一种汽车变速箱数控编程与加工
一种汽车变速箱数控编程与加工[20200123164945]
日期： 【摘要】
变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。汽车变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱盖，前后端面支承孔用以安装传动轴，实现其变速功能。
正因为变速箱箱体的加工要求较高，所以变速箱的加工需要一台高精密的机床去加工，加工中心是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,掌握加工中心的加工编程技术尤为重要。因此本文对汽车变速箱的数控加工以及编程进行了阐述，内容包括加工汽车变速箱的刀具及零件材料、汽车变速箱的数控加工工艺、夹具，另外对本课题项目进行了综合分析并编程。
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关键字:】变速箱；数控加工工艺；数控编程
引言 1
一、 加工零件简介分析 2
(一) 加工零件图纸及简介 2
(二) 设备选择 3
(三) 零件的材料及性能 4
(四) 刀具材料、性能 4
(五) 本课题加工刀具介绍 5
(六) 夹具选择确定装夹方案 6
二、 数控加工参数确定与工艺安排 7
(一) 选择加工方案 7
(二) 零件的工艺顺序 7
(三) 确定进给路线 7
(四) 切削用量选择 8
(五) 数控加工工序卡片 9
三、 UG的建模、仿真加工与数控程序 10
(一) UG的建模 10
(二) 仿真加工 10
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
此次我对对汽车变速箱进行数控加工，就是在对工件进行加工前事先在计算机上编写好程序，再将这些写好的程序输入到使用计算机程序控制的机床进行指令性加工，或者直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。加工的过程包括：走刀，换刀，变速，变向，停车等，都是自动完成的。数控加工是现代模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分广泛，因此我认为掌握数控编程尤为重要。
一、 加工零件简介分析
(一) 加工零件图纸及简介
本课题加工零件为一单件。
加工难点：需多次装夹，对基准，保证相对隔空的同轴度，内孔的圆度。
本课题加工零件如图1-1
图1-1零件图
(二) 设备选择
1. 选择加工中心的原因
在加工中心上加工可一次性完成零件加工所需工序，无需更换机床，避免了更换设备带来的误差。
在加工中心上可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间，提高了加工的效率。
加工中心定位精度高，重复定位快，此零件对位置度的要求较高，加工中心可以保证加工的精度。
课题使用加工中心实体图如图1-2
图1-2加工中心实体图
(三) 零件的材料及性能
常用的金属材料有铁、铜、铝、锰、镍、钛、铅、锡和锌以及这些金属的合金（如钢、黄铜和青铜）它们具有金属性质如光泽、导热性和导电性；有较好的塑性；并且，有些金属还有较好的磁性。
该零件材料为灰铸铁HT200，其性能为：
1. HT200的抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，所以主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
2. HT200耐磨性比较好。耐磨性和含碳量有关，含碳量越高耐磨性越好，铸铁的含碳量是2%~4%
(四) 刀具材料、性能
1. 刀具常用材料及性能：
1) 高速钢是含有W、Mo、Cr、V等合金元素较多的工具钢，俗称白钢、风钢
（1）普通高速钢（W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等）具有一定的硬度和耐磨性，较高强度和韧性，较好的塑性，可制造各种刀具，尤其是复杂刀具。
（2）高性能高速钢是在普通高速钢内增加C和V的含量和添加Co、Al 等合金元素。它可进一步提高耐热性和耐磨性。
2) 硬质合金含有大量金属碳化物（Wc、TiC等），其硬度、熔点都很高，化学稳定性也好。因此硬度可达89~93HRA，在800~1000℃时仍能进行切削，允许切削速度为100m/min，但抗弯强度和冲击韧度较差。
（1）YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。其抗弯强度、冲击韧度好，故可减少崩刃，它又具有较好的导热性，切削热传出快，可降低刀尖温度，但它的耐热性差不宜采用较高的切削速度。
（2）YT类硬质合金适用于加工塑性材料如钢料等。加工该类材料时摩擦严重，切削温度高。它具有较高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐热性，在高速切削钢料时，刀具磨损小，寿命长。低速切削时，因韧性差，易崩刃，不如YG类硬质合金好。
（3）YW类综合性能较好，除了可加工铸铁、有色金属和钢料外，主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
除此之外，还有一些高性能、价格比较昂贵的材料，如：陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具等等。
(五) 本课题加工刀具介绍
本课题零件材料为HT200，一般粗加工时车削量较大,而且材料比较硬,刀具要选韧性较好的刀具材料，本课题选用刀具类别如下：
1. 普通立铣刀
有高速钢和硬质合金两种，适于加工较小平面。应用：铣沟槽、螺旋槽及各种孔，铣阶台平面、侧面及内外曲面。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；
