數控技術畢業(yè)設計（論文）減速器傳動軸的加工

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1、河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 論 文 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 Henan Polytechnic Institute 畢業(yè)設計（論文） 需工藝規(guī)程及圖紙等，QQ153893706 題 目＿減速器傳動軸的加工＿ 班 級 ＿數控0706＿＿＿＿ 姓 名＿＿＿＿＿ 指導教師＿＿＿＿＿＿ 摘 要 隨著機電一體化的加工技術的迅猛發(fā)展，數控機床的應用已日趨普及，機械制造業(yè)正在越來越多地采用數控技術來改善其生產加工方式，社會對其相應技術人才的需求也越來越

2、高．減速機利用齒輪的速度轉換器將電機的回轉數減速到所需要的回轉數，它主要是一種動力傳達的機構。在當前用于傳遞動力與運動的機構中，減速機的應用非常廣泛，可以說，幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到其蹤影。從大動力的傳輸工作到小負荷、精確的角度傳輸都可以見到減速機的身影，而且在工業(yè)的應用上，減速機具有減速及增加轉矩的功能，因此減速機廣泛用在速度與扭矩的轉換設備中。減速機的功用主要有兩個方面：一是降速同時提高輸出的扭矩，扭矩的輸出比列按電機的輸出乘以減速比，但不能超出減速機的額定扭矩;二是減速同時降低負載的慣量，慣量的減少是減速比的平方，一般情況下電機都有一個慣量值。因此，本人概述了軸類典型零件的加

3、工工藝及加工方案，通過自己所學專業(yè)知識和實際加工經驗并把數控機床與普通機床合理的結合在一起，更好的應用到實際當中． 　　本次畢業(yè)設計主要的內容是對于減速機輸出軸的加工采用數控車床C616A進行加工，采用線切割技術把毛坯切好進行熱處理，再用車床進行粗加工，先把軸的端面車好，留下一定的余量，對加速軸的兩外端進行倒角。接著對鍵槽用銑刀進行半精加工，最后用C616A數控車床進行精加工磨砂保證亮端面的平行度偏差不超過0.1，外圓的尺寸保證在φ68。讓各部位尺寸都達到標準。 　　關鍵詞： 機械加工 數控加工 加工工藝 　　 目 錄 摘要……………………………

4、……………………………………………………..2 1 緒論……………………………………………………………………………….4 2 數控加工工藝與分析…………………………………………………………….5 3 刀具的選擇………………………………………………………………………12 4 輸出軸類零件加工……………………………………………………………….13 5 輸出軸的毛坯，材料及熱處理………………………………………………15 6 輸出軸的加工工藝……………………………………………………………….17 7 切削用量選擇………………………………………………………………….…19 8 輸出軸的加

5、工…………………………………………………………………….21 9 展望……………………………………………………………………………….24 結束語……………………………………………………………………………….25 參考文獻…………………………………………………………………………….26 1緒論 1.1數控起源與發(fā)展 　　1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎。 　　6年后，

6、即在1952年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數控機床。從此，傳統(tǒng)機床產生了質的變化。近半個世紀以來，數控系統(tǒng)經歷了兩個階段和六代的發(fā)展。 1.1.1數控（NC）階段（1952～1970年） 　　早期計算機的運算速度低，對當時的科學計算和數據處理影響還不大，但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數字邏輯電路"搭"成一臺機床專用計算機作為數控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數控（HARD-WIRED NC），簡稱為數控（NC）。隨著元器件的發(fā)展，這個階段歷經了三代，即1952年的第一代--電子管；1959年的第二代--晶體管；1965年的第三代--小規(guī)模集成電路。 1.1.2計算機

7、數控（CNC）階段（1970年～現(xiàn)在） 　　到1970年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產。于是將它移植過來作為數控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數控（CNC）階段（把計算機前面應有的"通用"兩個字省略了）。到1971年，美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件--運算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSOR），又可稱為中央處理單元（簡稱CPU）。 到1974年微處理器被應用于數控系統(tǒng)。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕（故當時曾用于控制多臺機床，稱之為群控），不如采用微處理器經濟合理。而且當時的小

8、型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結構來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算機數控。 　　到了1990年，PC機（個人計算機，國內習慣稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數控系統(tǒng)核心部件的要求。數控系統(tǒng)從此進入了基于PC的階段。 　　總之，計算機數控階段也經歷了三代。即1970年的第四代--小型計算機；1974年的第五代--微處理器和1990年的第六代--基于PC（國外稱為PC-BASED）。 　　還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數控（即CNC）了，而我國仍習慣稱數控（NC）。所以我們日常講的"數控"，實質上已是指

