畢業(yè)論文---3a101599—a03齒輪的數控加工

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　第1章 數控車床3</p><p><b>　　1.1 概述3</b></p><p>　　1.2 數控車床分類和結構特點4</p><

2、p>　　1.3 CKD6180D數控車床4</p><p>　　1.4 CKD6180D數控車床的參數4</p><p>　　第2章 3A101599—A03齒輪的加工工藝6</p><p>　　2.1 齒輪的概念6</p><p>　　2.1.1齒輪傳動6</p><p>　　2.1.2齒輪傳動的特

3、點6</p><p>　　2.2 3A101599—A03齒輪加工的技術要求7</p><p>　　2.2.1 齒輪的加工工藝清單7</p><p>　　2.2.2 刃量具的選擇8</p><p>　　2.2.3 零件的裝夾方法9</p><p>　　第3章 3A101599—A03齒輪的具體加工過程

4、10</p><p>　　3.1 齒輪的裝夾10</p><p><b>　　3.2 校表10</b></p><p><b>　　3.3 對刀11</b></p><p>　　3.4 加工程序12</p><p>　　第四章 零件的后處理與檢驗13</p&

5、gt;<p>　　4.1 加工后的后處理13</p><p><b>　　4.2 探傷13</b></p><p>　　第五章 加工中出現的問題及解決方案13</p><p><b>　　結束語14</b></p><p><b>　　致謝14</b>

6、</p><p><b>　　參考文獻14</b></p><p>　　3A101599—A03齒輪的數控加工</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計主要是制造3A101599—A03齒輪，此齒輪材料為鋼材，　該齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工

7、作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。主要利用CKD6180D數控車床進行加工。</p><p>　　關鍵詞：齒輪 數控 加工工藝</p><p><b>　　第1章 數控車床</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　數控車床在國內數量最多

8、，應用最廣，約占數控機床總數的25%左右。數控車床與普通車床相似，即由床身，主軸箱，刀架，進給系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)喝潤滑系統(tǒng)等部分組成。但數控車床的進給系統(tǒng)是直接利用伺服電動機通過滾珠絲杠驅動溜板和刀架實現進給運動，因此大大簡化了進給系統(tǒng)結構。從生產批量上看，數控車床一般適用于多品種和中小批量的生產。但隨著數控車床制造成本的降低，目前不論是國外國內，使用數控機床進行大批量生產也越來越普遍。</p><p>　　1.2

9、數控車床分類和結構特點</p><p><b>　　數控車床結構特點：</b></p><p>　　由于數控車床刀架的兩個運動方向分別由兩臺伺服電動機驅動，所以傳動路線短。</p><p>　　多功能數控車床采用直流或交流主軸控制單元來驅動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必使用多級齒輪副來進行變速。</p><p&g

10、t;　　數控車床采用輕拖動，刀架移動一般采用滾珠絲杠副。</p><p>　　為了輕便拖動，數控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動潤滑。</p><p>　　由于數控車床價格較高控制系統(tǒng)壽命較長，所以數控車床的滑動導軌也要求耐磨性好。</p><p>　　數控車床還具有加工冷卻充分，防護較嚴密等特點，自動運轉時一般都處于全封閉或半封閉的狀態(tài)。</p>

11、;<p>　　數控車床一般配有自動排屑裝置。</p><p>　　1.3 CKD6180D數控車床</p><p>　　本數控機床適用于各種鋼材，鑄鐵和有色金屬中小型零件的加工，機床功率大，剛性好。適用于強力或高速切削，車削各種工件的內外圓，端面以及公英制螺紋等。并可承擔鉆孔，鏜孔等工藝。批量加工，效率高。機床整體造型美觀，易操作，安全可靠。</p><p

12、><b>　　加工特點：</b></p><p>　　整體鑄造床身，剛性好；床身須用樹脂砂造型高強度鑄件，經高頻淬火及精密磨削處理，耐磨性和精度保持性好，承載能力強。</p><p>　　主軸精度高：主軸采用三點支承，進口NSK軸承，回轉精度高，剛性好。</p><p>　　恒線切削；主軸采用二檔無級調速，切削端面時實現恒線速切削。<

