1、山西职业技术学院 数控系 毕业论文 1 山西职业技术学院 毕业设计 (论文 )说明书 课题名称 齿轮轴零件加工设计 系 别 数控系 专 业 数控技术 班 级 数技 A1402 姓 名 乔培城 学 号 0311140206 指导教师 朱东霞 起讫时间 : 2017 年 1 月 1 日 2017 年 3 月 1 日 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 2 毕业设计(论文)课题审批表 课题名称 齿轮轴零件加工设计 教师姓名 朱东霞 职称 指导教师 论文时间 2016.3.1-2016.5.30 课题来源 A生产 B.科研 D.其他 课题类型 A设计 B.论文 主要内容 : 对齿轮轴进行优化设计,选择
2、最佳参数是提高承载能力、轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。 目标和要求 : 进行零件的工艺性审查,进行毛坯的选择,选择基准,拟定机械加工工艺路线的,确定机械加工余量、工序尺寸及公差,选择机床及工艺设备,确定切削用量(确定背吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速),填写工艺文件,填写机械加工工艺卡片。 特色 成果形式及价值 系审题意见 负责人签字: 年 月 日 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 3 山 西 职 业 技 术 学 院 数控系毕业设计(论文)任务书 题目: 齿轮轴零件加工设计 任务与要求: 进行零件的工艺性审查,进行毛坯的选择,选择基准,拟定机械加工工艺路线的,确定机械加工余量、
3、工序尺寸及公差,选择机床及工艺设备,确定切削用量(确定背吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速),填写工艺文件,填写机械加工工艺卡片。 主要内容(主要技术参数): 吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速 时间:从 2017 年 1 月 1 日 至 2017 年 3 月 1 日 专业 :数控技术 班级: 数技 A1402 姓名: 乔培城 学号: 0311140206 指导教师 :朱东霞 2017 年 3 月 1 日 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 4 毕业设计(论文)指导记录 姓 名 乔培城 专业 /班级 数技 A1402 指导教师 朱东霞 设计(论文)题目 齿轮轴零件加工设计 日期 指导内容 存在
4、问题 学生签名 教师签名 2017.1.1 数控加工技术现状 对数控 加工技术现状认识不足 乔培城 朱东霞 2017.2.6 零件的工艺分析 对的零件材料选用比较模糊 乔培城 朱东霞 2017.2.10 零件基准的选择 基准选的不够准确 乔培城 朱东霞 2017.2.13 拟定加工工艺路线 拟定的加工工艺路线不够科学 乔培城 朱东霞 2017.2.20 确定加工余量 余量过大 乔培城 朱东霞 2017.3.1 机械加工工艺卡片 不够全面 乔培城 朱东霞 注:本表由指导教师根据毕业设计(论文)指导方案和实际指 导情况撰写,作为计算教师指导工作量的主要依据之一。 山西职业技术学院 数控系 毕业论文
5、 5 齿轮轴零件加工设计 摘要 :随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对产品的需求是多样化的,这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮轴,它是一种不可缺少的机械传动装置它是机械设备的重要组成部分和核心部件。国内齿轮轴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,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,推动了中国装配 制造业发展。齿轮轴是一种使用非常广泛的机械传动装置。齿轮轴是用于原动机与工作机之间的独立的传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要
6、。在现代机械中应用极为广泛,具有品种多、批量小、更新换代快的特点。目前生产的各种类型的齿轮轴还存在着体积大、重量重、承载能力低、成本高使用寿命短等问题,与国外先进产品相比还有较大的差距。对齿轮轴进行优化设计,选择最佳参数是提高承载能力、轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。 关键词 : 零件加工;数控车床;数控编程 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 6 目 录 绪论 . 8 1数控加工技术现状和前景 . 9 2 轴类零件 . 10 3 零件的工艺分析 . 10 3.1 零件的结构特点 . 10 3.2 主要技术要求 . 11 3.3 加工表面及其要求 . 11 3.4 零件材料 . 11
7、 4 零件的毛坯的选择 . 12 4.1 确定毛坯类型及制造方法 . 12 4.2 确定毛坯的形状尺寸及公差 . 12 4.3 毛坯的技术要求 . 12 5 选择基准 . 12 5.1 粗基准选择 . 13 5.2 精基准选择 . 13 5.3 定位基准选择 . 13 5.4 使用到的夹具选择 . 13 6 机械加工工艺 . 13 6.1 拟定机械加工工艺路线 . 13 6.2 确定机械加工余量、工序尺寸 . 14 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 7 6.3 选择机床及工艺设备 . 15 6.4 选择刀具 . 17 6.5 确定切削用量 . 18 6.6 机械加工工艺卡片 . 19 7 C
