大模数齿轮的数字化加工【字数：11593】
摘 要本文首先对数字化加工的定义、意义、研究重点、研究状况进行了介绍；大模数齿轮因传动比精确，效率高，承载能力强和结构紧凑等优点，在大型传动、输送机械、工程机械、机床和国防工业等部门使用较多，因而大模数齿轮的加工显得尤为重要。本课题就是要求学生通过所学的专业知识，结合企业实际，研究大模数齿轮的数字化加工工艺，针对大模数齿轮的特点，对大模数齿轮的加工进行一个有效合理的数字化工艺设计，这样可以降低它的生产成本，提高它的生产效率和加工质量。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景和目的 1
1.2 课题国内外现状与趋势 1
1.2.1 国外加工技术的现状 1
1.2.2 国内加工技术的现状 2
1.2.3 数字化加工技术的发展趋势 2
1.3 课题的主要内容 2
2. 大模数齿轮加工高速切削工艺方案 3
2.1 齿轮基础选型 3
2.1.1 齿轮材料选型 3
2.1.2 车床选型 4
2.1.3 磨床选型 5
2.1.4 钻床选型 7
2.1.5 成型磨齿机选型 8
2.2 齿轮的加工装夹 8
2.3 刀具及切削用量的选型 9
2.3.1 刀具及切削用量概述 9
2.3.2 车刀刀具 10
2.3.3 铣刀粗加工刀具 10
2.3.4 铣刀半精加工刀具 11
2.3.5 铣刀精加工刀具 12
3. 大模数齿轮加工工艺过程 13
3.1 大模数齿轮加工工序 13
3.1.1 毛坯锻造 13
3.1.2 车床粗车车削 13
3.1.3 探伤 14
3.1.4 车床半精车车削 14
3.1.5 线切割齿形 15
3.1.6 铣削加工齿形 16
3.1.7 表面槽的粗铣 16
3.1.8 车床精车车削 17
3.1.9 表面槽的半精铣 18
3.1.10 喷丸处理 18
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3.1.11 齿形的磨削 18
3.1.12 端面的磨削 18
3.1.13 内孔的磨削 18
3.1.14 车削加工 19
3.1.15 表面槽的精铣 19
3.1.16 钻孔及检查 19
3.2 大模数齿轮的强度校核 19
3.2.1 轮齿的受力分析 19
3.2.2 轮齿齿根疲劳校核 19
3.3 大模数齿轮的安装 20
3.4 大模数齿轮的润滑 20
3.5 大模数齿轮的检测 20
4. 编写切削程序 21
4.1 主程序 21
4.1.1 主程序编程软件简介 21
4.1.2 铣刀粗加工程序 21
4.1.3 铣刀半精加工程序 22
4.1.4 铣刀精加工程序 23
4.2 子程序 24
5. 结论与展望 26
参考文献 27
致谢 28 1. 绪论
1.1课题的背景和目的
齿轮传动是目前实际应用中最多的一类传动形式，它的主要作用是更好的传递动力、方向，以高传动比保持齿轮传动和机械设备的稳定性。
随着工业发展水平的不断提高，大模数齿轮应用越来越广泛，齿轮是指可以通过连续啮合的方式，来传递运动方式和提供动力的机械零部件。于是大模数齿轮的数字化加工对加工工艺的要求也是相对比较高。
大模数齿轮的主要特点是其结构尺寸和承载能力都比较大。一定意义来说，模数越大，相对的齿轮的加工难度越大。具体表现为加工精度低，表面粗糙度差，影响齿轮的正常使用。目前，大模数、大直径齿轮的加工方法一般是采用普通滚齿机进行。存在着工效低、加工周期长、滚刀磨损快等不足。大型滚齿机、插齿机也需要单独定制，成本较高。
数字化加工制造在二十世纪六十年代左右被提出并大力发展使用，其在企业实际生产中的具体表现为车床数控化，利用数字化的编程来达到替代人工的作用。这样可以大大节省人工耗时，提高加工精度。
本课题是针对大模数齿轮的特点，对大模数齿轮的加工进行一个有效合理的数字化工艺设计，这样可以降低生产成本，提高生产效率和加工质量。目前大模数齿轮在工业实际使用中的比重越来越大，为了更好的为国家自动化程度提供最基础的技术支持，大模数齿轮的质量和精度在采煤机和其他机器中的应用显得尤为重要。一个承载强度大，高负荷运转的齿轮的加工制造，需要通过不断热处理、切削，才能逐渐提高它的稳定性。只有不断的优化大模数齿轮加工的工艺，选择更合适的材料与相对应符合加工要求的刀具，才能使机械设备实际使用这些大模数齿轮更为容易，齿轮作为机械零部件中传动比比较高的一种部件，优化其加工工艺使效率和质量整体提高上去，对现代工业自动化的发展也是不可或缺的。
1.2课题国内外现状与趋势
1.2.1国外加工技术的现状
二十世纪五十年代末，三坐标轴铣床的数控化实现了，来自美国麻省理工学院技术研究中心的工程师初步采用真空管电路作为数控机器零部件。1955年实现了数控机床的批量制造。1959年，美国建造出自动换刀的加工中心，更加奠定了美国在数字化加工制造方面的主导地位。目前来看，以美国、德国为主要代表的国家十分重视数字化技术的发展，他们想通过提高数字化制造技术来提升自身国力和提高自己国家的实体经济。美国现在大力建造有关数字化技术的研究所和工厂来提高自身制造力在世界舞台的竞争能力。许多欧美国家已经实现了数字化加工制造的普及。
1.2.2国内加工技术的现状
国内的数字化加工制造技术整体偏向三点：
起步晚，我国的数字化加工技术研究从二十世纪七十年代初，设计水平和设计理念需要加强。就目前来讲，发展空间和发展速度还是比较快的。