9、"計算機數控"了。 1.2 國內數控機床量的現(xiàn)狀 　　近年來我國企業(yè)的數控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數控機床中，除少量機床以FMS模式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001年，我國機床工業(yè)產值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元，消費額比上一年增長25%。但由于國產數控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢，2001年進口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長27.3%。　

10、目前，中國機床工業(yè)廠多人眾。2000年，金切機床制造廠約358家(20.6萬人)，成形機床制造廠191家(約6.5萬人)，共計549家(27.1萬人)。其中生產數控金切機床的約150家，生產數控成形機床的約30家，共計約180家，占廠家總數的1/3。2001年金切機床產量19.2萬臺內數控金切機床1.752萬臺，約占9%。 2數控加工工藝與分析 所謂數控加工工藝，就是采用數控機床加工零件的一種方法。在數控機床上加工零件，首先要考慮的是工藝問題。數控機床加工工藝與普通機床加工工藝大體相同，只是數控機床加工的零件通常相對于普通機床加工的零件要復雜的多，而且數控機床具備一些普通機床所不可能

11、實現(xiàn)的功能。為了充分發(fā)揮數控機床的 優(yōu)勢，必須熟悉其性能，掌握其特點及使用方法，并在編程前正確的制定加工工藝方案，進行工藝設計并優(yōu)化后再進行編程。 2.1 數控加工工藝主要包括以下內容： 　　1） 選擇并確定數控加工的零件和內容 　　2） 零件圖紙的數控加工工藝分析 　　3） 數控加工工藝設計 　　4） 零件圖形的數學處理 　　5） 數控程序編制 　　6） 程序的輸入校驗與修改 　　7） 首件加工及現(xiàn)場問題的處理 　　8） 數控加工專用技術文件的定型與歸檔 2.2 數控加工的工藝特點 　　數控加工與傳統(tǒng)加工在許多方面遵循的原則基本上是一致的。但數控加工自動化程度高、控制

12、功能強、設備費用高，因此也就相應形成了數控加工工藝的自身特點： 2.2.1 數控加工的工藝內容十分具體 在傳統(tǒng)通用機床上進行單件小批加工時，一些具體的工藝問題，如工序中各工步的劃分安排，刀具的形狀、材料、走刀路線，切削用量等很大程度上都是由操作工人根據自己的經驗習慣自行考慮確定的，一般無需工藝人員在設計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定。而在數控加工時，上述這些具體的工藝問題，不僅成為數控工藝設計時必須考慮的內容，而且還必須作出正確的選擇并編入加工程序中。也就是說，在傳統(tǒng)加工中由操作工人在加工中靈活掌握，并可適時地調整許多具 體工藝問題和細節(jié)，在數控加工時就轉變成編程人員必須事先設計和安排的內容。

13、 2.2.2 數控加工的工藝工作十分嚴密 　　在傳統(tǒng)通用機床加工時，操作者可根據加工中出現(xiàn)的問題，適時靈活地進行人為調整，以適應實際加工情況。數控加工是按事先編制好的程序自動進行的，在不具備完善的診斷與自適應功能等的情況下，一旦出現(xiàn)故障或事故將可能導致其進一步擴大化。因此，自動化加工必須周密考慮每個細微環(huán)節(jié)，避免故障或事故的產生。例如鉆小孔或小孔攻絲等容易出現(xiàn)斷鉆或斷絲錐情況，工藝上應采取嚴密周到的措施，盡可能避免出現(xiàn)差錯。又如零件圖形數學處理的結果將用于編程，其正確性將直接影響最終的加工結果。 2.2.3 工序相對集中數控機床通常載有刀庫（加工中心）或動力刀架（車削中心）等，并具有立臥

14、主軸或主軸能實現(xiàn)立臥轉換，可以完成自動換刀從而實現(xiàn)工序復合，即在一臺機床上可完成不同加工面的銑、擴、鉸、鏜、攻絲等，實現(xiàn)工序的高度集中。 2.3 數控加工工藝設計的主要內容 　　數控加工工藝設計是對工件進行的數控加工前期工藝準備工作，必須在程序編制以前完成。只有在工藝方案確定后，編程才有依據。實踐證明，工藝設計考慮不周是造成數控加工出錯的主要原因之一。因為工藝設計的差錯，往往造成后續(xù)工作的困難，有時甚至要推倒重來。因此，編程前，一定要把工藝設計工作做的盡可能細致，周到。 　　數控加工工藝設計主要包括下列工作內容： 　1） 根據數控加工適應性，選擇并確定零件的數控加工內容 　2） 對零

