传动齿轮轴的加工工艺设计与编程
传动齿轮轴的加工工艺设计与编程[20200123161301]
日期： 2011年10月15日 【摘要】
本论文题目的传动齿轮轴的加工工艺与编程。齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高。齿轮轴零件的主要功能是支撑回转类零件、实现回转运动并传递转矩与动力。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。论文主要介绍了齿轮轴的加工工艺以及编程和Mastercam X仿真，加上图片使论文详细完整。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】齿轮轴；工艺分析；编程；仿真
引言 1
一、数控车床加工的概述 2
（一） 数控车床的组成及分类 2
（二） 数控机床的加工对象 2
（三）数控机床的加工特点 2
二、传统齿轮轴零件的工艺分析 2
（一）毛胚的选择 3
（二）加工阶段的划分 3
（三）加工基准的选择 4
（四）机床的选择 4
（五）刀具的选择 4
（六）切削用量的选择 5
（七）零件的装夹与夹具的选择 5
（八）加工工艺 6
三、Mastercam X仿真加工（数控车床加工） 7
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。
传动齿轮轴在现代工业中广泛应用。本论文介绍了传动齿轮轴的加工工艺与编程。主要包括对数控车床方面的介绍,以及加工过程中一些步骤细节,对此零件的加工整个过程和编程,此零件的加工过程中,选择材料对刀等工艺步骤都是很重要的,通过对这种典型的分析可以了解一般的齿轮轴的特性。
一、数控车床加工的概述
数控车床是一种高效率的数控加工设备，它的效率高于普通机床的2～3倍。数控车床加工自动化程度高，控制功能强，加工精度高，生产效率高。选择机床时应根据加工零件的外形及精度要求来选择。
（一） 数控车床的组成及分类
数控车床主体主要包括主轴箱、进给机构、导轨、刀架、床身、尾座等。这些是数控车床的主要机械结构部分数控车床的分类方法有很多种，按主轴位置分类：立式数控车床、卧式数控车床。按加工零件的基本类型分类：卡盘式数控车床、顶尖式数控车床。按刀架数量分类：单刀架数控车床、双刀架数控车床。按数控车床功能分类：简易数控车床、经济型数控车床、多功能数控车床、车削中心。
（二）数控机床的加工对象
1.轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件；
2.精度要求高的零件；
3.带特殊螺纹的回转体零件；
4.淬硬工件的加工。
（三）数控机床的加工特点
数控机床的加工特点是：精确，快速，适合批量生产,与操作者经验无关,生产效率高，可以加工形状复杂、精度要求高的零件，还有一些普通机床不能或不便加工的零件，装夹定为后能加工多道工序， 加工质量稳定，减轻者的操作劳动强
1.可以加工具有复杂型面的工具
2.加工精度高，质量稳定
3.生产率高
4.改善劳动条件
5.有利于生产管理现代化
二、传统齿轮轴零件的工艺分析
零件图的工艺分析
该零件的尺寸精度要求有Φ14 、Φ18 、Φ40 、Φ18 ，其中Φ18 要求比较高，所以加工方法就要更复杂，可以选择先粗加工，再半精加工，最后再精加工。达到尺寸的精度。
表面粗糙度要求比较高，所以选择刀具刀前角较小的刀具，进给速度慢的，主轴速度快点的加工。
根据图2-1所示，可以知道该零件需要掉头装夹，先加工右端，因为右端加工表面较长，所以先加工。
图2-1传动齿轮轴
图2-2 零件图
（一）毛胚的选择
该零件为典型的传动齿轮轴，用数控车床加工该零件的加工表面是由圆柱面，用铣床铣键槽、插齿，圆柱直径和键槽的精度的较高，零件的材料为45号钢。长度200mm，直径45mm的棒料。
（二）加工阶段的划分
轴加工过程中的各加工工序和热处理工序会影响加工误差和内应力，因此要划分加工阶段。轴加工划分为以下四个阶段。阶段一车削加工右端面：加工零件外形保证加工后尺寸不会变形；阶段二车削加工左端面：掉头加工，加工完成尺寸要求；阶段三用铣刀铣键槽；阶段四用辗成法加工齿轮：本齿轮轴利用齿轮插刀加工齿轮，如图2-4所示。
阶段一车削加工，主要包括：①毛坯处理：毛坯备料Φ45*200；②粗加工：车端面，粗车零件外形；③精加工：精车外形，切断保证零件总长。
阶段二车削加工，主要包括：①粗加工：车端面，粗车零件外形；②精加工：精车外形，车端面保证零件总长。
阶段三铣削加工，主要包括:用铣刀铣键槽。
阶段四，主要包括：用辗成法插齿刀进行插齿。
结合分析，整个轴的加工工艺过程，需要掉头装夹来车削加工阶段二，所以应先粗精加工完外形之后再切断，掉头装夹加工零件另一端外形，保证总体尺寸精度及公差范围。铣零件上的键槽和插齿。
（三）加工基准的选择
根据基准重合原则和基准统一原则，轴类零件的加工基准采用轴心定位，因为轴类零件个表面的设计基准都是轴线。
（四）机床的选择
确定加工零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能，合理选用数控车床满足零件的工艺要求。
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度 的要求来选择数控车床的控制精度 。根据可靠性来选择，可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新投入使用。选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。
图2-3 数控机床
所以车削加工的选择沈阳机床集团的CAK5085bi,如图2-3所示。铣削加工选择南京高腾技术有限公司的XK713。
（五）刀具的选择
在金属切削过程中，切削层金属在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性变形，刀具与工件、切屑之间挤压与摩擦使刀具切削部分产生很高的温度，在断续切削加工中还会受到机械冲击及热冲击的影响，加剧刀具的磨损，甚至使刀具破损，因此刀具切削部分的材料必须具备以下几个条件。
