2022年齿轮轴工艺设计方案论文.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 20222022 学年学 号 1004033446 2022 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名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页精选学习资料 - - - -
2、 - - - - - 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、数空加工程序目录名师归纳总结 摘要 . 1 第 2 页,共 20 页前言 . 3 第一章:零件图分析 . 4 1、零件图分析 . 4 2 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
3、据图示数据运算齿轮参数:. 9 三( 3)基准的概念和分类 . 10 1. 设计基准 . 10 2. 工艺基准 . 11 3. 定位基准的挑选 . 11 4粗基准的挑选 . 11 5精基准的挑选 . 11 三( 4)加工工艺路线 . 12 1 加工阶段的划分 . 12 2 各加工阶段的主要任务 . 12 3 加工次序的支配 . 12 4 数控车床加工与一般车床加工的区分. 13 5 拟定加工工艺路线方案 . 13 6. 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
4、程序调试和检验 . 15 7. 程序编制方法 . 15 8. 编制程序 . 16 制作完成成效图 . 18 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 总结 . 致谢 . 19 20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,
5、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 -7、磨 - 外圆磨床 8、成品检验铣床 6 、齿面淬火 - 高频淬火机床名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章:零件图分析1、零件图分析名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资
6、料 - - - - - - - - - 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 IT9 ) ;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
7、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为 Ra0.630.16 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
8、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Ra0.8 m, 其余为 Ra1.6 m,这些在支配加工工艺时也需赐予留意;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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次数,知磨削余量,精车-粗车各余量 ,
9、 粗车余量可选用 1mm,精车余量可选用 取 0.25mm ;毛坯工件长度 300mm,工件直径 120mm 二( 2)确定毛坯0.5mm;传动轴磨削余量可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、其他毛坯;依据零件的材料,举荐
10、用型材或锻件,但从经济方面着名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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、45 钢是轴类零件的常用材料
11、,它价格廉价经过调质(或正 韧性和耐磨性;火)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,而且能保持较名师归纳总结 软的芯部,因此耐冲击韧性好;.
12、第 7 页,共 20 页2 毛坯图的设计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 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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 16X2
13、5mm,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 Kr16X25mm,长为 90mm;=35 ,圆角半径为 1.5mm;刀具规格为(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 Kr16X25mm,长为 90mm;(2)切削用量的挑选=
14、15 ,圆角半径为 0.2mm;刀具规格为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】中的国产硬质合名师归纳总结 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 第 8 页,共 20 页=4.2 mm;半精车时aaaap =p =p =p =1.25 mm;精车时aaaap =p =p =p =0.25 mm;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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
15、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=(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 2 3 0 r / m i n、精 车 6 3 7 r / m i n;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
16、=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;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齿与蜗名师归纳总结 - - -
17、- - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可以满足了齿轮齿宽尺寸的切削要求;具滚齿刀;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( 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;名师归纳总结 - - - - -
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