15、件進行數控加工的工藝性分析 　3） 數控加工工藝路線設計擬訂 　4） 數控加工工序設計 　5） 數控加工專用技術文件的編寫 2.4 數控加工工藝設計 數控加工工藝設計原則與內容在許多方面與相應的普通加工工藝相同。只是由于數控加工的一些特點，帶來了一些新的不同內容。下面對這些不同點進行簡 要介紹。 2.4.1 學則并確定零件數控加工的內容 　　數控機床有其一系列的優(yōu)點，但價格昂貴，加上消耗大，維護費用高，導致加工成本的增加。因此從技術和經濟等角度出發(fā)，對于某個零件來說，并非全部加工工藝過程到適合在數控機床上進行，而往往只選擇其中一部分內容采用數控加工。因此，必須對零件圖紙進行詳細

16、的工藝分析，選擇那些適合而需要進行數控加工的內容和工序進行數控加工。工作中應注意結合本單位實際和社會協(xié)作情況，立足與解決難題，攻克關鍵和提高生產率，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)勢。一般按以下原則順序考慮選擇。 ?、?普通機床無法加工的內容優(yōu)先 　② 普通機床加工困難，質量難以保證的內容作為重點 ?、?普通機床加工效率低，勞動強度大的內容作為平衡 　　上述這些加工內容采用數控加工后，在產品質量，生產率及綜合經濟效益等方面一般都會得到明顯提高。 　相比之下，下列一些加工內容則不宜采用數控加工 　① 需要通過較長時間占機調整的加工內容，如一毛坯采用劃線定位裝夾來加工的工序 　② 必須按專用工裝

17、協(xié)調的孔及其他加工內容 ?、?不能在一次安裝中加工完成的其他部位 　　此外在選擇正確加工內容時，還要選擇生產批量，生產周期，工序間周轉情況等。盡量做到合理，以充分發(fā)揮數控機床的優(yōu)勢，達到多，快，好，省的目的。 2.4.2 選擇數控加工方法 ?、?旋轉體類零件的加工。這類零件采用數控車床或數控磨床進行加工。通常車削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，編程時，粗的加工路線往往是考慮的主要問題。 　②孔系零件加工?？紫盗慵话悴捎勉@、鏜、鉸等工藝，其尺寸精度主要由刀具保證，而位置精度主要由機床或夾具導向保證。數控機床一般不采用夾具導向進行孔系加工，而是直接依靠數控機床的坐標控制功

18、能滿足孔間的位置精度要 求。這類零件通常采用數控鉆、鏜、銑類機床或加工中心進行加工。從功能上講，數控銑床或加工中心覆蓋了數控鉆、鏜床，而用于機械行業(yè)的純金屬切削類數控鉆床作為商業(yè)化產品幾乎沒有生存空間。目前，對于一般單工序的簡單孔系加工，通常采用數控銑或數控鏜床進行加工；而對于復合工序的復雜孔系加工，一般采用加工中心在一次裝夾下，通過自動換刀依次進行加工。 　③平面或曲面輪廓零件的加工。這類零件需要兩坐標聯(lián)動或三坐標聯(lián)動插補才能進行加工，通常在數控銑床或加工中心上進行?，F(xiàn)代數控銑床類系統(tǒng)一般都具備三軸插補功能。對于復雜曲面的加工往往還要增加控制軸才能進行加工。 ?、芮嫘颓涣慵募庸ぁ?/p>

19、于一些模具型腔類零件，其表面復雜且不規(guī)則，表面質量及尺寸精度要求較高。當零件材料硬度不高時，通常采用數控銑床進行加工。當零件材料硬度很高時，在淬火前進行粗銑，留一定余量在淬火后以電火花成型機加工。隨著數控機床技術的發(fā)展，高速銑削技術的推廣，高硬度模具的加工已經逐步由高速銑削加工來實現(xiàn)，即在淬火前進行粗銑，淬火后進行高速精銑，從而不僅使得模具加工精度高，效率高，周期短，而且模具壽命有較大的提高。 2.5 數控加工工藝分析 　　數控加工工藝性分析設計面很廣，再此僅從數控加工的可能性和方便性兩方面進行考慮。 2.5.1 零件尺寸標注是否合編程方便原則 ?、?零件圖尺寸標注應適應數控加工的特點

20、 　　在數控加工的零件圖上，最好以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種方法既便于編程，也便于尺寸間的相互協(xié)調，在保持設計基準，工藝基準，測量基準與編程原點設置一致性方面帶來很大的方便。由于零件設計人員在標注尺寸時，一般較多從零件的功能作用及裝配關系方面考慮，實際圖紙上往往會出現(xiàn)局部分散的尺寸標注形式，這就會給數控編程加工帶來許多不便。通常將局部分散的標注尺寸換算成同一基準集中引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注方法。 ?、?構成輪廓的幾何元素的條件應充分而不矛盾。 在手工編程中，要計算每個節(jié)點的坐標；在自動編程中，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此，在編程時必須充分掌握零件輪廓

