齿轮轴工艺设计方案论文 .docx

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1、精品名师归纳总结常州信息学院毕业设计齿轮轴的加工工艺同学姓名： 李文涛指导老师： 高飞所系与专业 机电工程系数控技术班级数控 104所在 学 期2021 2021 学年学号 10040334462021 年 3 月 27 日摘要本设计是关于输出齿轮轴加工工艺规程的设计，总体介绍所追踪的典型零 件的加工流程 , 包括毛坯 - 初检- 粗加工 - 精加工等步骤。所加工零部件的外形、结构、尺寸及重要协作参数，并完成工件的三维造型。数控机床程序编制过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。确定零部件的加工方法和步骤，包括使用

2、设备、装夹方法、工装夹具、加工方位、刀具挑选、加工参数挑选等。关键词 ： 零件、工艺、数空加工程序目录可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘要.1前言.3第一章：零件图分析 .41、零件图分析 .42 零件在生活中的作用： .5其次章：毛坯的挑选 .6二（ 1）设计毛坯图 .6二（ 2）确定毛坯 .6第三章 加工过程 .8三（ 1） 1. 刀具挑选： .8（1）2. 切削用量的挑选 .8三（ 2）齿轮的加工过程 .9依据图示数据运算齿轮参数： .9三（ 3）基准的概念和分类 .101.设计基准 .102.工艺基准 .113.定位基准的挑选 .114粗基准的挑选 .115精基准的挑选

3、 .11三（ 4）加工工艺路线 .121 加工阶段的划分 .122 各加工阶段的主要任务 .123 加工次序的支配 .124 数控车床加工与一般车床加工的区分 .135 拟定加工工艺路线方案 .136.数控编程的过程 .14（1分析零件图纸 .14（2 确定工艺过程 .14（3 数值运算 .15（4 编写程序单 .15（5 制备掌握介质 .15（6 程序调试和检验 .157.程序编制方法 .158.编制程序 .16制作完成成效图 .18总结.19致谢.20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结前言零件的加工需要有步骤的进行，第一对要加工的零件进行工艺分析，齿轮轴类件的工艺特点第一是它

4、的形面特点多，在基于特点的零件信息描述中可以把它分为主特点：内外圆柱面、齿轮表面等。帮助特点：键槽、小平面、等。另外，齿轮轴类件加工所使用的机床多，材料及热处理种类也较多。再者，它的工艺特点如尺寸精度、形位公差、表面质量也要求较高。在机械加工中，每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应，依据生产规模、零件整体外形和轮廓尺寸、制造资源等，针对每一特点的加工精度、表面粗糙度及不同材料挑选不同加工方法。画出零件的设计图纸，依据要求进行编程，把程序输入数控机床，通过数控机床把零件加工出来 1 、下料 -锯床 2 、粗车 -车床 3 、热处理箱式炉 4 、精车 -车床 5 、铣键槽 -铣床 6 、齿面淬火

5、高频淬火机床7、磨- 外圆磨床8、成品检验可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章：零件图分析1、零件图分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 零件在生活中的作用：本零件为汽车变速箱中输出齿轮轴，其功用是传递动力和转变输出轴运动方向。轴用轴承支承，与轴承协作的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般依据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：1尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5 IT7 ） 。 装 配 传 动 件 的 轴 颈 尺 寸 精 度 一 般 要 求 较 低 （ IT6 I

6、T9 ） 。1几何形状精度轴类零件的几何外形精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范畴内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。1相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用打算的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否就会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。一般精度的轴，其协作轴段对支承轴颈的径向跳动一般为 0.01 0.03mm ，高精度轴（如主轴）通常为0.001 0.005mm 。1表面粗糙度一般与传动件相协作的轴径表面粗糙度为Ra2.50.63 m，与轴承相协作的支承轴径的表面粗糙度