日期： 【摘要】
变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。汽车变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱盖，前后端面支承孔用以安装传动轴，实现其变速功能。
正因为变速箱箱体的加工要求较高，所以变速箱的加工需要一台高精密的机床去加工，加工中心是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,掌握加工中心的加工编程技术尤为重要。因此本文对汽车变速箱的数控加工以及编程进行了阐述，内容包括加工汽车变速箱的刀具及零件材料、汽车变速箱的数控加工工艺、夹具，另外对本课题项目进行了综合分析并编程。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】变速箱；数控加工工艺；数控编程
引言 1
一、 加工零件简介分析 2
(一) 加工零件图纸及简介 2
(二) 设备选择 3
(三) 零件的材料及性能 4
(四) 刀具材料、性能 4
(五) 本课题加工刀具介绍 5
(六) 夹具选择确定装夹方案 6
二、 数控加工参数确定与工艺安排 7
(一) 选择加工方案 7
(二) 零件的工艺顺序 7
(三) 确定进给路线 7
(四) 切削用量选择 8
(五) 数控加工工序卡片 9
三、 UG的建模、仿真加工与数控程序 10
(一) UG的建模 10
(二) 仿真加工 10
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
此次我对对汽车变速箱进行数控加工，就是在对工件进行加工前事先在计算机上编写好程序，再将这些写好的程序输入到使用计算机程序控制的机床进行指令性加工，或者直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。加工的过程包括：走刀，换刀，变速，变向，停车等，都是自动完成的。数控加工是现代模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分广泛，因此我认为掌握数控编程尤为重要。
一、 加工零件简介分析
(一) 加工零件图纸及简介
本课题加工零件为一单件。
加工难点：需多次装夹，对基准，保证相对隔空的同轴度，内孔的圆度。
本课题加工零件如图1-1
图1-1零件图
(二) 设备选择
1. 选择加工中心的原因
在加工中心上加工可一次性完成零件加工所需工序，无需更换机床，避免了更换设备带来的误差。
在加工中心上可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间，提高了加工的效率。
加工中心定位精度高，重复定位快，此零件对位置度的要求较高，加工中心可以保证加工的精度。
课题使用加工中心实体图如图1-2
图1-2加工中心实体图
(三) 零件的材料及性能
常用的金属材料有铁、铜、铝、锰、镍、钛、铅、锡和锌以及这些金属的合金（如钢、黄铜和青铜）它们具有金属性质如光泽、导热性和导电性；有较好的塑性；并且，有些金属还有较好的磁性。
该零件材料为灰铸铁HT200，其性能为：
1. HT200的抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，所以主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
2. HT200耐磨性比较好。耐磨性和含碳量有关，含碳量越高耐磨性越好，铸铁的含碳量是2%~4%
(四) 刀具材料、性能
1. 刀具常用材料及性能：
1) 高速钢是含有W、Mo、Cr、V等合金元素较多的工具钢，俗称白钢、风钢
（1）普通高速钢（W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等）具有一定的硬度和耐磨性，较高强度和韧性，较好的塑性，可制造各种刀具，尤其是复杂刀具。
（2）高性能高速钢是在普通高速钢内增加C和V的含量和添加Co、Al 等合金元素。它可进一步提高耐热性和耐磨性。
2) 硬质合金含有大量金属碳化物（Wc、TiC等），其硬度、熔点都很高，化学稳定性也好。因此硬度可达89~93HRA，在800~1000℃时仍能进行切削，允许切削速度为100m/min，但抗弯强度和冲击韧度较差。
（1）YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。其抗弯强度、冲击韧度好，故可减少崩刃，它又具有较好的导热性，切削热传出快，可降低刀尖温度，但它的耐热性差不宜采用较高的切削速度。
（2）YT类硬质合金适用于加工塑性材料如钢料等。加工该类材料时摩擦严重，切削温度高。它具有较高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐热性，在高速切削钢料时，刀具磨损小，寿命长。低速切削时，因韧性差，易崩刃，不如YG类硬质合金好。
（3）YW类综合性能较好，除了可加工铸铁、有色金属和钢料外，主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
除此之外，还有一些高性能、价格比较昂贵的材料，如：陶瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具等等。
(五) 本课题加工刀具介绍
本课题零件材料为HT200，一般粗加工时车削量较大,而且材料比较硬,刀具要选韧性较好的刀具材料，本课题选用刀具类别如下：
1. 普通立铣刀
有高速钢和硬质合金两种，适于加工较小平面。应用：铣沟槽、螺旋槽及各种孔，铣阶台平面、侧面及内外曲面。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；
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