21、的幾何要素間 的相互關系，分析所給條件是否充分。如圓弧與直線、圓弧與圓弧間的連接是否相切必須明確而不能含糊或自相矛盾等。由于設計人員在設計過程中考慮不周等原因，難免會出現(xiàn)參數不全或不明及自相矛盾的情況。此時應與設計人員溝通協(xié)商解決。 2.5.2 零件各加工部位的結構工藝性是否符合數控加工的特點 ?、?零件的內腔與外形在滿足使用要求的前提下，最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，從而可以減少刀具規(guī)格和換刀次數、簡化編程、提高加工效率。 ?、?內槽圓角的大小決定了加工刀具的最大直徑，因而內槽圓角半徑不能過小。 ?、?零件底平面銑削時，槽底圓角半徑不應過大。因為槽底圓角半徑不應過大，將致使銑刀圓角

22、過大，而銑刀端刃銑削平面的寬度就越小，加工表面的能力就越差，工藝性越差。 ?、?采用統(tǒng)一的基準定位。在加工中，若沒有統(tǒng)一的定位基準，無法保證加工后各表面相對位置的準確性。工件重新安裝時，會因基準不重合而導致加工后不同表面上輪廓位置及尺寸的不協(xié)調。通常要求零件上最好有合適的孔作為定位基準。若沒有設置工藝孔。如選擇零件上的某次要孔作為工藝孔，將其加工精度提高后作為定位孔。必要時，可在零件上增加工藝凸耳，并在其上作出工藝孔作為后續(xù)加工的定位基準，加工完成后視實際情況考慮是否將其切除。 　　此外，通常還要分析零件所要求的加工精度，包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等是否合適并能否得到保證，有無引起

23、矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2.6數控加工工藝路線設計 2.6.1 工序的劃分 　　數控機床加工零件，工序一般相對比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應根據零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數控機床上完成整個零件的加工工作，若不能則應決定其中哪一部分在數控機床上加工，哪一部分在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式。 　① 按零件裝夾定位方式劃分工序。由于每個零件結構形狀不同，各表面的技 術要求也有所不同，故加工時其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內形定位，加工內形時又以外形定位，因而可根據定位方式的不同來劃

24、分工序。 ?、?按粗、精加工劃分工序。根據零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗后精。此時，可用不同的機床或不同的刀具進行加工。對于剛性差的工件，便于穿插時效、校正工序或調整加緊力。通常在一次裝夾中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后再加工零件的其他表面，而是應先切除整個零件各加工面的大部分余量。再將其表面精加工一遍，以保證加工精度和表面粗糙度要求。 　③ 按所用刀具劃分工序。為了減少換刀次數、壓縮空程時間、減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工

25、其他部位。在專用數控機床和加工中心中常采用這種方法。 2.6.2 工步的劃分 　　工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內又細分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則。 ?、?同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。 　② 對于既有銑面又有鏜孔的零件可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的加工精度。因為銑削時切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，可減少有變形引起的對孔的精度的影響，并避免孔口產生毛刺

26、。 ?、?按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數，提高加工效率。 　　總之，工序與工步的劃分要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。 2.6.3 加工順序的安排 加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要 來考慮，重點是保證定位夾緊時工件的剛性和有利于保證加工精度。加工順序安排一般應按下致電原則進行。 ?、?上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。 ?、?先進行外型加工工序，后進行內型加工工序。 　③ 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重復定位次數（有色金屬零件

27、尤其重要），換刀次數與挪動壓緊元件次數。 　④ 在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。 2.6.4 數控加工工序與普通工序的銜接 　　數控加工的工藝路線設計常常僅是幾道數控加工工藝過程，而不是反映毛坯到成品的整個工藝過程。由于數控加工工序常常穿插于零件加工的整個工藝過程中間，在工藝路線設計中應使之與整個工藝過程協(xié)調，因此必須建立相互狀態(tài)要求，如留多少加工余量、定位面與定位孔的精度要求及形位公差、對校形工序的技術要求、對毛坯的熱處理狀態(tài)要求等。目的是達到相互能滿足加工需要，且質量目標及技術要求明確，交接驗收有依據。 　　數控加工工藝路線設計是下一步工序設計的基礎