13、;/p><p>　　自動間歇潤滑裝置；各潤滑點能夠間歇充分潤滑，避免了因人為造成的潤滑不充分。</p><p>　　數控系統(tǒng)采用西門子802D數控系統(tǒng)；操作方便，功能強大，易于維護。</p><p>　　圖1-1 CKD6180D數控車床</p><p>　　1.4 CKD6180D數控車床的參數</p><p>　　本

14、數控機床適用于各種鋼材、鑄鐵和有色金屬中小型零件的加工，機床功率大、剛性好。適用于強力或高速切削，車削各種工件的內外圓、端面以及公英制螺紋等。并可承擔鉆孔、鏜孔等工藝。批量加工、效率高。機床整體造型美觀、易操作、安全可靠。</p><p><b>　　主要特點：</b></p><p>　　整體鑄造床身，剛性好；床身采用樹脂砂造型高強度鑄件，經高頻淬火及精密磨削處理，

15、耐磨性和精度保持性好，承載能力強。</p><p>　　主軸精度高：主軸采用三點支承，進口NSK軸承，回轉精度高、剛性強。</p><p>　　恒線切削：主軸采用二擋無級調速，切削端面時實現恒線速切削。</p><p>　　自動間歇潤滑裝置：各潤滑點能夠間歇充分潤滑，避免了因人為造成的潤滑不充分。</p><p>　　數控系統(tǒng)采用西門子802

16、D數控系統(tǒng)；操作方便，功能強大，易于維護。</p><p>　　主要技術參數和規(guī)格：</p><p>　　床身上最大回轉直徑：800mm</p><p>　　橫滑板上最大回轉直徑：510mm</p><p><b>　　床身寬：600mm</b></p><p><b>　　卡盤頂尖承重

17、：5T</b></p><p><b>　　主軸頭部：C11</b></p><p>　　主軸孔徑：100mm</p><p><b>　　主軸錐孔：1:20</b></p><p>　　主軸變速范圍：6-800r/min 二擋無級</p><p>　　縱向最小設

18、定單位：0.001mm</p><p>　　10.橫向最小設定單位：0.001mm</p><p>　　11.加工螺紋范圍：0.15~120mm</p><p><b>　　12.刀工位數：4</b></p><p>　　13.數控系統(tǒng)：SIEMENS 802D(或自選)</p><p>　　14

19、.尾座錐孔：莫式6號</p><p>　　15.尾座套筒移動距離：200mm</p><p>　　16.尾座套筒直徑：120mm</p><p>　　17.主電機功率：18.5kw</p><p>　　18.冷卻泵功率：0.15kw</p><p><b>　　外形尺寸及重量：</b></p

20、><p><b>　　長度：2000mm</b></p><p>　　外形尺寸（長×寬×高）：4100×1900×1910</p><p>　　包裝尺寸（長×寬×高）：4630×2164×2560</p><p><b>　　凈重：5.

21、8T</b></p><p><b>　　毛重：6T</b></p><p><b>　　標準附件：</b></p><p>　　Φ380三爪自定心卡盤/1件</p><p><b>　　莫氏6號頂針/2件</b></p><p><b

22、>　　頂尖套/1件</b></p><p><b>　　照明裝置/1套</b></p><p><b>　　冷卻裝置/1套</b></p><p><b>　　常用工具/1套</b></p><p>　　Φ50-Φ300中心架/1套</p>&l

23、t;p>　　Φ50-Φ150跟刀架/1套</p><p>　　平面盤、拔盤/各1套（1500mm以上規(guī)格配）</p><p><b>　　特殊附件：</b></p><p>　　Φ500、Φ630、Φ800四爪卡盤</p><p>　　Φ260-Φ400、Φ260-Φ630中心架</p><p&