8、NC 程序 . 22 毕业总结 . 23 致谢 . 24 参考文献 . 25 山西职业技术学院 数控系 毕业论文 8 绪论 毕业设计是我对大学三年基础知识的总结以及自己实际掌握情况的体现,我的毕业设计的内容主要偏向于机械制造。大学期间我的主要课程是 AUTO-CAD 机械制图机械制造基础公差测量与分析机械设计以及数控加工。辅修课程是电路基础 PLC CAM和数控编程。 根据设计任务 书的要求 ,本设计 说明书针对轴类零件的加工工艺的 设计进行说明。机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要严格认真执行的工艺技术文件,按照它来组织生产,就可以使各工序科学的衔接,实现优质高产和低能耗。本设计主
9、要内容包括进行零件的工艺性审查,进行毛坯的选择,选择基准,拟定机械加工工艺路线的,确定机械加工余量、工序尺寸及公差,选择机床及工艺设备,确定切削用量(确定背吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速),填写工艺文件,填写机械加工工艺卡片。山西职业技术学院 数控系 毕业论文 9 1 数控加工技术现状和前景 数控是现代机床的核心技术传统的机床延伸了人的 体力成为工作母机而数控技术赋予机床一个大脑使机床变得越来越 “ 聪明 ” 。数控技术已经从被动执行运动指令发展到能够 “ 感知 ” 机床的温度、振动、能耗等工况并加以调整和控制在线测量工件尺寸具破损和预测刀具寿命以及防止刀具和运动部件干涉甚至为操作者进行语
10、音导航或送短消息。数控机床具备智能化功能可以保证机床自动适应加工环境的变化从而使床操作加 便利精度更加稳定效率更加提升 。 五轴联动大大拓展了机床的加工范围使得复杂形状和空间曲面零件的加工成为可能为各类产品的结构创新和优化提供了广阔 的前景 和空间。复合加工可以将复杂零件在一台 机床全部加工完成避免了工序间的工件搬运和多次装夹缩短了加工链提高了加工质量。高速加工大幅度提高了加工效率高效加工除了关注高效率外还考虑高能效和高效益。滑板自动交换、机器人装卸、柔性制造单元和系统等自动化系统集成是进一步提高劳动生产率重要措施是机床产业可持续发展的重要途径。直线电动机和直接驱动大大简化了机床的机械传动结构
11、。机床运动部件的移动和转动都直接由伺服电动机提供明显提高了机床的动态性能使 “ 零传动 ” 机床成为现实更加能够适应高速、高精加工需要。数控系统的前瞻控制和轨迹平滑处理技术、位置与速度精确控制技术、工 厂总线和网络技术显著提高了系统动态性能和控制精度保证了数控机床的高速化、高精度和多轴联动的 稳定性。 我国数控技术的现状近年来我国数控加工技术发展迅速国产数控车床已完全能满足国内市场需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心通过合资、引进技术和自主开发某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是卧式车铣复合加工中心、带 Y轴或 C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主要依靠进
12、口。国产立式加工中心在技术上比较成熟技术性能与国际水平接近生产厂家较多并具有一定批量得到了国内用户认可。由于在性价比上 具有优势保质期过后维修服务费用较低基本可以满足国内市场的需要。当前的关键是大力提高产品的质量和可靠性加强售前和售后服务。国产卧式加工中心虽能满足市场部分需要但在精度和性能上与国外同类产品相比还有一定差距。国外卧式加工中心大多都装有温度补偿系统定位精度较高而且精度保持性好。因此近年卧式加工中心进口较多。在高速加工中心、五轴加工中心方面国内各企业都开发出不少新产品。但是多数产品还没有经过严格的生产考验难以取得用户的普遍山西职业技术学院 数控系 毕业论文 10 认可仅个别品种进入企
13、业生产现场。关键在于需要经过不同类型用户的生产考核并加以不断改进和完善。高 精度亚微米级和纳米级加工中心我国基本上处于空白状态绝大部分依赖国外进口。国产数控齿轮机床的性能已与国际水平大体相当除个别高精度数控齿轮加工机床 DIN 56 级和高精度数控齿轮磨床 DIN 23 级仍需进口外已能大部分替代进口产品。 2 轴类零件 轴 (shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为 金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 根据轴线形状的不同,轴可以分为曲轴和直轴两类
14、。 根据轴的承载情况,又可分为:转轴,工作时既承受弯矩又承受扭矩,是机械中最常见的轴,如各减速器中的轴等。心轴,用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩,有些心轴转动,有些心轴则不转动,如支承滑轮的轴等。传动轴,主要用来传递扭矩而不承受弯矩,轴的材料主要采用碳素钢合金钢,也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度,转速高时还取决于振动稳定性。 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出最佳设计方案,以下是一般轴结构设计原则: 1、节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状; 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整; 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施; 4、便于加工制造和保证精度。 3 零件的工艺分析 3.1 零件的结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮 以及连杆等传动件,以传递扭矩。按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件,传