数控加工的毕业设计

齿轮轴的数控加工

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2012年11月5日

声明

本人所呈交的齿轮轴的数控加工，是我在指导教师的指导和参阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期：

【摘要】

齿轮轴零件在现代生活中有十分重要和不可忽视的地位，数控生产的加工工艺对于我们熟练应用数控编程等相关技术有很大的帮助。在此我通过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做出说明，希望通过这毕业设计使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。本论文针对典型零件的工艺设计与加工及对数控技术的发展进行了简单的阐述。对轴类零件的分类，轴类零件的加工材料，选用刀具及其加工方法进行了简单的描述，本文中详细的描述了对轴类中心孔的定位方法。

【关键词】：齿轮轴、数控编程与加工、工艺分析、加工方案、定位方法

目录

引言 0

二、齿轮轴零件的加工目的 (2)

三、零件图工艺分析 (2)

（一）零件图分析 (2)

（二）选择毛坯 (3)

（三）划分工序 (3)

四、数控车床加工部分 (3)

（一）确定加工顺序以及进给路线 (3)

（二）数控车床和刀具的选择 (5)

（三）切削用量选择 (5)

（四）数控加工工艺卡片拟定 (6)

（五）数车程序分析 (7)

五、加工中心加工部分 (10)

（一）加工顺序以及进给路线 (10)

（二）加工中心和刀具选择 (11)

（三）加工中心工序卡片拟定 (12)

（四）加工中心程序分析 (12)

总结 (15)

参考文献 (16)

谢辞 (17)

引言

大学学习了数控技术，数控这个专业在学校可以说是学院相当重视的一个专业了，在这个三年里我们学了很多与数控相关的课程，数控加工工艺、数控编程、数控机床、机械制设计基础、数控机床控制技术与系统、公差测量与配合等相关专业课程以及UG CAD、AUTO CAD等绘图软件，并且实训了加工中心等加工机床，为的只是让我们的专业知识愈加完善。

临近毕业，毕业设计是必过的一关，是检验我这三年所学的检验标准，也是一个毕业生将正式走入这个社会的开始。这份毕业设计是在学完数控技术（含机床夹具设计）和大部分相关专业课，并进行了实训的基础上进行的一个环节。使我能综合的运用机械制造工艺学的基础理论，并结合生产实习中学到的实践知识，具备了设计一个零件（高速铣头齿轮轴）的工艺规程的能力，也是熟悉和运用夹具设计的基本原理和方法，拟计夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的相关工作打下良好的基础。我更可以自信的说我的大学是不会白费的，而是辉煌的。

一、数控机床的特点

数控机床的组成部分包括测量系统、控制系统、伺服系统及开环或闭环系统，在对数控零件进行实际程序设计之前，了解各组成部分是重要的。

数控中，测量系统这一术语指的是机床将一个零件从基准点移动到目标点的方法。目标点可以是钻一个孔、铣一个槽或其它加工操作的一个确定的位置。用于数控机床的两种测量系统是绝对测量系统和增量测量系统。绝对测量系统（亦称坐标测量系统）采用固定基准点（原点），所有位置信息正是以这一点基准。换句话说，必须给出一个零件运动的所有位置相对于原始固定基准点的尺寸关系。X和Y两维绝对测量系统，每维都以原点为基准。增量测量系统有一个移动的坐标系统。运用增量系统时，零件每移动一次，机床就建立一个新的原点（基准点）。使用增量测量系统时的X和Y值。注意，使用这个系统时，每个新的位置在X和Y轴上的值都是建立在前一个位置之上的。这种系统的缺陷是，如果产生的任何错误没有被发现与校正，则错误会在整个过程中反复存在。

用于数控设备的控制系统通常有两类，即点位控制系统和连续控制系统。点位控制数控系统机床（有时称为位置控制系统数控机床）只有沿直线运动的能力。然而，当沿两轴线以等值（X2.000,Y2.000)同时编程时，会形成45度斜线。点位控制系统常用于需确定孔位的钻床和需进行直线铣削加工的简单铣床上，以一

系列小步运动形成弧形和斜线。然而，用这种方法时，实际加工轨迹与规定的切削轨迹略有不同。

具有在两个或多个坐标轴方向上同时运动的能力的机床，归属连续轨迹控制或轮廓控制类机床。这些机床用于加工两维或三维空间中各种不同大小的弧形，圆角，圆及斜角。连续轨迹控制的数控机床比点位控制的机床贵得多，在加工复杂轮廓时，一般需要计算机辅助程序设计。

数控伺服机构是使工作台或滑座沿坐标轴准确运动的装置。用于数控设备的伺服机构常有两种：步进电机和液压马达。步进电机伺服机构常用于不太贵重的数控设备上。这些电机通常是大转矩的伺服机构，直接安装在工作台或刀座的丝杠上。大多数步进电机是由来自定子和转子组件的磁力脉冲驱动的，这种作用的结果是电机轴转一转产生200步距。把电机轴接在10扣/英寸的丝杠上，每步能产生0.0005英寸的移动（1/200X1/10=0.0005英寸）。液压伺服马达使压力液体流过齿轮或柱塞，从而使轴转动。丝杠和滑座的机械运动是通过各种阀和液压马达的控制来实现的。液压伺服马达产生比步进电机更大的转矩，但比步进电机贵，且噪声很大。大多数大型数控机床使用液压伺服机构。

使用开环系统的数控机床，没有反馈信号来确保机床的坐标轴是否运动了所需的距离。即，如果接受的输入信号是使一特定工作台坐标轴移动1.000英寸，伺服装置通常使工作台运动1.000英寸，但无法将共子台的实际运动与输入信号加以比较。使工作台