24、gt;<b>　　Φ450跟刀架</b></p><p>　　液壓尾座5、液壓卡盤15°</p><p>　　第2章 3A101599—A03齒輪的加工工藝</p><p><b>　　2.1 齒輪的概念</b></p><p>　　齒輪是指能互相嚙合的有齒的機械零件，齒輪在傳動中的應用

25、很早就出現了。19世紀末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現，隨著生產的發(fā)展，齒輪運轉的平穩(wěn)性受到重視。</p><p><b>　　2.1.1齒輪傳動</b></p><p>　　齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有結構緊湊、效率高、

26、壽命長等特點。齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。在所有的機械傳動中，齒輪傳動應用最廣，可用來傳遞相對位置不遠的兩軸之間的運動和動力。</p><p>　　2.1.2齒輪傳動的特點</p><p>　　齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達300m/s；齒輪直徑

27、可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設備，嚙合傳動會產生噪聲。</p><p><b>　　圖2-1齒輪傳動</b></p><p>　　2.2 3A101599—A03齒輪加工的技術要求</p><p>　　2.2.1 齒輪的加工工藝清單</p><p>　　檢驗：驗收材料報告，鍛件尺寸檢查。</

28、p><p>　　車（粗加工）：按簡圖粗車各部，齒寬兩端倒角至圖，端面凹坑至圖，粗糙度全為8.3。</p><p>　　注：1.內外圓同心度誤差≤0.03mm。</p><p>　　2.與齒頂圓一刀下端面做記號。</p><p><b>　　圖2-2粗加工簡圖</b></p><p><b>

29、　　檢：超聲波探傷。</b></p><p>　　鉗：在無記號端面直徑為380的圓周上劃鉆攻2—M16深35的螺孔，去毛刺。</p><p>　　滾齒：1.以無螺孔端面為定位面，校正外圓以及定位面跳動＜0.03mm。按圖粗滾齒，公法線放磨，0.45~0.55mm，去毛刺。</p><p>　　注：1.以公法線中間值為基準。</p><

30、p><b>　　2.齒部去毛刺。</b></p><p>　　熱S：滲碳，有效硬化層深：1.65~2.25mm。注：除齒部和凹坑底面外均涂防滲涂料，螺孔保護。</p><p>　　熱C：淬火至圖要求，要求：平面彎曲＜0.2mm，螺孔保護。</p><p>　　噴：齒根噴丸強化。整體噴丸去除氧化皮，螺孔保護。</p><

31、p>　　車（精加工）：1.夾有螺孔端外圓，校正節(jié)圓及端面跳動＜0.05mm，車端面及內孔均至圖，另一端孔口勾一刀校表用，倒角。</p><p>　　2.調面，校正內孔及孔口跳動＜0.015mm。車端面至尺寸，倒角。</p><p>　　磨齒：芯棒上活，校正兩端軸頸跳動＜0.01mm，校正內孔及無螺孔端面跳動＜0.01mm。粗精磨齒至尺寸。</p><p>　　

32、要求：1.左右齒面均勻磨削。</p><p>　　2.不得擦傷齒根和留下根部臺階。</p><p><b>　　3.齒部按圖修型。</b></p><p>　　檢：齒面磁粉探傷并退磁，或著色探傷，注意防銹。</p><p>　　插：校正無螺孔端面及內孔跳動≤0.02，插鍵槽至圖。</p><p>

33、　　各部去毛倒棱，保證齒頂齒側修圓倒角至圖。</p><p><b>　　圖2-3 零件圖</b></p><p>　　2.2.2 刃量具的選擇</p><p>　　在3A101599—A03齒輪的加工過程中，由于齒輪材料是20CrNi2MoA，噴丸強化后部分較硬，所以通常使用硬質合金刀和陶瓷刀具。硬質合金是由高硬度，高熔點的金屬碳化物（WC,