创新力度不够，大量的参数数据和生产设备参照国外过多，设备的功能性稍许单一，设备加工精度稍低。
技术瓶颈，国内现在在数字化加工领域一直在开发与应用，但是由于部分技术由欧美国家垄断，整体效率并没有质的提升。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景和目的 1
1.2 课题国内外现状与趋势 1
1.2.1 国外加工技术的现状 1
1.2.2 国内加工技术的现状 2
1.2.3 数字化加工技术的发展趋势 2
1.3 课题的主要内容 2
2. 大模数齿轮加工高速切削工艺方案 3
2.1 齿轮基础选型 3
2.1.1 齿轮材料选型 3
2.1.2 车床选型 4
2.1.3 磨床选型 5
2.1.4 钻床选型 7
2.1.5 成型磨齿机选型 8
2.2 齿轮的加工装夹 8
2.3 刀具及切削用量的选型 9
2.3.1 刀具及切削用量概述 9
2.3.2 车刀刀具 10
2.3.3 铣刀粗加工刀具 10
2.3.4 铣刀半精加工刀具 11
2.3.5 铣刀精加工刀具 12
3. 大模数齿轮加工工艺过程 13
3.1 大模数齿轮加工工序 13
3.1.1 毛坯锻造 13
3.1.2 车床粗车车削 13
3.1.3 探伤 14
3.1.4 车床半精车车削 14
3.1.5 线切割齿形 15
3.1.6 铣削加工齿形 16
3.1.7 表面槽的粗铣 16
3.1.8 车床精车车削 17
3.1.9 表面槽的半精铣 18
3.1.10 喷丸处理 18
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3.1.11 齿形的磨削 18
3.1.12 端面的磨削 18
3.1.13 内孔的磨削 18
3.1.14 车削加工 19
3.1.15 表面槽的精铣 19
3.1.16 钻孔及检查 19
3.2 大模数齿轮的强度校核 19
3.2.1 轮齿的受力分析 19
3.2.2 轮齿齿根疲劳校核 19
3.3 大模数齿轮的安装 20
3.4 大模数齿轮的润滑 20
3.5 大模数齿轮的检测 20
4. 编写切削程序 21
4.1 主程序 21
4.1.1 主程序编程软件简介 21
4.1.2 铣刀粗加工程序 21
4.1.3 铣刀半精加工程序 22
4.1.4 铣刀精加工程序 23
4.2 子程序 24
5. 结论与展望 26
参考文献 27
致谢 28 1. 绪论
1.1课题的背景和目的
齿轮传动是目前实际应用中最多的一类传动形式，它的主要作用是更好的传递动力、方向，以高传动比保持齿轮传动和机械设备的稳定性。
随着工业发展水平的不断提高，大模数齿轮应用越来越广泛，齿轮是指可以通过连续啮合的方式，来传递运动方式和提供动力的机械零部件。于是大模数齿轮的数字化加工对加工工艺的要求也是相对比较高。
大模数齿轮的主要特点是其结构尺寸和承载能力都比较大。一定意义来说，模数越大，相对的齿轮的加工难度越大。具体表现为加工精度低，表面粗糙度差，影响齿轮的正常使用。目前，大模数、大直径齿轮的加工方法一般是采用普通滚齿机进行。存在着工效低、加工周期长、滚刀磨损快等不足。大型滚齿机、插齿机也需要单独定制，成本较高。
数字化加工制造在二十世纪六十年代左右被提出并大力发展使用，其在企业实际生产中的具体表现为车床数控化，利用数字化的编程来达到替代人工的作用。这样可以大大节省人工耗时，提高加工精度。
本课题是针对大模数齿轮的特点，对大模数齿轮的加工进行一个有效合理的数字化工艺设计，这样可以降低生产成本，提高生产效率和加工质量。目前大模数齿轮在工业实际使用中的比重越来越大，为了更好的为国家自动化程度提供最基础的技术支持，大模数齿轮的质量和精度在采煤机和其他机器中的应用显得尤为重要。一个承载强度大，高负荷运转的齿轮的加工制造，需要通过不断热处理、切削，才能逐渐提高它的稳定性。只有不断的优化大模数齿轮加工的工艺，选择更合适的材料与相对应符合加工要求的刀具，才能使机械设备实际使用这些大模数齿轮更为容易，齿轮作为机械零部件中传动比比较高的一种部件，优化其加工工艺使效率和质量整体提高上去，对现代工业自动化的发展也是不可或缺的。
1.2课题国内外现状与趋势
1.2.1国外加工技术的现状
二十世纪五十年代末，三坐标轴铣床的数控化实现了，来自美国麻省理工学院技术研究中心的工程师初步采用真空管电路作为数控机器零部件。1955年实现了数控机床的批量制造。1959年，美国建造出自动换刀的加工中心，更加奠定了美国在数字化加工制造方面的主导地位。目前来看，以美国、德国为主要代表的国家十分重视数字化技术的发展，他们想通过提高数字化制造技术来提升自身国力和提高自己国家的实体经济。美国现在大力建造有关数字化技术的研究所和工厂来提高自身制造力在世界舞台的竞争能力。许多欧美国家已经实现了数字化加工制造的普及。
1.2.2国内加工技术的现状
国内的数字化加工制造技术整体偏向三点：
起步晚，我国的数字化加工技术研究从二十世纪七十年代初，设计水平和设计理念需要加强。就目前来讲，发展空间和发展速度还是比较快的。
创新力度不够，大量的参数数据和生产设备参照国外过多，设备的功能性稍许单一，设备加工精度稍低。
技术瓶颈，国内现在在数字化加工领域一直在开发与应用，但是由于部分技术由欧美国家垄断，整体效率并没有质的提升。
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