7、为 Ra0.63 0.16 m。一（ 2）零件的结构工艺分析：从零件图上看，本零件为回转体零件，结构比较简洁，其表面组成为：60、65、 142、75、圆柱面、 M16 1.5螺纹, 52 18 的槽。由于传动与装配的要求较高，对于 60、 65、141、 75 圆柱面有较高的同轴度要求，粗糙度方面表现在：对于60、 65圆柱表面有较高的要求为Ra0.8m, 其余为 Ra1.6m，这些在支配加工工艺时也需赐予留意。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次章：毛坯的挑选二（ 1）设计毛坯图毛坯（锻件）图是依据产品零件设计的，经查机械加工工艺手册、机械零件工艺手册，再考虑到其所要加工的

8、次数，知磨削余量，精车-粗车各余量 , 粗车余量可选用 1mm，精车余量可选用 0.5mm。传动轴磨削余量可取 0.25mm 。毛坯工件长度 300mm，工件直径 120mm二（ 2）确定毛坯毛坯的挑选和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的外形和特点（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理挑选毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个特别重要的问题。毛坯种类的挑选打算与零件的实际作用，材料、外形、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材 2、锻造 3、铸造4、焊接 5、

9、其他毛坯。依据零件的材料，举荐用型材或锻件，但从经济方面着可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅铺张材料，而且仍增加机 床，刀具及能源等消耗，本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承担较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故毛坯应挑选锻件，以使金属纤维尽量不被切断。为达到了批量生产的水平，且零件外形较简洁，尺寸也不大，故应采纳模锻。轴类零件的材料 , 轴类零件应依据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采纳不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得肯定的强度、 韧性和耐磨性。45 钢是轴类零件的常用材料，它价格廉价经过调质（或正火

10、）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。 40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和轴承钢 GCr15 和弹簧钢 65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50 58HRC，并具有较高的耐疲惫性能和较 好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、 坐标镗床主轴）可选用38 淬火后，具有较好的综合机械性能。CrMoAIA 氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。 .2 毛坯图的设计 毛坯 锻件 图是依据产品零件设计的

11、经查机械加工工艺手册 、机械零件工艺手册 再考虑到其所要加工的次数 知磨削余量 精车- 粗车各余量 , 粗车余量可选用 1mm 精车余量可选用 0.5mm。传动轴磨削余量可取 0.25mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章加工过程三（ 1）刀具挑选：选用5mm 中心钻钻削中心孔。（一般车床上使用）（2）T0001:95外圆车刀， 从右至左粗车外轮廓和从右至左半精车外轮廓使用，选用带涂层硬质合金，左手刀，主偏角95外圆车刀，副偏角 Kr =35，圆角半径为1.5mm。刀具规格为 16X25mm，长为 90mm。 （3）T0002：95外圆车刀，从左至右粗车外轮廓和从左至右半精

12、车外轮廓使用，选用带涂层硬质合金，右手刀，主偏角 95，副偏角 Kr=35，圆角半径为 1.5mm。刀具规格为16X25mm，长为 90mm。（ 4） T0003：93外圆车刀，从右至左精车外轮廓使用，选用带涂层硬质合金，右手刀，主偏角90，副偏角 Kr=15，圆角半径为 0.2mm。刀具规格为 16X25mm，长为 90mm。 （5） T0004：93外圆车刀，从左至右精车外轮廓使用，选用带涂层硬质合金，左手刀，主偏角 90，副偏角 Kr=15，圆角半径为 0.2mm。刀具规格为16X25mm，长为 90mm。（ 2）切削用量的挑选背吃刀量的挑选背吃刀量的挑选背吃刀量的挑选背吃刀量的挑选齿轮

13、轴零件材料为 40Cr，为合金结构钢。查【数控加工工艺规划】中的国产硬质合 金刀具切削用量的参考数值挑选如下数据,轮廓粗车循环时选aaaap =p =p =p=4.2 mm。半精车时 aaaap =p =p =p =1.25 mm。精车时 aaaap =p =p =p =0.25 mm。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主轴转速主轴转速主轴转速主轴转速nnnn 的挑选的挑选的挑选的挑选车直线轮廓时，查【数控加工工艺规划】表1-15 中的参考数值，选粗车的切削速度 Vc=70m/min，半精车 Vc=100m/min ，精车 Vc=120m/min（经过调质处理）。然后利用公式n=

