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设计名称
  针轮立式摇摆减速器齿轮座数控加工工艺设计
设计编号
  A2-063
设计软件
  AutoCAD, Word
包含内容
  见右侧图片
说明书字数
  10000字(正文部分)
图纸数量
  见右侧图片
推荐指数
  较好
价格:
  优惠中
整理日期
  2012,10,13
整理人
  小木
购买流程
  <点此查看如何购买本站设计>
设计简介

文档包括:
说明书一份,25页,10000字左右.
开题报告一份.
任务书一份.

图纸若干张.DWG格式

机械毕业设计/论文

摘要

减速器主要有轴、轴承、齿轮、齿轮座、箱体组成,我加工的是齿轮座。齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上,使齿轮传动工作。首先读懂零件图纸,研究加工工艺,了解工件的整体结构,分析工件在本工序加工之前的情况:例如毛坯(半成品)的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。
需要数控加工的部位和具体内容:包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。
齿轮座是一个回转零件,它的毛坯材料是铸铁,在毛坯加工前安排正火和调质处理,主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应力、改善材料的可切削性,提高综合力学性能,与轴配合其尺寸公差等级通常为IT6-IT7级,精密的IT5级,它的形状精度{圆度、圆柱度}应限制在直径公差范围之内,装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为:径向圆跳动和端面圆跳动公差通常为0.01-0.03mm,高精度为0.001-0.005mm,一般为0.02mm,齿轮座与轴配合的粗糙度为0.8-1.6um,非配合的次要表面为6.3um。
关键词:齿轮座、加工工艺、数控加工

目 录

第一章  引言………………………………………………………………1
第二章 减速器齿轮座加工工艺分析………………………………2

2. 1 齿轮座的技术要求………………………………………………2

2. 2  加工工艺的分析…………………………………………………3

2.3  机床选择   ……………………………………………………3

2. 4 刀具选择…………………………………………………………3

2. 5 零件装夹定位方式………………………………………………4

2. 6 加工切削参数的设定 …………………………………………5

2. 7 加工顺序…………………………………………………………7

第三章 数控加工………………………………………………………8

3. 1 数控编程…………………………………………………………8

3. 2 数控加工坐标设定………………………………………………8

3. 3 走刀方式 ……………………………………………………… 9

3. 4  加工工件过程示意图………………………………………… 11

3. 5 程序校验…………………………………………………………14

3. 6 加工………………………………………………………………14

第四章结论………………………………………………………………15

致谢………………………………………………………………16

参考文献…………………………………………………………17

附录(1)程序…………………………………………………… 18

附录(2)工艺图纸………………………………………………24

附录 (3)工序卡片 ………………………………………………39

毕业设计任务书
一、题目:针轮立式摇摆减速器的齿轮座加工
二、目的:
我所设计的齿轮座是齿轮的重要组成部分。他的设计要求比较高,而在以前由于技术不发达,只是由普通车床加工而成,且齿轮座又是成批生产,所以生产的产品速度慢,精度低。然而随着社会的发展,技术的进步,数控机床已经逐步取代了普通车床加工。

三、技术要求:
齿轮座主要是放置齿轮的以便齿轮安装在传动轴上,使齿轮传动工作。
需要数控加工的部位和具体内容:包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等
齿轮座是一个回转零件,它的毛坯材料是铸铁,在毛坯加工前安排正火和调质处理,主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应力、改善材料的可切削性,提高综合力学性能,与轴配合其尺寸公差等级为IT7级,它的形状精度{圆度、圆柱度}应限制在直径公差范围之内,装配定位时的端面圆跳动和垂直度要求分别为:径向圆跳动和端面圆跳动公差为0.02mm,齿轮座与轴配合的粗糙度为0.8-,非配合的次要表面为3.2um。