28、，其設計的質量會直接影響零件的加工質量與生產效率。設計工藝路線時應對零件圖、毛坯圖認真消化，結合數控加工的特點靈活運用普通加工工藝的一般原則，盡量把數控加工工藝路線設計行更合理一些。 3刀具的選擇 刀具壽命與切削用量有密切關系．在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據優(yōu)化的目標而定．一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據單件工時最少的目標確定，后者根據工序成本最低的目標確定． 3.1 據刀具復雜程度，制造和磨刀成本來選擇。 復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些．對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切

29、削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般?。保怠常胺昼姡? 對于裝刀，換刀和調刀比較復雜的多元機床，組合機床與自動化加工刀具， 刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性；車間內某一工序的生產率限制了整個車間車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些；當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支較大時，刀具壽命也應選得低些；大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定；與普通機床加工方法相比，數控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，段屑和排屑性能好，同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數空機

30、床高效率的要求。數控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料，并使用可轉位刀片。 3.2 根據數控車削車刀的不同類型來選擇。 數控車削車刀常用的一般分為成型車刀，尖型車刀，圓弧形車刀三類．成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定．數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀，非矩形車槽刀和螺紋刀等．在數控加工中，應盡量少用或不用成型車刀；尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀．這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如９０度內外圓車刀，左右端面車刀，切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀．尖形車刀幾何參數（主要是幾何角度）的選擇方法

31、與普通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點（如加工路線，加工干涉等）進行全面考慮，并應兼顧刀尖本身的強度；三是圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀．該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀尖點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上．圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接的成型面．選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉，該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞． 根據我本人這次加工的零件我選用的刀具有以下幾種：45端面車刀90外圓車

32、刀，φ10銑刀，φ8銑刀，切斷刀。 3.3銑床 用臺虎鉗裝夾工件 先劃出鍵槽的具體位置，再分別用Φ75和Φ75的槽刀銑出兩槽，鍵槽的深度比實際的尺寸深0.2mm左右，待磨削加工。 4輸出軸的加工 4.1 實踐目的與要求 掌握輸出軸類零件的結構特點，掌握輸出軸類機械加工工藝規(guī)程制訂中應遵循的原則，對軸在機械加工過程中出現(xiàn)的問題應能正確的進行分析并找到解決措施。了解軸類零件的切削加工刀具的選用原則。 4.2設計內容 4.2.1概述 1）傳動軸的功用與分類 2）輸出軸主要技術條件分析 3）變速機輸出軸的毛坯、材料及熱處理 4.2.2變速機輸出軸加工工藝路線的擬定 1）減速

33、器傳動軸加工工藝路線的分析 2）減速器輸出軸加工工藝過程 4.2.3傳動軸加工中主要工藝問題的分析 1）中心孔質量對加工精度的影響 2）軸深孔的加工 3）鍵槽的加工 4）主軸外圓的磨削加工質量分析 4.2.4軸的測量 1）軸、鍵槽尺寸測量 2）表面粗糙度測量 3）形位誤差測量 減速器傳動軸零件圖，它的主要技術要求如下表： 車床主軸的技術要求 加工表面 精度要求（mm） （允許值） 粗糙度值 硬度HRC 支承軸頸 尺寸精度 (TI5) 圓度和素線平行度（0.005-0.008） 同軸度 （0.005

34、-0.01） 0.32-0.63 40-50 前端大外圓 尺寸精度 （TI6） 對支承軸頸的頸項跳動 （0.005） 0.63-1.25 45以上 前端面 對支承軸頸的頸項跳動 （0.01） 0.63-1.25 45以上 軸向定位支承面 對支承軸頸的頸項跳動 （0.01） 0.63-1.25 45以上 鍵槽 對軸線的對稱度 （0.02） 2.5-5 5傳動軸的毛坯，材料及熱處理 5.1 軸類零件的毛坯　 　 軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及其結構，選用棒料，鑄

35、件或鍛件等毛坯形式．對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣即節(jié)約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能；對于某些大型的、結構復雜的軸（如曲軸）才采用鑄件。 經過鍛造的毛坯，內部纖維組織分布均勻，抗拉、抗彎及扭轉強度較高，通常主軸均使用這種毛坯。常用毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種，生產規(guī)模不同所選用的鍛造方式也不同。單件及中小批生產多用自由鍛造方式，著是因為自由鍛造設備簡單、易投產、但所鍛毛坯精度較差，因為模鍛的毛坯精度較高，加工余量小，生產效率高。而且可以鍛造形狀較復雜的毛坯，但是模鍛需要昂貴的設備和專用鍛模。輸出軸毛坯采用鍛