14、（ 1000 Vc）/3.14 d，其中粗车和半精车工件回转最大直径 d 为 140mm ，精车 d 为 60mm ，运算转速 n 得到：粗车 160r/min、半精车230r/min、精 车637r/min。进给速度的挑选进给速度的挑选进给速度的挑选进给速度的挑选查【数控加工工艺规划】表 1-13 中的进给量参考数值和表 1-14 中的参考数值，再依据加工的实际情形，确定粗车时选取进给量f=0.55mm/r ，半精车时选取进给量f = 0 . 2 5 m m / r， 精 车 时 选 取 进 给 量 f = 0 . 1 6 m m / r。三（ 2）齿轮的加工过程依据图示数据运算齿轮参数：图

15、纸所给斜齿轮参数为：模数 m=4，齿数 z=33，压力角 a=20 度，螺旋角b=9.37 度，齿顶圆直径 da=141.78mm，齿根圆直径 db=133.78mm，就分度圆直径 d = m * z = 4 * 3 3 = 1 3 2 m m 。齿与蜗根据齿轮参数选择齿轮加工方法： 经查阅资料可挑选滚齿的加工方法：滚齿刀具及工作原理蜗杆上螺旋形轮可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可 以满足 了齿 轮齿 宽尺寸 的 切削要求 。滚齿刀具。a在垂直于螺旋线切线方向开出沟b成切削刃及刀具的前、后角。蜗轮就是向向被切齿轮的齿坯进行转变。经过这削。切削线形成的包络线即为所需的齿廓线。三（

16、 3）基准的概念和分类零件是由如干表面组成的，各表面之间都有肯定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准。1. 设计基准设计图样上所采纳的基准称为设计基准。如零件图上的轴心线是各外圆和孔的设计基准。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 工艺基准在工艺中采纳的基准称为工艺基准。按用途可分为定位基准、测量基准和装配基准。定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准。如零件在精车时，中心孔就是定位基准。测量基准零件检验时，用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准装配时用已确定

17、零件在部件或产品中位置的基准。零件图中的25、40.35 即为装配基准。3. 定位基准的挑选挑选工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。依据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能挑选未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，就称为精基准。在挑选定位基准时，是从保证精度要求动身的，因此分析定位基准挑选的次序就应为精基准到粗基准。4. 粗基准的挑选挑选的原就是：（ 1）非加工表面原就（ 2）加工余量最小原就（ 3）重要表面原就（ 4）不重复使用原就（ 5）便于装夹原就。依据以上挑选的原就，在加工时：（ 1）车左端时，以两端端

18、面中心孔作为粗基准。（2）车右端时，以两端端面中心孔作为粗基准。5. 精基准的挑选挑选的原就是：（ 1）基准重合原就（ 2）基准统一原就（ 3）自为基准原就（ 4）互为基准原就（ 5）便于装夹原就。 依据以上挑选的原就，我们就可以挑选端面的中心孔作为精基准。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于该传动轴的几个主要协作表面25、40 圆柱面有较高的同轴度要求，对于 86.30 的两端面及 35 左端面 50 右端面有端面跳动要求，轴肩面对基准轴线A-B 均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应挑选两端中心孔为基准，采纳双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。三（ 4）加

19、工工艺路线1 加工阶段的划分工件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。假如加工精度和表面质量要求特殊高，就仍可增设光整加工和超密加工阶段。2 各加工阶段的主要任务（1） 粗加工阶段的任务是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的外形和尺寸。（2） 半精加工阶段的任务是留下精加工余量后使主要表面达到肯定的精度，为精加工做好预备并完成一些次要表面的加工。（3）精加工阶段的任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度。3 加工次序的支配（1） 切削加工的支配原就： A. 基准先行 B. 先粗后精 C.先主后次 D. 先面后孔（2） 热处理工序的支配：A.

