1、春数控毕业论文齿轮轴数控加工春数控毕业论文齿轮轴数控加工 毕业设计论文任务书 长沙职业技术学院 助学站 数控 专业 大三 年级题目： 齿轮轴数控加工毕业设计 任务起止日期： 2020 年 7 月 至 2020 年 10 月 学生姓名 考籍号 指导教师 唐老师 主管部门 年 月 日审查院负责人 年 月 日批准2020届毕业设计论文 题目： 齿轮轴数控加工毕业设计 专 业： 数控专业 助学站点：考 籍 号： 姓 名： 指导教师： 唐老师 2020 年 10 月齿轮轴数控加工毕业设计 学 生 姓 名： 考 籍 号： 站 点： 指 导 教 师： 唐老师 完 成 日 期： 2020年10月 齿轮轴零件数
2、控加工毕业设计 摘要 数控技术数字操纵技术在自造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌焕然一新，通过毕业设计能使我们熟练把握数控加工零件的编程技术，账务设计机床用夹具的差不多原理和方法，能依照加工要求设计出相应的产品，提高结构设计能力。 齿轮轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽视的地位，它的数控生产加工工艺关于我们熟练把握运用数控编程等相关技术有专门大的关心。为此我在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作出阐述，期望通过对此设计能使我们再数控技术应用和产品的加工方面得到一定的体会。 本文详细的论述了数控加工技术在加工齿轮轴零件中的加工工艺，通过对被加工零件的工
3、艺分析，道具选择，车削的工装，工艺卡片的制订，数控编程时应注意的问题等运用数控技术加工齿轮轴零件，使自己在数控技术运用方面得到一次较为全面、系统的训练，差不多上达到了灵活运用数控技术加工各种零件，把握数控编程和数控机床操作的目的。 关键词： 此轮轴 数控编程与加工 工艺分析 名目 第一章 概述 1.1齿轮轴零件数控加工目的1 1.2数控车床的特点及特色2 1.3数控编程的特点3 1.4数控装备技术的进展趋势3 1.4.1数控技术的进展趋势 1.4.2高速、高精加工技术及装备的新趋势 1.4.3轴联动加工和复合加工机床快速进展 1.4.4智能化、开放式、网络化成为当代数控系统进展的要紧趋势 1.
4、5数控国内外进展状况7 第二章 零件机械加工工艺分析 2.1零件图样分析8 2.1.1结构分析 2.1.2分析零件要紧尺寸公差和技术要求 2.1.3保证尺寸公差及形位公差的工艺措施 2.1.4毛坯、余量分析 2.1.5结构工艺性分析 2.2定位基准选择9 2.3确定切削用量9 2.3.1粗、精车外轮廓 2.3.2粗镗孔 2.3.3精镗孔 2.4确定工序尺寸10 2.4.1M2426H内螺纹的工序尺寸确定 2.4.26854外圆的工序尺寸确定 2.4.3所有外圆 2.5刀具选择11 2.6分析加工工序制定加工步骤11 2.6.1加工零件左端部分 2.6.2加工右端面部分 2.7加工顺序工艺路线1
5、2 2.7.1工序1零件左端部分加工 2.7.2工序2零件右端部分加工 2.8加工设备选择13 2.8.1数控车床的刀具 2.8.2数控车床的卡盘 2.8.3数控车床的尾座 2.8.4数控车床的刀架 2.9数控加工编程程序14 2.9.1编制数控车削程序 2.9.2轴零件右端的加工程序第三章 结论18 参考文献附录A机械加工工艺过程卡片附录B数控加工刀具卡片附录C数控加工工序卡片致谢第一章 概述一 齿轮轴零件数控加工的目的 作为一名刚踏出学校走向社会的学生，在平常的工作实践不断的总结体会 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，它所带来的庞大效
6、益也受到世界各国科技界的高度重视，同时也使数控技术进一步进展作为一名从事数控编程专业的学生来说，熟练把握好自己的专业知识并能将其运用与生产实践中式一个漫长的过程，因此平常的积存就显得专门重要，我在平常的生产实践中对厂里的加工工艺以及技术做了些总结以往对我以后有关心，如此就能够不断促进我的进步不断提高我的水平。齿轮轴零件的数控生产加工工艺对我们熟练把握运用数控编程等相关技术具有专门大的关心。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，期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体会。数控技术是一门全新的技术，它整合了机械技术、物理技术
7、、电子技术、运算机技术、网络通信技术等多门学科的知识。它是先进的数字操纵技术与传统的机床制造技术相结合的产物。目前，数控加工技术成为了机械制造领域中最具活力、最有前途的先进制造技术之一，数控技术的应用已渗入到制造业的各个行业，不管是传统的机械加工和周密加工，依旧电子产品的生产都广泛应用数控技术及数控设备。区别于一般机械加工，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、现代化治理程度高等特点。随着社会的进步，科技的进展，数控技术应用越来越广泛，数控专业人才倍受企业的青睐。也确实
8、是说，数控技术专业应用型人才有着宽敞的就业前景和进展空间。二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，数控机床具有以下要紧特点。1.具有高度柔性，适于多品种、单件小批零件的加工 数控机床是按照被加工零件的数控程序来进行自动加工的，当改变加工零件时，只要改变数控程序软件，不需要更换工具、夹具，也不需改变数控机床机械部分和操纵部分的硬件，就能适应加工。大大缩短了生产、技术预备时刻，节约了大量工艺装备的费用，因此，应变能力专门强，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、形状复杂零件的加工 由于数控机床的主传动和进给
9、传动采纳直流或交流伺服电机，可实现无级调速。大大简化了主传动和进给传动系统，传动链短。进给传动链中有排除间隙的装置。丝杆螺距误差、传动误差等造成的位置误差，可由测量装置和数控装 行补偿因此，数控机床具有较高的加工精度。关于中、小型数控机床，定位精度普遍可达到0 . 02mm，重复定位精度可达到0 . 01-0 . 005mm。数控机床的自动加工方式幸免了人工干预造成的操作误差。同一批加工零件的一致性专门好，加工质量十分稳固数控机床一样都具有刀具半径补偿和位置补偿功能。能够方便地排除由于刀具磨损、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。数控机床能够对结构形状复杂的零件进行手工编程或
10、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 机床加工生产率要紧是指加工一个零件所需的时刻。加工时刻包括机动时刻和辅助时刻。数控机床的主轴转速和进给速度范畴大，并可无级调速。加工时可选用最正确的切削速度和进给速度，可进行恒转速或恒切削速度的切削。在保证工件加工质量和刀具一定使用寿命的前提下，可尽量加大切削用量。良好的结构刚度承诺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纳加速与减速措施，选用了专门高的空行程运动速度消耗在空行程和定位的时刻比一般机床少得多，有效地节约了辅助时刻。由于数控机床具有侧量系统，减少零件