34、TiC等）微粉和金屬粘結劑（Co,Ni,Mo等）經高壓成型，并在1500°C左右的高溫下燒結而成的粉末冶金制品。硬質合金的硬度高達89～94HRA，耐磨性很好，能切削淬火鋼等硬度高的材料。所以，硬質合金刀具已經成為最主要的刀具材料之一。</p><p>　　圖2-4 硬質合金刀</p><p>　　陶瓷刀具才材料是以人造的化合物為原料，在高壓下成型和高溫下燒結而成的，硬度為91～

35、95HRA，耐熱性高達1200°C，化學穩(wěn)定性好，與金屬的親和能力小，與硬質合金相比，可提高切削速度3～5倍，主要用于對鋼，鑄鐵，高硬度材料（如淬火鋼）進行連續(xù)切削時的半精加工和精加工。</p><p><b>　　圖2-5 陶瓷刀片</b></p><p>　　在3A101599—A03齒輪的加工中，常用到諸多量具，如：游標卡尺</p>&l

36、t;p><b>　　圖2-6游標卡尺</b></p><p><b>　　外徑千分尺</b></p><p>　　圖2-7 外徑千分尺</p><p><b>　　內徑百分表</b></p><p>　　圖2-8 內徑百分表</p><p>　　2

37、.2.3 零件的裝夾方法</p><p>　　加工3A101599—A03齒輪采用CKD6180D數控車床，回轉直徑最大為800mm，齒輪采用行車起吊，四爪卡盤夾緊定心。</p><p>　　第3章 3A101599—A03齒輪的具體加工過程</p><p><b>　　3.1 齒輪的裝夾</b></p><p>　　

38、齒輪裝夾前必須先根據圖紙尺寸放爪，即將四爪卡盤的卡爪放至略大于零件直徑的位置。隨后即用行車起吊零件，吊至于卡盤中，以無螺孔面為基準面先行加工。用卡盤扳手夾緊零件后，方可開走行車，四爪其中相鄰兩爪必須夾緊，以防止類似于齒輪的盤類零件從卡盤上掉落，造成人身危險和設備的損壞。</p><p><b>　　3.2 校表</b></p><p>　　當齒輪裝夾完畢后將機床置于空

39、擋位，即開始校表，校表就是利用百分表校正零件的內孔，端面以及節(jié)圓的跳動，以便在加工中保證零件旋轉的平穩(wěn)和最終尺寸的精確度。校</p><p><b>　　表分以下三個步驟：</b></p><p>　　圖3-1 百分表底座</p><p>　　(1)校正內孔的跳動：將底座帶有磁力的百分表底座吸于刀架前方，利用機床面板上Z軸移動按鍵移動刀架，使百

40、分表表頭順利進入齒輪內孔，表頭和內孔完全接觸，為了校表方便快捷，表頭不要按入工件太多，手動旋轉卡盤，表盤內指針旋轉最好不要超過一圈，否則校表難度將加大。四爪卡盤四個卡爪均勻分布，相隔90°，校正內孔時，防止零件掉落，一般都是校正對點卡爪，手動旋轉卡盤時，表盤內指針順時針旋轉的最大位置所對應的卡爪為壓表點，即為最高點，表針逆時針旋轉的最小點相對應的卡爪為松表點，即為最低點，“高點緊，低點松”這是校表的不變原則，即最高點要夾緊，最

41、低點要微松卡爪，一般如果表針跳動在60mm時，高點緊30mm或低點松30mm，優(yōu)先緊卡爪，再松對點卡爪，內孔校正在10~20mm時即可，因為校正內孔是為校節(jié)圓打基礎。校正后，將四個卡爪夾至微緊準備校正端面。</p><p>　　(2)校正端面跳動：內孔校正完畢，將百分表從內孔中退出，調整表的位置，表頭水平，與齒輪端面成垂直，慢移刀架，使表頭輕壓在靠近齒輪齒根處的端面，旋轉卡盤時，指針旋轉最好也不要超過一圈。此時同