20、预备热处理的目的的改善工件的加工性能，排除残余内应力，改善金相组织，为最终热处理做好预备，如正火、退火和调质等。预备热处理一般支配在粗加工前，但调质常支配在粗加工后进行。B.排除残余应力处理的目的是排除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力，如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时效和退火。 C.最终热处理的目的是提高零件的力学性能（如强度、硬度、耐磨性等），如调质、淬火、回火以及各种表面处理，一般支配在精加工前。本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承担较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故需要进行渗碳淬火回火热处理。（3） 帮助工序的支配：帮助工序包括检验、去毛刺、清洗、防

21、锈等检验。除了工序中自检外，仍需在以下场合单独支配检验工序：a.重要工序前后。 b.送往外车间加工之前。 c.全部加工工序完成、去毛刺之后。有些特殊去毛刺常安排在以下场合进行： a.淬火工序之前。 b.全部加工工序终止之后。此零件为协作件，协作部位的精度要求比较高，为了达到图纸的精度要求，应当支配磨削工序，来达到精度要求和提高表面性能。4 数控车床加工与一般车床加工的区分本零件在粗加工阶段所使用的是C616型一般车床，这是一种小型车床，床身最大工件回转半径为 160mm，最大加工长度为 550mm。适合批量较小，精度要求不高零件的加工。他的投资较数控车床的低，但对工人的技术要求较高。在精加工阶

22、段使用的是 CJK6132型数控车床，床身上最大工件回转直径：320mm,最大加工长度： 600mm。精加工阶段使用数控车床加工的优势在于：数控车床的加工精度比一般车床的高，能满意零件设计的要求，而一般车床难以达到要求。再者数控车床本身的精度高、刚性大，可挑选有利的加工用量，生产率高，是一般车床的 3 5 倍。但数控车床的投资大，使用费用高，生产预备工作复杂。由于整个加工过程采纳程序掌握，数控加工的前期预备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。综合考虑这些因素，所以在粗加工阶段所使用的是 C616型一般车床来加工，精加工阶段使用的是CJK6132型数控车床来加工。5 拟定加工工艺路线方案该零

23、件是批量生产，可以采纳机床配以专用夹具，工序以分散为主，某些可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工序可以适当集中应划分加工阶段，将粗加工和精加工分开。刀具和量具的挑选可以专用的与适用的相结合，依据以上分析，初步拟订的工艺路线方案如下： 1、毛坯锻造并正火 160-200HB， 2、两端同时铣端面钻中心孔， 3、粗车左CA616CJK6132AM1432A端面GL2-X336Z4006AYM3608端外圆， 4、粗车右端外圆， 5、钻孔， 6、扩孔倒角， 7、攻丝， 8、粗车检验， 9、精车长头， 10、精车短头， 11、齿坯检验， 12、滚齿， 13、滚花键， 14、倒棱去毛刺，

24、15、剃齿， 16、热前检验， 17、热处理， 18、研磨中心孔， 19、磨外圆端面， 20、珩齿， 21、成品检验， 22、清洗、封油、包装、入库。6. 数控编程的过程数控程序的编制应当有如下几个过程：（ 1 分析零件图纸要分析零件的材料、外形、尺寸、精度及毛坯外形和热处理要求等， 以便确定该零件是否相宜在数控机床上加工，或相宜在哪类数控机床上加工。有时仍要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。（ 2 确定工艺过程确定零件的加工方法（如采纳的工夹具、装夹定位方法等）和加工路线（如对刀点、走刀路线），并确定切削用量等工艺参数（如切削进给速度、主轴转速、切削宽度和深度等）。可编辑

25、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3数值运算依据零件图纸和确定的加工路线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线段或圆弧线段靠近零件轮廓曲线时相邻几何元素的交点和切点等的运算。（ 4编写程序单依据加工路线运算出的数据和已确定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加工程序单。此外，仍应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装和零点设定卡片等。（ 5制备掌握介质按程序单将程序内容记录在掌握介质上作为数控装置的输入信息。应依据所用机床能识别的掌握介质类型制备相应的掌握介质。（ 6程序调试和检验可通过模拟软件来模拟实际加工过程，或将