1. 较高的硬度和耐磨性。
2.根据零件材料的切削性能选择刀具。
日期： 2011年10月15日 【摘要】
本论文题目的传动齿轮轴的加工工艺与编程。齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高。齿轮轴零件的主要功能是支撑回转类零件、实现回转运动并传递转矩与动力。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。论文主要介绍了齿轮轴的加工工艺以及编程和Mastercam X仿真，加上图片使论文详细完整。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】齿轮轴；工艺分析；编程；仿真
引言 1
一、数控车床加工的概述 2
（一） 数控车床的组成及分类 2
（二） 数控机床的加工对象 2
（三）数控机床的加工特点 2
二、传统齿轮轴零件的工艺分析 2
（一）毛胚的选择 3
（二）加工阶段的划分 3
（三）加工基准的选择 4
（四）机床的选择 4
（五）刀具的选择 4
（六）切削用量的选择 5
（七）零件的装夹与夹具的选择 5
（八）加工工艺 6
三、Mastercam X仿真加工（数控车床加工） 7
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。
传动齿轮轴在现代工业中广泛应用。本论文介绍了传动齿轮轴的加工工艺与编程。主要包括对数控车床方面的介绍,以及加工过程中一些步骤细节,对此零件的加工整个过程和编程,此零件的加工过程中,选择材料对刀等工艺步骤都是很重要的,通过对这种典型的分析可以了解一般的齿轮轴的特性。
一、数控车床加工的概述
数控车床是一种高效率的数控加工设备，它的效率高于普通机床的2～3倍。数控车床加工自动化程度高，控制功能强，加工精度高，生产效率高。选择机床时应根据加工零件的外形及精度要求来选择。
（一） 数控车床的组成及分类
数控车床主体主要包括主轴箱、进给机构、导轨、刀架、床身、尾座等。这些是数控车床的主要机械结构部分数控车床的分类方法有很多种，按主轴位置分类：立式数控车床、卧式数控车床。按加工零件的基本类型分类：卡盘式数控车床、顶尖式数控车床。按刀架数量分类：单刀架数控车床、双刀架数控车床。按数控车床功能分类：简易数控车床、经济型数控车床、多功能数控车床、车削中心。
（二）数控机床的加工对象
1.轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件；
2.精度要求高的零件；
3.带特殊螺纹的回转体零件；
4.淬硬工件的加工。
（三）数控机床的加工特点
数控机床的加工特点是：精确，快速，适合批量生产,与操作者经验无关,生产效率高，可以加工形状复杂、精度要求高的零件，还有一些普通机床不能或不便加工的零件，装夹定为后能加工多道工序， 加工质量稳定，减轻者的操作劳动强
1.可以加工具有复杂型面的工具
2.加工精度高，质量稳定
3.生产率高
4.改善劳动条件
5.有利于生产管理现代化
二、传统齿轮轴零件的工艺分析
零件图的工艺分析
该零件的尺寸精度要求有Φ14 、Φ18 、Φ40 、Φ18 ，其中Φ18 要求比较高，所以加工方法就要更复杂，可以选择先粗加工，再半精加工，最后再精加工。达到尺寸的精度。
表面粗糙度要求比较高，所以选择刀具刀前角较小的刀具，进给速度慢的，主轴速度快点的加工。
根据图2-1所示，可以知道该零件需要掉头装夹，先加工右端，因为右端加工表面较长，所以先加工。
图2-1传动齿轮轴
图2-2 零件图
（一）毛胚的选择
该零件为典型的传动齿轮轴，用数控车床加工该零件的加工表面是由圆柱面，用铣床铣键槽、插齿，圆柱直径和键槽的精度的较高，零件的材料为45号钢。长度200mm，直径45mm的棒料。
（二）加工阶段的划分
轴加工过程中的各加工工序和热处理工序会影响加工误差和内应力，因此要划分加工阶段。轴加工划分为以下四个阶段。阶段一车削加工右端面：加工零件外形保证加工后尺寸不会变形；阶段二车削加工左端面：掉头加工，加工完成尺寸要求；阶段三用铣刀铣键槽；阶段四用辗成法加工齿轮：本齿轮轴利用齿轮插刀加工齿轮，如图2-4所示。
阶段一车削加工，主要包括：①毛坯处理：毛坯备料Φ45*200；②粗加工：车端面，粗车零件外形；③精加工：精车外形，切断保证零件总长。
阶段二车削加工，主要包括：①粗加工：车端面，粗车零件外形；②精加工：精车外形，车端面保证零件总长。
阶段三铣削加工，主要包括:用铣刀铣键槽。
阶段四，主要包括：用辗成法插齿刀进行插齿。
结合分析，整个轴的加工工艺过程，需要掉头装夹来车削加工阶段二，所以应先粗精加工完外形之后再切断，掉头装夹加工零件另一端外形，保证总体尺寸精度及公差范围。铣零件上的键槽和插齿。
（三）加工基准的选择
根据基准重合原则和基准统一原则，轴类零件的加工基准采用轴心定位，因为轴类零件个表面的设计基准都是轴线。
（四）机床的选择
确定加工零件的工艺要求、加工工件
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度
图2-3 数控机床
所以车削加工的选择沈阳机床集团的CAK5085bi,如图2-3所示。铣削加工选择南京高腾技术有限公司的XK713。
（五）刀具的选择
在金属切削过程中，切削层金属在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性变形，刀具与工件、切屑之间挤压与摩擦使刀具切削部分产生很高的温度，在断续切削加工中还会受到机械冲击及热冲击的影响，加剧刀具的磨损，甚至使刀具破损，因此刀具切削部分的材料必须具备以下几个条件。
1. 较高的硬度和耐磨性。
2.根据零件材料的切削性能选择刀具。
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