11、装卡到机床上的调整时刻和零件加工过程中的检验时刻。另外，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刻，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，输人程序并启动，机床就能自动连续进行加工，直至加工终止。零件一次装卡可完成多道工序。专门是加工中心可进行多工位、多工序的自动加工。操作者要紧是程序的输入、编辑，装卸零件，刀具预备，加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低。数控机床一样是封闭式加工，既清洁，又安全。5.有利于实现机械加工的现代化治理数控机床加工能准确地运算出或自动记录单件加工工时和总的加工工时，实现对半
12、成品、成品的统计与治理；对所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化治理；能实现一台中央运算机对几台、十几台数控机床的集中操纵和治理DNC。实现运算机辅助设计( CAD、运算机辅助制造CAM、运算机辅助质量监督CAQ等的有机结合，是现代集成制造技术的基础。三 数控编程的特点 1.在一个程序段中，依照被加工零件的图样标注尺寸，从方便编程的角度动身，可采纳绝对尺寸编程，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，假如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.关于刀具位
13、置的变化，刀具几何形状的变化及刀尖圆弧半径的变化，都无须更换加工程序，编程人员能够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。如此安装在刀架上不同位置的刀具，尽管在装夹时刀尖到机床参考点的坐标各不相同，但都能够通过参数的设置，实现自动刀具补偿，编程人员只要使用实际轮廓进行编程并正确选择刀具号即可。 4由于加工零件的图样尺寸及测量尺寸差不多上直径值，因此采纳直径尺编程。在用直径尺寸编程时，假如采纳绝对尺寸编程，X表示直径值；假如采纳增量尺寸编程，X表示径向位移的两倍。在用半径尺寸编程时，如采纳绝对尺寸编程，x表示
14、半径值；假如采纳增量尺寸编程，X表示径向位移量。四 技术数控和装备进展趋势及计策装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是进展新兴高新技术产业和尖端工业如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业的使能技术和最差不多的装备。马克思曾经说过各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于如何样生产，用什么劳动资料生产。制造技术和装备确实是人类生产活动的最差不多的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采纳数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还
15、将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来进展自己的数控技术及其产业，而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力进展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济进展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范畴覆盖专门多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动操纵技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。 1.数控技术的进展趋
16、势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断进展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的进展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代进展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备进展的趋势来看，其要紧研究热点有以下几个方面14。 2.高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会CIRP将其确定为21世纪的中心研究方向
17、之一。 在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度专门差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力专门小的情形下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采纳大型整体铝合金坯料掏空的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情形来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括
18、我国的上海通用汽车公司，差不多采纳以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的 HyperMach 机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一样高速铣床加工需3h，在一般铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年来，一般级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，周密级加工中心那么从35m，提高到11.5m，同时超周密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。 在可靠性方面
19、，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出专门高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的进展，应用领域进一步扩大。 3. 5轴联动加工和复合加工机床快速进展 采纳5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最正确几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一样认为，1台5轴联动机床的效率能够等于2台3轴联动机床，专门是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等缘故，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍
