齿轮轴的工艺及NC编程
齿轮轴的工艺及NC编程[20200123161601]
日期： 2012年11月10日 【摘要】
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。齿轮轴具备高效率、结构紧凑和使用寿命长等等一系列有点，是通用机械特别是工程机传动中的重要零件之一。齿轮轴的加工材料、热处理、工艺过程的优化，对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要的意义。本文注重介绍齿轮轴的加工工艺及NC编程，着重实力，力图做到内容完整、详实。
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关键字:】齿轮轴,加工工艺,NC编程,MastercamX
引言 1
一、课题齿轮轴工艺分析 2
（一）、零件工艺性分析 3
(二)、数控车床的选用 4
（三）、零件材料的选择 4
(四）、刀具的选择 5
（五）、确定加工顺序及走刀路线 5
（六）、零件的装夹与夹具的选择 6
（七）、切削用量的选择 6
（八）、加工工序卡片 7
（九）、热处理工序的安排 8
（十）、NC编程 8
(十一)、Mastercam X 加工仿真 10
二、齿轮轴键槽铣加工 12
三、齿轮轴外圆磨削加工 13
四、齿轮的加工方法 14
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着我国数控技术以及机械材料等行业的迅猛发展，各种用途轴件需求量的日益增加，轴件与人们的生活越来越密切，而齿轮轴作为一种加工零件，成为其批量生产必不可少的工具。自改革开放以来，我国对机械行业的研究和在制造业方面呈现出一片前所未有的新气象，齿轮轴的运用十分广泛，为我国机械工业的发展做出了巨大贡献。
数控技术在制造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌焕然一新，通过毕业设计能让我们熟练掌握数控加工零件的编程技术。本文详细的论述了齿轮轴的工艺分析及NC编程。
齿轮轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽略的低位，它的数控加工工艺对于我们熟练掌握运用数控编程等相关技术有很大的帮助。为此我在所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对齿轮轴零件的数控加工等工艺作出阐述，希望通过对此设计能使我们再数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。
毕业设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次专业训练。我们在完成毕业设计的同时，也在培养、锻炼我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行数据处理，程序编写等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会。
其主要目的是：
1）培养综合分析本专业的一些问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。
2）培养树立正确的设计思维，掌握设计的程序、规范和方法的能力。
3）熟悉齿轮轴零件的加工工艺过程及NC编程，为以后从事相关的工作做好准备。
4）通过零件图、装配图的绘制，使我们进一步熟练使用AutoCAD的使用。熟悉和掌握我国相关的制图标准和要求。
5）培养调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度和工作方法。
一、课题齿轮轴工艺分析
齿轮轴指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。在我们生活中运用很是广泛。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。②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，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。齿轮轴的生活运用如下图1-1所示：
图1-1生活实例
本课题零件图如图1-2 所示：
图1-2 齿轮轴
通过对图1-2 齿轮轴的零件图的分析，具体的分析过程如下：
（一）、零件工艺性分析
图1-3 UG零件结构图
1.零件的结构功用分析
从受力分析可知，它受扭转一弯曲复合作用力，由于其承受中等负荷，工作又较平稳，冲击力较小，所以可采用优质碳素结构钢的45号钢，坯料用热轧圆钢。轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，一是因为处在高速级，其高速度是不适进行滑移变速的。齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，但是，在设计时，还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度（如刚性、挠度、抗弯等）
2.零件的技术条件分析
外圆尺寸精度： 根据图4-2分析可知尺寸有Φ40，Φ45，Φ50，Φ60，Φ128。外圆形状位置精度：有较高同轴度和圆跳度的精度要求。为了保证各表面的相对位置精度要求，应该以两端面为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。外圆表面质量精度：两段Φ50的表面质量要求Ra为0.8um, Φ40的外圆的表面质量要求Ra为1.6um，Φ60和Φ120的外圆左端面的表面质量要求Ra为3.2um，其余的Ra为12.5um。
3.零件的结构工艺性分析
轴的强度较高，形状比较简单，外轮廓尺寸较大，在轴径Φ40，Φ50，Φ60上开有键槽，轴的结构总体上较规则，在加工键槽时，采用专用夹具定位和夹紧，M128×1螺纹加工安排在半精加工后，精加工前进零件行。
(二)、数控车床的选用
本次加工最重要的机床是数控车床。数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床 ，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压 、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化 产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工 机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
图1-4 卧式数控车床
此次加工选用卧式数控机床。数控卧式车床主轴采用手动控制、机电一体化设计、外形美观、结构合理、用途广泛、操作方便，该机床可实现自动控制、能够车削加工多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面及公、英制螺纹、圆锥螺纹等工序，适合大批量生产。数控系统可配置标准RS232接口，因而机床可以进入DNC系统。数控卧式车床床身导轨采用超音频淬火、工艺、耐磨性强、精度高、主轴系统结构先进、转速平稳、具有较高的切削性能。纵、横向采用滚珠丝杆传动。动态响应优良、噪音低。数控卧式车床适用于机械类高等学院、中等专业学校实训之用，可对学员进行各种编程操作训练及实际加工培训。