36、件。 5.2 軸的材料及熱處理　　 軸應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料和不同的熱處理規(guī)范（如調質、正火、退火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。 ４５鋼是軸類零件的常用材料，它價格較便宜，經過調質（正火）后，可的到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部退火后再回火，表面退火可達ＨＲＣ４５～５２。 ４０Ｃr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高淬火再回火，表面硬度可達ＨＲＣ５０～５８，并具有較高的耐疲勞性能和較好耐磨性能，可制造較高精度的軸。 軸承剛GCr15彈簧鋼65Mn，經調質和表面高頻淬火后再回火，表面硬度可達到HRC50~58，并具有較高的

37、耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 20等低碳合金鋼含鉻、錳、鈦和硼等元素，經正火和滲碳淬火處理可獲得很高的表面硬度、較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好，可用來制造在高速、重載荷等條件下工作的軸類零件。其主要缺點是熱處理變形較大。中碳合金氮化鋼 38CrMoALA,由于氮化溫度比一般淬火溫度低，經調質和表面氮化后，變形很小，且硬度也很高，具有良好的耐磨性和耐疲勞性。 減速器傳動軸是減速器的重要零件，除要求有足夠的強度、較大的剛性外，它發(fā)端部、軸頸（及鍵連接）部分還必須有較高的硬度及一定的沖擊韌性和耐磨性。軸材料的選擇及所需熱處理方法可參看下表：

38、 軸材料及熱處理 軸類別 工作情況 材料 預備熱處理 最后熱處理 表面硬度HRC 一般軸類 車床，銑床主軸 齒輪磨床主軸 鏜床和精密床主軸 中等轉速及載荷 高 轉 速 較高精度 高精度、高速或重 載荷對變形有嚴格要求 45 65Mn 40Cr 18CrMnTi38CrMoALA 正火或調質 退火或調質 正火或調質 正 火 退火或調質 局部加熱淬 火后回火 局部加熱淬火后回火 局部加熱淬火后回火 滲碳淬火 氮 化 45~

39、52 50~58 52~56 58~63 65以上 對此，減速器傳動軸采用45鋼，退火調質和局部加熱淬火的熱處理工藝。 6 輸出軸軸的加工工藝 6.1 軸類零件加工的典型工藝路線　　 6.1.1基本加工路線 　　外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 1） 粗車——半精車——精車 　　對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的加工路線。 2） 粗車——半精車——粗磨——精磨 　　對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求小，零件需要淬硬時，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 3） 粗車——半精車——精

40、車——金剛石車 　　對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較軟，容易堵塞砂粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 4） 粗車——半精車——粗磨——精磨——光整加工 　　對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，通常用此加工路線。 6.1.2 典型加工工藝路線 　　軸類零件的主要加工表面是外圓表面，也還有常見的特形表面，因此針對各種精度等級和表面粗糙度要求，按經濟精度選擇加工方法。 　　對于普通精度的軸類零件加工，其典型的工藝路線如下： 　　毛坯及其熱處理——預加工——車削外圓——銑鍵槽——熱處理——磨削——終檢 6

41、.2 輸出軸的預加工 　　軸類零件的預加工是指加工的準備工序，即車削外圓之前的工藝。 　　校直 毛坯在制造、運輸和保管過程中，常會發(fā)生彎曲變形，為保證加工余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機或校直機上進行校直，將彎曲變形消除，但零件會存在由于冷校而形成的內應力。若在熱態(tài)下校直，內應力較小，但費時，成本高。 　　切斷 用型材作毛坯時，按所需長度切斷。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行。對高硬度棒料的切斷，可在帶有薄片砂輪的切割機上進行。此外，還可以在車床上用車刀切斷。 　　車端面和鉆中心孔 中心孔是軸類零件最常用的定位基準。為保證中心孔不鉆偏斜，一般要求先車端面后

42、鉆中心孔，而且在加工過程中，中心孔應始終保持準確和清潔。 6.3 輸出軸加工的定位基準和裝夾 　1）以工件的兩中心孔定位 在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔，螺紋表面的同軸度，端面對旋轉軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準重合的原則。中心孔不僅是車削時的定位基準，也是其他加工工序的定位基準和檢驗基準，又符合基準統(tǒng)一原則當采用兩中心孔定位時，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個外圓和端面。 　2）以外圓和中心孔作定位基準（一夾一頂） 用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時不夠穩(wěn)定，切削

43、用量也不能太大。粗加工時，為了提高零件的剛度，可采用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準來加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。 　3）以兩外圓表面作為定位基準 在加工空心軸的內孔時不能采用中心孔作為定位基準，可用軸的兩外圓表面作定位基準。當工件是機床主軸時，常以兩支承軸頸（裝配基準）為定位基準，可保證錐孔相對支承軸頸的同軸度要求，消除基準不重合而引起的誤差。 　4）以帶有中心孔的錐堵作為定位基準 在加工空心軸的外圓表面時，往往還采用帶中心孔的錐堵或錐套心軸作定位基準。 　　錐堵和錐套心軸應具有較高的精度，錐堵和錐套心軸上的中心孔既是其本身制造

