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1、XXQQQXXXXXXX学院毕业设计（论文）论文题目： 齿轮轴数控加工毕业设计 系 别： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 目 录1. 概述31.1 数控车床的特点31.2 齿轮轴零件数控加工的目的41.3 数控编程的特点42 零件机械加工工艺分析52.1 零件图样分析52.1.1 结构分析52.1.2 分析零件主要尺寸公差和技术要求52.1.3 保证尺寸公差及形位公差的工艺措施52.1.4 毛坯、余量分析62.1.5 结构工艺性分析62.2 定位基准选择62.3 确定切削用量62.3.1 粗、精车外轮廓62.3.2 粗镗孔72.3.3 精镗孔72.4 刀具选择72.5 分
2、析加工顺序制定加工步骤82.5.1.加工零件左端部分82.5.2.加工右端面部分82.6加工顺序（工艺路线）92.6.1.工序1：零件左端部分1加工92.6.2 工序2：零件右端部分2加工92.7 加工设备选择102.7.1 数控车的刀具102.7.2 数控车床的卡盘112.7.3 数控车床的尾座112.7.4 数控车的刀架112.8 数控加工编程程序112.8.1 编制数控车削程序（SIEMENS系统编程）112.8.2 轴零件右端的加工程序（用SIEMENS系统编程）133.结论15参考文献16附录16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
3、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
4、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
5、，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
6、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
7、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
8、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 2.1.2 分析零件主要尺寸公差和技术要求 （1）24（+0 .0210）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）68（0 -0.2）外圆表面对 24（+0.20）
9、内孔表面的同轴度允许差为0.05mm （3）68(0 -0.2）对80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）22（+0.0520）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 66（0-0.2）外圆表面为定位基准面，在一次装夹加工中 80右端面（0-0.2）外圆及 22（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 45120的圆柱毛坯，零件左端部分外圆面 28、 32 粗加工后留0.3的余量。（
10、2）零件采用 45120的圆柱毛坯，零件右端部分外圆面M30、 26、 30、 34、 38 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 66外圆和80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68外圆面、54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
11、为精基准2.3 确定切削用量2.3.1 粗、精车外轮廓 所用刀具为2，90外圆车刀，刀具尺寸2020，型号是MVJNR2020K16加工66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66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=dn/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2020，型号是SI2K-STTCR11,加工 22余量为0.3mm。因为加工量比较小，所
12、以可以一次走刀切除 22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 = dvn /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2020，型号是S12K-STTCR11，加工22余量为0.3mm,。因为加工量比较小，所以可以一次走刀切除22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=dn/1000求得转速n=1200。2.4 刀具选择根据刀具的选择原则，选
13、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 66的外圆面和台阶。T3号刀镗孔刀加工内容：粗精镗 22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M602的螺纹T6号刀内螺纹加工内容：车M2426H2.5 分析加工顺序制定加工步骤 2.5.1.加工零件左端部分 1、车端面 用三爪自定义卡盘装夹，伸出长度为大于等于50，端面车平即可。 2、车外圆 外圆尺寸为 80mm，长度为45mm。 3、车台阶面 外圆为 60（-0.2-0），长度为30（+0.5- -0.5） 4、镗孔 22 5、倒角两处1*452.5.2.加工右端面部分
14、 1、车端面，掉头装夹 66（-0.2-0），保证长度8 2、车台阶面，外圆 68（-0.20），长度为70（+0.2-0.2） 3、车台阶面，外圆 60（0.150），长度55（+0.15-0.15） 4、车台阶面，外圆 54（-0.10），长度为20（+0.1-0.1） 5、倒角3处145 6、切刀槽两处41.5 7、车内螺纹倒角145 8、车锥面，锥度为1:5，A/2=543。大端直径 54（-0.10） 9、车外螺纹M6022.6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。2.6.1.工序1：零件左端部分1加工此工序的加工内容包括：1