日期： 2012年11月10日 【摘要】
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。齿轮轴具备高效率、结构紧凑和使用寿命长等等一系列有点，是通用机械特别是工程机传动中的重要零件之一。齿轮轴的加工材料、热处理、工艺过程的优化，对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要的意义。本文注重介绍齿轮轴的加工工艺及NC编程，着重实力，力图做到内容完整、详实。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】齿轮轴,加工工艺,NC编程,MastercamX
引言 1
一、课题齿轮轴工艺分析 2
（一）、零件工艺性分析 3
(二)、数控车床的选用 4
（三）、零件材料的选择 4
(四）、刀具的选择 5
（五）、确定加工顺序及走刀路线 5
（六）、零件的装夹与夹具的选择 6
（七）、切削用量的选择 6
（八）、加工工序卡片 7
（九）、热处理工序的安排 8
（十）、NC编程 8
(十一)、Mastercam X 加工仿真 10
二、齿轮轴键槽铣加工 12
三、齿轮轴外圆磨削加工 13
四、齿轮的加工方法 14
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
随着我国数控技术以及机械材料等行业的迅猛发展，各种用途轴件需求量的日益增加，轴件与人们的生活越来越密切，而齿轮轴作为一种加工零件，成为其批量生产必不可少的工具。自改革开放以来，我国对机械行业的研究和在制造业方面呈现出一片前所未有的新气象，齿轮轴的运用十分广泛，为我国机械工业的发展做出了巨大贡献。
数控技术在制造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌焕然一新，通过毕业设计能让我们熟练掌握数控加工零件的编程技术。本文详细的论述了齿轮轴的工艺分析及NC编程。
齿轮轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽略的低位，它的数控加工工艺对于我们熟练掌握运用数控编程等相关技术有很大的帮助。为此我在所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对齿轮轴零件的数控加工等工艺作出阐述，希望通过对此设计能使我们再数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。
毕业设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次专业训练。我们在完成毕业设计的同时，也在培养、锻炼我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行数据处理，程序编写等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会。
其主要目的是：
1）培养综合分析本专业的一些问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。
2）培养树立正确的设计思维，掌握设计的程序、规范和方法的能力。
3）熟悉齿轮轴零件的加工工艺过程及NC编程，为以后从事相关的工作做好准备。
4）通过零件图、装配图的绘制，使我们进一步熟练使用AutoCAD的使用。熟悉和掌握我国相关的制图标准和要求。
5）培养调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度和工作方法。
一、课题齿轮轴工艺分析
齿轮轴指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。在我们生活中运用很是广泛。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。②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，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。齿轮轴的生活运用如下图1-1所示：
图1-1生活实例
本课题零件图如图1-2 所示：
图1-2 齿轮轴
通过对图1-2 齿轮轴的零件图的分析，具体的分析过程如下：
（一）、零件工艺性分析
图1-3 UG零件结构图
1.零件的结构功用分析
从受力分析可知，它受扭转一弯曲复合作用力，由于其承受中等负荷，工作又较平稳，冲击力较小，所以可采用优质碳素结构钢的45号钢，坯料用热轧圆钢。轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，一是因为处在高速级，其高速度是不适进行滑移变速的。齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，但是，在设计时，还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度（如刚性、挠度、抗弯等）
2.零件的技术条件分析
外圆尺寸精度： 根据图4-2分析可知尺寸有Φ40，Φ45，Φ50，Φ60，Φ128。外圆形状位置精度：有较高同轴度和圆跳度的精度要求。为了保证各表面的相对位置精度要求，应该以两端面为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。外圆表面质量精度：两段Φ50的表面质量要求Ra为0.8um, Φ40的外圆的表面质量要求Ra为1.6um，Φ60和Φ120的外圆左端面的表面质量要求Ra为3.2um，其余的Ra为12.5um。
3.零件的结构工艺性分析
轴的强度较高，形状比较简单，外轮廓尺寸较大，在轴径Φ40，Φ50，Φ60上开有键槽，轴的结构总体上较规则，在加工键槽时，采用专用夹具定位和夹紧，M128×1螺纹加工安排在半精加工后，精加工前进零件行。
(二)、数控车床的选用
本次加工最重要的机床是数控车床。数控车
图1-4 卧式数控车床
此次加工选用卧式数控机床。数控卧式车床主轴采用手动控制、机电一体化设计、外形美观、结构合理、用途广泛、操作方便，该机床可实现自动控制、能够车削加工多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面及公、英制螺纹、圆锥螺纹等工序，适合大批量生产。数控系统可配置标准RS232接口，因而机床可以进入DNC系统。数控卧式车床床身导轨采用超音频淬火、工艺、耐磨性强、精度高、主轴系统结构先进、转速平稳、具有较高的切削性能。纵、横向采用滚珠丝杆传动。动态响应优良、噪音低。数控卧式车床适用于机械类高等学院、中等专业学校实训之用，可对学员进行各种编程操作训练及实际加工培训。
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