44、的定位基準，又是空心軸外圓精加工的基準。因此必須保證錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。在裝夾中應盡量減少錐堵的安裝次數，以減少重復安裝誤差。實際生產中，錐堵安裝后，中途加工一般不得拆下和更換，直至加工完畢。 7切削用量的選擇 切削用量的大小讀切削力、切削功率、刀具磨損、加工質量和加工成本等均有顯著影響。選擇切削用量撕，應在保證加工質量和刀具壽命的前提下，充分發(fā)揮機床潛力和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。 在數控程序編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發(fā)揮數控機床的優(yōu)點，提高企

45、業(yè)的經濟效益和生產水平。 選擇切削用量，可以有效的提高加工的效率和精度。影響切削條件的因素有：機床、工具、刀具以及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進給率；工件精度和表面粗糙度；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數量等。 合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。 切削用量是指切削速度、切削寬度、主軸轉速、進給速度和背吃刀量。切削用量的各參數在編程時都要編入加工程序中，或者在加工前預先調好

46、機床的轉速。 ①切削速度v 增大v是提高生產率的一個重要措施，但v與刀具耐用度的關系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具強度。 ②切削寬度L 一般與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經濟型數控加工中，一般L的取值范圍：（0.6~0.9）d。 ③主軸轉速n(r/min) 主軸轉速一般根據切削速度來選定，切削速度的快慢直接影響到切削效率。若切削速度過小，則切削時間會加長，降低加工效率；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時間，但刀具容易產生高熱，影響刀具的壽命和加工質量。軸轉速進行倍數調整。 ①進給量f（或）根據工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工

47、件的材料進行選擇，最大進給量受到機床剛度和進給性能的制約，不同的機床系統(tǒng)，其最大進給量也不同。當加工精度和表面粗糙度質量要求高時，能夠控制數控機床的實際進給速度，因此，在數控編程時，可以給定一個比較大的進給速度，而實際加工時由倍率進給確定實際的進給速度。 ②背吃刀量 背吃刀量由機床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度確定。在機床剛度允許的情況下，切削深度應盡可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高加工效率。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床。 此外，在安排粗、精車的切

48、削用量時，應注意機床說明書給定的切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調素的數控車床，由于主軸在低速時輸出扭矩降低，應尤其注意此時切削用量的選擇。推薦的切削用量數據見表。供應用時參考，詳細內容可查閱切削用量手冊。 數控車削用量推薦表 工件材料 加工內容 背吃刀量 切削速度 進給量 刀具材料 碳素鋼（小于600MPa） 粗加工 5-7 60-80 0.2-0.4 YT類 粗加工 2-3 80-120 0.2-0.4 精加工 0.2-0.6 120-150 0.1-02 鉆中心孔 500-800r/mm W18

49、CrV 鉆孔 -30 0.1-02 切斷（寬度〈5mm） 70-110 0.1-02 YT類 鑄鐵 （度在200HBS以下） 粗加工 50-70 0.1-02 YG類 精加工 70-100 0.1-02 切削（寬度5mm） 50-70 0.1-02 根據表格內容選擇傳動軸的切削用量。 8輸出軸的加工 （圖形見圖紙） 8.1下料 Φ72#270 45＃鋼 8.2正火 校直 8.3車端面 鉆中心孔 卡盤卡住工件左端，用90車刀車另右端面，并鉆出中心孔，松開工件重新裝夾，約夾住工件100m

50、m左右處，另一端用頂尖頂住，并進行該端面的粗加工，先車軸的最大直徑處，隨后由大到小即車Φ68、Φ67、Φ65等軸的各部分，每部分均留下0.22mm的加工余量。預備半精加工和數控精加工。 8.4調頭安裝，用三爪自動卡盤夾住工件Φ105處（因為該處公差相對要求較低，長度較長，裝夾時不容易使工件表面損傷）。用90車刀車端面，并確定工件的總長，然后鉆中心孔。 8.5重新裝夾并用頂尖頂住中心孔，用90車刀加工外圓，從軸最小徑Φ48處開始，隨后由小到大依次為Φ56、Φ60、Φ67等軸的各部分，每部分均留下2mm的加工余量。預備半精加工和數控精加工。 8.6重新調頭，進行右端的半精加工，從Φ60開始由