42、樣是校正對點，采用高點緊低點松的原則，但是，校正端面用的 是敲，高點處，像里敲擊高點的端面，低點將零件往外敲。對點跳動不超過5mm就行。</p><p>　　(3)校正節(jié)圓：將百分表吸在刀架高處，表頭朝下，移動刀架，表頭移至齒輪齒面上即可，將節(jié)圓棒（一般使用直徑符合的中心鉆）放置在相鄰兩齒的間隙中，同樣校正對點，將表壓下，能與節(jié)圓棒接觸并且指針跳動不超過一圈的位置。高點緊，低點松，兩組對點跳動校至5mm之內即可。

43、校表完成后，將四個卡爪充分夾緊。</p><p><b>　　3.3 對刀</b></p><p>　　數控加工前，對刀是必不可少的一道工序。首先，機床掛低檔，卡盤旋轉，利用數控面板快移按鍵，將刀具移至靠近零件處，再改用手輪方式，慢搖接觸零件，對端面刀T2時，利用手輪將刀尖慢慢靠近齒輪齒根處的端面，當有輕微鐵屑飛出時，說明刀尖已經與零件接觸，此時，按下系統(tǒng)面板的刀具測

44、量按鍵，設置當前刀尖位置為Z0點。加工中，為了節(jié)省時間增加效率 ，2號刀對完后直接進行劈端面。</p><p>　　圖3-2 Z0點的對刀面板</p><p>　　由于T2，2號刀只需劈端面，所以不需要對X方向。鏜內孔所使用的是T4,4號刀。同樣利用手輪慢搖方式讓刀具接近工件，當4號刀刀尖碰到接近內孔的端面時，設置此時刀尖位置為Z0點。手搖方式下使刀具沿Z向切入零件內孔，切深大約1cm即

45、可，沿Z向退出，卡盤停轉，利用游標卡尺度量切削的內孔直徑值，輸入面板中的測量刀具一欄，設置當前刀具的X位置。此時，加工中所用的兩把刀具已經對好，如果是批量生產，后續(xù)零件裝夾后，只需設置刀具總體偏移值，不需再重新對刀。</p><p><b>　　3.4 加工程序</b></p><p><b>　　1)劈端面程序：</b></p>

46、<p><b>　　O0001</b></p><p><b>　　T2</b></p><p><b>　　M3 S300</b></p><p>　　G1 XO F0.3</p><p><b>　　G0 Z500</b></p>

47、<p><b>　　M30</b></p><p><b>　　2)車內孔程序：</b></p><p><b>　　O0002</b></p><p><b>　　T4</b></p><p><b>　　M3 S250</

48、b></p><p>　　G0 X146 Z2</p><p>　　G1 Z0 F0.25</p><p><b>　　Z-111</b></p><p><b>　　X145</b></p><p><b>　　Z500</b></p>

49、;<p><b>　　M05 M00</b></p><p><b>　　T4</b></p><p><b>　　M3 S250</b></p><p>　　G0 X151.7 Z2</p><p>　　G1 Z0 F0.25</p><p&

50、gt;　　X151.65 Z-111</p><p><b>　　X150</b></p><p><b>　　Z500</b></p><p><b>　　M05 M00</b></p><p><b>　　T4</b></p><p

51、><b>　　M3 S250</b></p><p>　　G0 X152 Z2</p><p>　　G1 Z0 F0.25</p><p>　　X151.95 Z-111</p><p><b>　　X151</b></p><p><b>　　G0 Z500

52、</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　3)兩面倒角程序：</b></p><p><b>　　T4</b></p><p><b>　　M3 S350</b></p><p>

53、　　G0 X160 Z2</p><p>　　G1 Z0 F0.25</p><p><b>　　X152 Z-4</b></p><p><b>　　G0 Z500</b></p><p><b>　　T2</b></p><p><b>　

54、　M30</b></p><p>　　注：加工中，先于無螺孔面為基準面加工，劈端面，隨后鏜孔，倒角，掉面后以已加工面為定位基準裝夾，校表，劈端面，保證厚度110mm，倒角。在程序中“M05 M00”一段停止，利用內徑百分表檢查每次走刀是否達到尺寸，如沒有到達，則更改程序，更換刀具。</p><p>　　第4章 零件的后處理與檢驗</p><p>　　4

