优
8、良的铸造性，切削加工性，减摩性与消振性和低的缺口敏感性，而且熔炼铸铁的工艺与设备简单，成本低。目前铸铁仍然是工业生产中最重要工程材料之一。根据材料的各项性能，材料本身的价格，及制造单位的加工条件和制造成本，本次材料选用灰铸铁（HT150）作为法兰的材料，采用砂型铸造方法。2.1.2法兰零件工艺分析设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑一下几方面：1、构成零件轮廓的几何条件在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意：（1）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓
9、的构成；（2）零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；（3）零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难；（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸。2、尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常队零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3、形状和位置精度的要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床
10、的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。4、表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。5、材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选用刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。2.1.3法兰零件加工的内容数控车床与普通车床相比，具有加工精度高、加工零件的形状复杂、加工范围广等特点。但是数控车床价格较高，加工技术较复杂。轴类零件可分为粗车、半精车和精车等阶段。一般分为：（1）车削外圆。车削外圆是最常见、最基本的车削方法使用各种不同的车刀车削中小型零件外圆(包括车外回转槽)的方法。（2）车削平面。车
11、削平面主要指的是车端平面(包括台阶端面)，常见的方法是用左偏刀车削平面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大、小平面均可车削使用90左偏刀从外向中心进给车削平面，适用于加工中心带孔的端面或一般的台阶端面使用右偏刀车削平面，刀头强度较高，适宜车削较大平面，尤其是铸锻件的大平面。（3）车削台阶孔。车台阶孔车刀又称为不通孔车刀。切削部分的几何形状基本与偏刀相似。车削直径较小的台阶孔时，由于直接观察困难，尺寸精度不易掌握，所以通常采用先粗，精车小孔，再粗，精车大孔的方法进行。（4）车削槽。2.2加工方法的选择与加工方案的确定2.2.1加工方法的选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面
12、粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。2.2.2加工方案的确定零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确
13、定从毛坯到最终成形的加工方案。参见图1.1.1：在数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有：175mm和80mm的圆柱段，75和65的内孔。零件的右端有深度为64的卡环槽。由与图纸没有特殊要求，以任何一段面为基准都可以。2.3数控机床及其工艺设备的选择2.3.1数控机床的选择在根据零件产量、加工要求选择生产设备（根据专业要求需要选择数控车床）。我们选择CJK0640数控车床。2.3.2检测量具的选择（1）游标卡尺（2）数显测位尺（3）外径千分尺（4）内径百分表2.4法兰零件零件切削用量参数的确定数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃
14、刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。2.5拟定数控加工工艺卡数控加工工艺如表2.1所示：表2.1数控加工工艺卡片单位名称零件名称零件图号轴类零件工序号程序编号使用设备车间001O0001CJK0640数控车床数控车间工步号工步内容刀具号主轴转速进给速度备注1粗车外圆T01800902精车外圆T011000803粗车内孔T02600804精车内孔T02700705切槽T03500502.6刀具与夹具的选择2.6.1刀具刀具的
15、选择的原则：刀具的使用的寿命和装夹是否很方便。在加工法兰时一般都是批量生产的，那就要求加工的时候必须有效率，装夹方便，根据上面的分析，考虑节约成本的条件下，我采用焊接车刀，焊接车刀刀片的材料是超硬质合金钢。对于焊接刀具，可以充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。数控机床所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、硬质合金）。2.6.2对刀点与换刀点的确定在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。对刀点的选择原则是：（1）便于用数字处理和简化程序编制。（2）在机床上找正容易，加工中便于检查。（3）引起的加工误差小。如图2.1.1为左端原点，图2.1.2为右端原点。2.7对法兰零件零件夹具的基本要求根据数控机床的加工特点，协调夹具坐标系、机床坐标系与工件坐标系的三者关系，此外还要考虑以下几点：（1）小批量加工零件，尽量采用组合夹具