51、小到大依次加工，且每部分均留有0.2mm的加工余量，預備進行數控精加工。 8.7再調頭，進行左端的半精加工，從Φ75開始由小到大依次加工，且每部分均留有0.2mm的加工余量，預備進行數控精加工。 8.8數控精加工 裝夾左端，右端頂尖頂住，編程如下。 1號刀為90粗車刀，2號刀為90精車刀?！? 對此輸出軸采用液壓卡盤裝夾一端來進行車削加工。編程原點設置在右端面，采用兩次車削，精車余量單邊為0.2mm，其數控程序編寫如下： 00005 N0G50x290.0Z20.0 N2G30UOW0 . N4G50S1500T0101M08. N6G96S200M03. N8G

52、00x295Z3.0. N10G01x2924z-2.86FO.3. N12-210. N14x68.0 N16G03x85.4z-39.OR4.2 N18z-54.8 N19x92.28 N20x102.2Z-59.72 N22Z-70.O N24G00x104.0 z0.2 N26G00X76.0 N28x-1.6 N30G00z2.0 N32G30U0W0 N34G50 s1500T0202 N36G96S250 N38G00x80.0z3.0 N40x69.0 N42G42G01X67.0z1.0 N44x75.0z-3.0 N46Z—35

53、.0 N48x77.O N50G03x85.O z-39.OR4.0 N52z-55.0 N54X92.0 N56x102.0z-60.O N58z-70.0 N60G40G00x103.0z3.0 N62x77.0； N64G4l G01x71.Oz0.0； N66X-1.6； N70G40G00z3.O M09 N26G30U0w0M05 N27M30 8.9熱處理 8.10終檢 9展望 國內看國外，國外看未來，都希望在經濟和社會在高速發(fā)展的今天，制造業(yè)也能有個更美好的明天，展望國內、國外，數控將向何方發(fā)展： 9.1繼續(xù)向開放

54、式、基于PC的第六代方向發(fā)展 　　基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數控系統(tǒng)生產廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔數控的任務。PC機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍。 9.2向高速化和高精度化發(fā)展 　　這是適應機床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。 9.3向智能化方向發(fā)展 　　隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。 　　1）應用自適應控制技術 　　數控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)

55、的有關參數，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 　　2）引入專家系統(tǒng)指導加工 　　將熟練工人和專家的經驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數數據庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 　　3）引入故障診斷專家系統(tǒng) 　　4）智能化數字伺服驅動裝置 可以通過自動識別負載，而自動調整參數，使驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行。 結 束 語 　　本次畢業(yè)設計雖然僅僅經歷了幾個月的時間，但是它卻濃縮了我大學三年的學習的全過程，體現(xiàn)了我們對所學知識的掌握和領悟程度。由于我們是第一次進行整體性設計，不可避免地碰到了許多困難，有時會感到根本就是無從下手。但是無論碰到什么樣的

56、困難，都沒能讓我退縮，憑借著一股求知的熱情，再加上王宏穎老師的精心指導，然后再回到課本或是上網搜索相關的資料，讓我攻克了一個又一個的難關，最終圓滿地完成了本次的設計任務，通過本次的畢業(yè)設計，使我對我所學過的各門課程有了一次融會貫通的機會，同時也使我的各方面的知識都有了很大程度的提高.為我以后參加工作又一次的打下了堅實的基礎.。 　　本論文如有不足之處請老師們提出寶貴的意見和建議，在此表示誠摯的感謝。 　　 　　 　　　　 　 參考文獻 (1) 機械加工技術 孫學強 機械工業(yè)出版社 (

57、2) 數控加工工藝及裝備 趙長明 高等教育出版社 (3) 數控機床與編程 田 坤 華中科技大學出版社 (4) 機械加工工藝基礎 林興光 劉水華 機械工業(yè)出版社 (5) 機械設計基礎 王世輝 重慶大學出版社 (6) 數控編程加工技術 張思弟 賀曙新 化學工業(yè)出版社 (7) 數控機床與編程技術 關雄飛 清華大學出版社 (8) 簡明機械零件設計實用手冊 胡家秀 機械工業(yè)出版社

58、 (9) 機械制造技術 王茂元 高等教育出版社 (10)金屬切削原理與刀具 吳林禪 機械工業(yè)出版社 29 河南工業(yè)職業(yè)技術學院 機電工程系 2010屆畢業(yè)生畢業(yè)設計 任 務 書 二0一0年5月 姓名：張海漫 班級： 數控0706 專業(yè)： 數控技術及應用 學號： 19 設計題目：減速機輸出軸的加工

59、 進度安排： 1: 找設計題材（7天） 2： 零件實體造型（10天） 3: 工藝分析（7天） 4： 模擬加工、編寫工藝

60、文件（8） 5: 編寫畢業(yè)論文（15天） 6： 材料呈給導師審批（1天） 7： 畢業(yè)打?。?天） 8：交畢業(yè)論文（1天）