四、说明书内容:
减速器的概述
2.1 减速器的原理
2.2 减速器的特点
2. 3 减速器的分类
减速器齿轮座加工工艺分析
3. 1 齿轮座的性能要求
3. 2  加工工艺的分析
3.3  机床选择   
3. 4 刀具选择
3. 5 零件装夹定位方式
3. 6 加工切削参数的设定
3. 7 加工顺序
数控加工
4. 1 数控编程
4. 2 数控加工坐标设定走刀方式
4. 3 程序校验
4. 4 加工
五、图表内容:

参考文献:
(1) 兰建设主编.机械制造工艺与夹具.北京:机械工业出版社
(2).王志平主编.数控编程与操作.北京;高等教育出版社,2003
(3)钱可强主编.机械制图.北京:高等教育出版社,2003
(4)扬黎明主编.机床夹具设计手册.北京:国防工业出版社,1996
(5)李正峰主编.数控加工工艺;上海交通大学出版社;2004
(6)栾学刚主编;机械设计基础;高等教育出版社;2003
(7)王茂元主编;金属切削加工方法与设备;高等教育出版社;2003
(8)管立志主编;工厂机械基础;云南人民出版社;1985
(9)戴生寅主编;机械基础;科学普及出版社,1982
(10)五金实用手册:上海科学技术出版社,上海,1989

一 前言

本次毕业设计主要是掌握机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法,了解机械加工工艺规程,熟悉工艺设计的全方法,程序运用,掌握数控编程,最后学会独立分析解决问题、编写(纂写)毕业设计说明书(论文)、查找参考资料的方法。
在数字化制造技术中,计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一,它直接面对加工对象和操作者,数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。数控机床是一种技术密度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控技术的发展与普及,现代企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量不断增加。
数控加工技术已广泛应用于模具制造业,如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等,其中数控铣削是复杂模具零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件,但要达到预期的加工效果,编制高质量的数控程序是必不可少的,这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程,而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简单的模具零件,通常采用手工编程的方法,对于复杂的模具零件,往往需要借助于CAM软件编制加工程序,如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。无论是手工编程或计算机辅助编程,在编制加工程序时,选择合理的工艺参数,是编制高质量加工程序的前提。

二 方案论证

(1) 查找资料

为了能够搞好毕业设计,我在网上查找了与自己设计有关的资料,也到书店找一写设计有关的书籍,帮助我更好的做好毕业设计,同时也让自己学到了更多的知识。

(2)分析零件情况

1)分析工件在本工序加工之前的情况:例如毛坯(半成品)的类型、材料、形状、形状结构的特点、尺寸、加工余量、基准面或孔等情况。
2)需要数控加工的部位和具体内容:包括待加工表面的类型、各项精度及技术要求、表面性质、各表面之间的关系等。
3)待加工零件的结构工艺性分析。
齿轮座的加工顺序为:φ110的外圆,φ75的外圆,φ65的外圆,φ38的内孔,加工φ62的内孔,最后加工4-φ8.5的螺纹孔。

(2) 装夹定位

机械加工时,为使工件的被加工表面获得规定的尺寸和位置要求,确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置过程,称为定位。在加工过程中,工件在各种力的作用下应当保持这一正确位置始终不变,这就需要夹紧。
工件夹紧时必须依据一定的基准,如设计基准,工艺基准(定位基准、测量基准、装配基准、工序基准)。工件的定位基准选择不仅影响加工表面的位置精度,而且对于零件各表面的加工顺序也有很大的影响。在起始工序中,只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准,这种基准称为粗基准,选择粗基准时,应重点考虑两个问题:一是保证主要加工面有足够而均匀的余量和各待加工表面有足够的余量;二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。具体选择选择原则是:
1) 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求,应选择不加工面。
2) 合理分配各加工面的余量。
3) 为了保证各加工面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量最小的面。
4) 为了保证重要加工面的余量均匀,应选择重要加工面。
5) 粗基准避免重复使用,在同一尺寸方向上用一次。
6) 选做粗基准的表面应平整光滑,要避开铸造飞边和铸造浇帽口、分型面、飞翅等缺陷。
在最终工序和中间工序,应采用已加工表面定位,称为精基准。选择精基准时重点是如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度、同时也要考虑装夹工件的方便,夹具结构简单。精基准的原则有:
1) 基准重合原则
2) 基准统一原则
3) 自为基准原则
4) 互为基准原则
工件在机床上的定位方法有:直接找正法、划线找正法、夹具安装法。其中在夹具上定位是一种常用的方法,常用的机床夹具有通用夹具和专用夹具。如车床的三爪自定心卡盘和铣床的平口台虎钳,齿轮座为回转轴类零件,所以其外型和轴内孔的加工用三爪自定心卡盘夹紧。