55、.1 加工后的后處理</p><p>　　3A101599—A03齒輪加工完畢后，由行車起吊運至待檢測區(qū)，加工人員負責用專用清潔抹布擦拭加工表面，在端面寫上制令號，即3A101599—A03。對零件的尺寸檢查要做到以下兩個步驟：</p><p>　　1.自檢：加工操作人員利用手中現有量具，如千分尺，游標卡尺，內徑百分表等對加工過過的零件進行尺寸的檢查，3A101599—A03齒輪主要檢查零

56、件的軸向厚度，和內孔的尺寸，如果正確 ，則等待質檢人員進行第二次檢查，如稍差1~2mm可用砂紙打磨，如偏差較大，則須立即向質檢部門說明情況，開整改單整改。</p><p>　　2.質檢檢查：由質檢部門專門人員對零件的尺寸精度進行第二層次檢查，合格后，等待地面工將零件交予下一道工序的車間。</p><p><b>　　4.2 探傷</b></p><

57、p>　　齒輪檢查完畢后放置于已檢測區(qū)，由質檢部探傷人員利用超聲波探傷器對零件進行超聲波探傷，檢查零件在加工過程中是否收到各種力的作用導致內部出現裂紋，檢驗合格則交給下一個部門，不合格則由車間開單整改。</p><p>　　第5章 加工中出現的問題及解決方案</p><p>　　在3A101599—A03齒輪的加工過程中往往會出現以下幾種問題：</p><p>

58、;　　1.校表時，表頭不靈，出現表針不準的現象。當出現這個問題時，應立即開單將損壞的表頭交往計量室檢修，定期取回，并且利用新的表頭進行校表。</p><p>　　2.加工時發(fā)出刺耳的噪音，這時應注意適當提高轉速或者降低刀子的進給率。</p><p>　　3.加工中，由于零件材料較硬，往往會出現崩刀或者栽刀的現象，操作人員應當時刻注意零件的加工過程，通過對加工過程走刀的注視和對走到過程中發(fā)出

59、的聲音以及火花的閃耀程度來判斷刀子的耗損情況，以便及時更換刀具，值得注意的是，更換刀子后，一定要再次對刀，設置偏移值。對程序中的主軸轉速和進給量重新進行修改。</p><p>　　4.CKD6180D數控車床在加工中會出現少許的推拔現象。所謂推拔，即由于機床的剛性不足或者刀具的磨損導致Z向切削中的傾斜現象。我們可以在程序中體現對于推拔的解決方案。例如，最后一刀鏜孔程序X向最終保證切至152mm，但是由于機床有5m

60、m的推拔，如果按照“X152，Z-110”走到的話，切到Z-110的地方，會把內孔車大，所以，為了消除5mm的推拔，在程序中，采用“X151.95 Z-110”走刀，走一個斜線，就將推拔抵消了。而我是用的這臺機床更是有一個特殊的地方，在零件厚度小于65時，推拔是2mm，65~120推拔是5mm，120~138推拔是8mm，由于機床主軸限制，只能加工厚度在140以下的零件。所以，根據不同的厚度，不同的加工情況，修改程序，達到尺寸的精度要求

61、。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　通過這次齒輪的加工，我體驗到自己在學校學習的知識還遠遠不夠，在單位里實際生產中很多都是理想化的，在實踐生產中更要注重效率和聯(lián)系實際，我會繼續(xù)努力，多吸收各方面的專業(yè)知識，不斷充實自己，提高自身的素質。</p><p><b>　　致謝</b></p&

62、gt;<p>　　感謝xxx院機電工程系xx老師，在以前的學校學習中就給予我很大的幫助，在本次畢業(yè)設計中也給了我很大的幫助，在寫之前就對我進行了論文的總結，讓我知道了如何寫好一篇論文 ，再次感謝xx老師對我的幫助與信賴。同時也感謝學校幫助關心我的專業(yè)老師和同學。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]機械制造基礎