26、程序送到机床数控装置后进行空运行，或通过首件加工等多种方式来检验所编制出的程序，发觉错误应准时修正，始终到程序能正确执行为止。7. 程序编制方法方法一：在机床坐标系状态，分别使标准刀和当前刀稍微遇到坯料上表面，登记其 Z 坐标，就当前刀的长度补偿值为两者之差。方法二：先在机床坐标系中，用标准刀对刀也就是标准刀的刀位点碰工件的零点，设置工件坐标系，再在工件坐标系中用当前刀对刀，记录此时动态坐标 Z，当前的长度补偿值为 Z。刀具半径补偿值可以通过对刀仪测量，再将其输入数控系统。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8. 编制程序右侧圆柱面的加工O0001 N10 T0101N20 M03

27、 S800N30 G00 X150.0 Z2.0 N40 G94 X-1.0 Z0 F0.1 N50 G71 U0.2 R1.0N60 G71 P70 Q170 U3.0 W3.0 F0.5 N70 G00 X52.0N80 G01 X60.0 Z-2.0 N90 Z-52.0N100 X65.0 Z-66.0 N110 Z-127.5N120 G02 X70.0 Z-130.0 R2.5 N130 G01 X80.0N140 Z-133.0N150 G02 X90.0 Z-138.0 R5.0 N160 G01 X133.78N170 X141.78 Z-140.0 N180 M03 S12

28、00N190 G42 G00 X149.0 Z2.0 N200 G70 P70 Q170 F0.2 N210 G40 G00 X200.0 Z100.0 N220 M05N230 M30可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结左端外圆柱面的加工O0002 N10 T0101N20 M03 S800N30 G00 X150.0 Z2.0 N40 G94 X-1.0 Z0 F0.1 N50 G71 U0.2 R1.0N60 G71 P70 Q150 U4.0 W3.0 F0.5N70 G00 X52.0N80 G01 X60.0 Z-2.0 N90 Z-35.0N100 X75.0 N12

29、0 Z-43.0N130 G02 X85.0 Z-48.0 R0.5 N140 G01 X133.78N150 X133.78 Z-45.0 N160 M03 S1200N170 G42 G00 X149.0 Z2.0 N180 G70 P70 Q150 F0.2 N190 G40 G00 X200.0 Z100.0 N200 M05N210 M30可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结制作完成成效图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结总结转瞬间，这次的毕业设计已经接近尾声了。在老师的指导下，我收成许多。通过此次设计，使我基本把握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、机床

30、的挑选等。学会了查相关手册、挑选使用工艺装备等等，加深了我对理论学问的懂得。在这次设计过程中，我也看到自己的不足之处，以前上课没有学到的学问，在这次设计当中也涉及到了，使我真正感受到了学问的重要性。以下是我的收成和不足之处：收成：（1） ）能把以前所学的各种学问，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的学问。（2） ）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。（3） ）学会了，分析问题，解决问题的才能。不足之处：（1） ）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。（2） ）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积存体会，进

31、一步改进。总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我摸索、解决问题的才能。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西，让我受益匪浅！可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结致谢转瞬间高校生活进入尾声，我们也将为生活而奋斗，心中倍感充实，当做完这篇毕业设计作业的时候，心中有一种如释重负的感觉，感叹良多。从开头进入课题到毕业作业的顺当完成，除了自身努力外，始终都离不开老师、同 学、伴侣给我热忱的帮忙。是他们教会了我专业学问，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们的帮忙，我才能在各方面取得显著的进步，在这里请接受我真诚的谢意 .第一真诚的感谢我的毕业作业指导老师王自建老师。在论文写作过程中， 得到了王自建老师的亲切关怀和耐心的指导。其次感谢同学的出谋划策及家长的支持勉励，有了你们的支持才有了这篇设计的成果，你们的勉励是我坚持完成论文的动力源泉，同学也指出设计中的诸多不足并帮忙改正。感谢大家的努力由于时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇毕业确定存在尚未发觉的缺点和错误，期望阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感谢。可编辑资料 - - - 欢迎下载