(4)机床与工艺设备的选择

机床与工艺设备是零件加工的物质基础,是加工质量和生产效率的重要保障。机床与工艺包括机械加工过程中所需的机床、夹具、量具、刀具等。机床和工艺设备的选择是制定工艺规程的一个重要环节,对零件加工的经济性也有重要影响。主要考虑以下因素:1)机床的技术规格要与被加工的工件尺寸相
适应。 2)机床的精度要与被加工的工件要求进度相适应。 3)机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相适应。 4)机床的选用应与自身的经济实力相适应。
齿轮座用数控车床SINMERIK-802C加工外型和轴内孔,其底座螺纹孔因车床加工困难,所以用SINMERIK-810D加工中心来加工。

(5)工艺装备设备的选择

(1)夹具的选择:单件小批量生产应尽量选用通用夹具和机床自带的卡盘、台虎钳和转台。大批量生产时,应采用高生产率的专用机床夹具,在推行计算机辅助制造,成组技术等新工艺或为提高生产效率时,应采用成组夹具、组合夹具。夹具的精度应与零件的加工精度相适应。
(2)刀具的选择:一般选用标准刀具,刀具选择时主要考虑加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、表面粗糙度、生产率和经济力等因素。在组合机床上加工时,由于机床按工序集中原则组织生产,考虑到加工质量和生产率的要求,可采用专用的复合刀具,这样可提高加工精度,生产率和经济效益。自动线和数控机床所使用的刀具应着重考虑其寿命期内的可靠性,加工中心机床所使用的刀具还应注意选择与其配套的刀夹和刀套。
齿轮座车床加工需要用的刀具为:外圆车刀、切断车刀、镗孔车刀。
齿轮座加工中心加工需要用的刀具为:φ2中心钻、φ8麻花钻、φ8.3扩孔钻、φ8.5的机用丝锥。
(3) 量具、检具和量仪的选择:主要依据生产类型和要检验的精度。对于尺寸误差,在单件小批量生产中,广泛采用通用量具,如游标卡尺、千分尺等。对于形位误差,在单件小批量生产中,一般采用白百分表和千分表等通用量具,大批量生产应尽量选择效率高的量具、检具和量仪,如各种量规、专用检验器具和测量仪器等。

(6)数控程序编制的步骤及说明
1.分析零件图样
2.确定加工工艺过程
拿到一张零件图纸后,首先对零件图纸进行分析,确定加工工艺过程,也即确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等),加工路线(如进给路线、对刀点,换刀点等)及工艺参数(如进给速度、主轴转速、切削速度及切削深度等)。
2.1 课题主要内容和要求:
(1) 编制数控加工齿轮座外形阶梯轴的程序,加工内容为Φ110、Φ75 和Φ65的阶梯轴,其次加工Φ38的轴内孔,Φ62的轴内孔,最后加工底座上4-Φ8.5的孔。
(2)程序的应用作出必要的说明
(3)列出所有通用量具名称、规格清单

2.2 研究方法、步骤和措施:
1. 查找资料:为了搞好毕业设计,我在图书馆和网上查阅了大量有关数控编程与加工工艺以及数控技术等各方面的资料。
2. 设计方案:在分析完零件图样以后,根据加工方案确定加工顺序,加工路线,装卡方法,选择刀具,工装以及切削用量等工艺参数的基础上开始编程。
3. 查找通用量具
根据毕业设计任务书的要求,我查阅《机械加工工艺手册》选择了所需要的通用量具的名称、规格清单(祥见工艺卡片)。根据需要填写在工艺卡片上。