20、，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的进展。 当前由于电主轴的显现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床含5面加工机床的进展。 在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采纳复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统操纵或CAD/CAM直截了当或间接操纵。 4.智能化、开放式、网络化成
21、为当代数控系统进展的要紧趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应操纵，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈操纵、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及修理等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work
22、-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化差不多成为数控系统的以后之路。所谓开放式数控系统确实是数控系统的开发能够在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象数控功能，形成系列化，并可方便地将用户的专门应用和技术诀窍集成到操纵
23、系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜亮个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际闻名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如灵敏制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些闻名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克Mazak)公司展出的CyberProduction Center智能生产操纵中心，简称C
24、PC)；日本大隈Okuma机床公司展出IT plaza信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment开放制造环境，简称OME等，反映了数控机床加工向网络化方向进展的趋势。5. 数控加工技术国内外进展状况 近年来，随着运算机技术的进展，数字操纵技术差不多广泛应用于工业操纵的各个领域，专门是机械制造业中，一般机械正逐步被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用
25、、修理、爱护人员在全国各工业都市都专门紧缺，再加上数控加工人员从业面专门广，可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、 电火花及线切割工作，因此目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上查找合适的人才显得比较困难，以至于导致模具设计、CAD/CAM工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场聘请频率最高的职位之一。在各种聘请会上，数控专业人才更是企业热衷于标注急聘、高薪诚聘等字样的少数职位之一，以致显现了月薪6000元难聘数控技工，年薪16万元招不到数控
26、技工的现象。据报载，我国高级技工正面临着青黄不接的严峻局面，原有技工年龄已大，中年技工为数不多，青年技工尚未成熟。在制造业，能够熟练操作现代化机床的人才已成稀缺， 据统计，目前，我国技术工人中，高级技工占3.5%，中级工占35%，初级工占60%。而发达国家技术工人中，高级工占35%、中级工占50%、初级工占15%。这说明，我们的高级技工在以后510年内仍会有大量的人才缺口。 随着产业布局、产品结构的调整，就业结构也将发生变化。企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加。 而借助国外的进展体会来看，当进入产业布局、产品结构调整时期，与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业
27、人才，成为迫切要求。而关于数控加工专业，不仅要求从业人员有过硬的实践能力，更要把握系统而扎实的机加理论知识。因此，既有学历又有专门强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、 企业最急需的人才 。第二章 零件机械加工工艺分析一 零件图样分析 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.分析零件要紧尺寸公差和技术要求 1.24+0 、0210孔的尺寸公差专门小，公差等级为it7级，但表面粗糙度要求并不高Ra=1.6um 2.680- -0.2外圆表面对 24+0.20内孔表面的同轴度承诺差为
28、0.05mm 3.68(0 -0.2对80右端面的垂直度承诺差为0.05mm 4.其余地点粗糙度均为Ra=3.2 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 660- 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 220.052 -0.2镗孔，即可保证他们之间的垂直度和同轴度要求。 4.毛坯、余量分析 1.零件采纳 45120的圆柱毛坯，零件左端部格外圆面 28、 32 粗加工后留0.3的余量。 2.零件采纳 45120的圆柱毛坯，零件右端部格外圆面M30、 26
29、、 30、 34、 38 粗加工后留0.3的余量。 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。二 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点和主轴上各要紧表面的尺寸要求都决定了以轴线为定位基准。依照粗基准选择原那么外圆为粗基准，再依照基准统一原那么选择主轴中心线为精基准(三) 确定切削用量 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，因此分2