4.数值计算
分别计算出要加工部分的具体尺寸,以及各加工部位的坐标位置。绝大部分数控系统都带有刀补功能,只需计算轮廓相邻几何元素的交点或切点的坐标值,得出各集合元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后,根据计算出的刀具轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作,结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段式化,逐段编写零件加工程序单,并输入CNC装置的存储器中。

5.编写程序单
加工路线,工艺参数及刀具运动轨迹的坐标值确定以后。编程人员可以根据数控系统具有的功能指令代码和程序段格式,编写加工程序单。必要时还应填写数控加工工序卡片,数控刀具卡片等有关工艺文件。根据加工工艺的要求编写了齿轮座的外形阶梯轴,加工外圆直径分别为Φ110、Φ75 和Φ65的阶梯轴,其次加工Φ38的轴内孔,内孔键槽45*12*4,掉头装夹加工Φ62的轴内孔,最后加工底座上4-Φ8.5的孔。

6.制作控制介质
制作控制介质就是把编好的程序单上的内容记录在控制介质即信息载体上,通过数控机床的输入装置,将信息载体上的数控加工程序输入机床数控装置。

7.校验控制介质
程序输入CNC后,为防止在加工过程中出现意外,通常需对加工程序进行校验,以检验加工程序的有效性。控制介质必须经过调试和实际切削运行后,才可以使用或保存。通常使用的调试方法是在数控机床上不安装工件而让数控机床空运行,观察运动轨迹是否正确。

三 文献综述

在数字化制造技术中,计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一,它直接面对加工对象和操作者,数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。数控机床是一种技术密度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控技术的发展与普及,现代企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量不断增加。
数控程序(数控加工程序)是数控机床加工中不可缺少的一部分,数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件,就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序,使其与普通机床相比具有更大的优势。数控机床对加工对象改型的适应性强,加工精度高,加工生产力高,减轻了操作者的劳动强度,能加工复杂型面,有利于生产管理的现代化,可向更高级的制造系统发展。
数控编程即数控机床加工程序的编制,它是数控机床使用中最重要的一个环节。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时,采用手工编程方便、经济。自动编程是计算机通过自动编程软件完成对刀具的运动轨迹的自动计算,自动生成加工程序并在计算机屏幕上动态地显示出刀具加工轨迹。对于加工零件形状复杂,特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时,采用自动编程。

四 进度安排

第1~5周 学生毕业实习,组织开题报告。
第6~8周 进行系统分析,完成毕业设计详细设计方案。
第9~11周 完成详细设计,绘制机械和电气草图。
第12~14周 完成机械和电气图纸设计。
第15周 进行图纸设计修改及完善;并向毕业设计答辩委员会提出答辩申请。
第16~17周 撰写毕业设计论文。
第18周 组织毕业设计答辩。

五 参考文献

(1) 兰建设主编.机械制造工艺与夹具.北京:机械工业出版社
(2).王志平主编.数控编程与操作.北京;高等教育出版社,2003
(3)钱可强主编.机械制图.北京:高等教育出版社,2003
(4)扬黎明主编.机床夹具设计手册.北京:国防工业出版社,1996
(5)李正峰主编.数控加工工艺;上海交通大学出版社;2004
(6)栾学刚主编;机械设计基础;高等教育出版社;2003
(7)王茂元主编;金属切削加工方法与设备;高等教育出版社;2003
(8)管立志主编;工厂机械基础;云南人民出版社;1985
(9)戴生寅主编;机械基础;科学普及出版社,1982
(10)五金实用手册:上海科学技术出版社,上海,1989

部分图纸
截图

针轮立式摇摆减速器齿轮座数控加工工艺设计







说明:
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