毕业设计（论文）-锥齿轮轴的造型、工艺及编程.docx

无锡职业技术学院毕业设计锥齿轮轴的造型及工艺姓名：指导教师：所系与专业：速携堂院½s班级：数控11032所在学期：学号：.20XX年2月24日摘要摘要本文主要研究了推齿轮轴的设计与工艺过程，通过本课题的研究，从中学会了对个零件图的分析和解决思路，以及在课题的研究中熟练掌握了对二维Cad软件的应用，三维软件UG的使用。对一个零件从认知，再到它的加工工艺过程得编制，并利用UG的数控编程模块自动变成出它的数控加工程序。关键词，锥齿轮轴，加工工艺，数控编程iABSTRACTThisPaPermain1.ystudiesthedesignandprocessofbeve1.gearshaftthroughthistopic'sresearch,toIeamfromtheana1.ysisofapartdrawingandso1.ution,andmasteredintheresearchonapp1.icationoftwo-dimensiona1.cadsoftware,theuseof3dsoftwareUGOnapartsfromcognition,toitsformu1.ation,processingprocessandbyusingncprogrammodu1.eofUGintoitsncmachiningprogramautomatica1.1.y.KEYWORDS：Bcvc1.gearshaft,PnxXSSingtechno1.ogy,numerica1.contro1.programming目录目录第1章绪论11.1 齿轮轴的简介11.2 加工工艺特点与过程简介2第2章齿轮轴的造型32.1 零件图的认识32.2 零件图工艺分析32.3 锥齿轮轴的CAD制图42.4 UG三维软件的建模52.4.1 UG软件的简介52.4.2 锥齿轮轴的三维建模过程6第3章基准确定及加工阶段的分析83.1 基准的基本概念83.2 选择定位基准8第4章加工工艺路线的制定134.1 加工阶段的划分.134.1.1 加工工艺路线144.2 切削用量的选择154.2.1 切削用量的选择原则154.2.2切削用量的确定17参考文献23I1.1.第1章绪论1.1 齿轮轴的简介本课网的研究主要是加工工艺的注意点和改进的方法，通过总结零件的的加工，提高所加工工件的质量，完善产品，满足要求，提高经济效益和劳动生产率。般齿轮轴有两个支掠轴径，工作时通过轴径支撞在轴承上,这两个支掾轴径便是其装配基准，通常也是其他表面的设计基准，所以它的精度和表面质最要求较高。对于一些重要的轴，支撑轴除规定较高的尺寸精度外，通常还规定网度、圆柱度以及两轴径之间的同轴度等形状精度要求等。对于其他工作轴径，如安装齿轮、带轮、螺母、轴套等零件的轴径，除了有本身的尺寸精度和表面粗糙度外，通常还要求其轴线与两支承轴径的公共线同轴，以保证轴上各运动部件的运动精度。轴为支承转动零件并与之起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件"“一般为金屈101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。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：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：心轴，用来支承转动零件只承受考矩而不传递扭矩，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：传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起全机移动机构中的长光釉、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稔定性。本课题缩小到对齿轮轴的研尢，本课题中的加工精度高，因此对技术也就会随之提高，包括尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度等。使齿轮轴起到它的作用，更好的支控传动部件、传递扭矩和承受载荷。从而使产品更加畅销，寿命延续更长，具有长远的意义，齿轮轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，严重时会导致相关部件的损坏。1.2 加工工艺特点与过程简介齿轮轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多，在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征：锥齿轮轴、齿轮表面等：辅助特征：键槽、小平面、等。另外，齿轮轴类件加工所使用的机床多，材料及热处理种类也较多。害者，它的工艺特征姗尺寸精度、形位公差、表面质量也要求较高。在机械加工中，每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应，根据生产规模、零件整体形状和轮廓尺J、制造资源等，针对每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料选择不同加工方法咒齿轮轴的加工工艺过程大概步骤也就是如下：齿轮轴的下料：齿轮轴的下料过程是根据齿轮轴的毛坯形状在锯床上进行下料的。齿轮轴的热处理：就是对齿轮轴进行正火处理。粗车：在C620车床上对出轮轴进行粗车。精车：在C620车床上对齿轮轴进行粗车。诜出键槽：在X52K组合夹具上洗出键槽。刨齿：在机床Y236上进行刨齿。热处理：对所加工优面部进行渗碳淬火。磨齿轮轴：对齿轮轴处要求精度较高的进行外例磨处理。第2章齿轮轴的造型2.1零件图的认识本设计中的零件图为汽车变速箱中输出齿轮轴，其功用是传递动力和改变输出轴运动方向。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈.轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：尺寸精度：起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高(IT5-IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(1T6-IT9),几何形状精度：轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏推孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内”。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。相互位置精度：轴类写件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.010.03三,高精度轴(如主轴)通常为0.0010.005mm。表面粗糙度：一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5-0.63Hm,与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为RaO.63-0.16Um。Z2零件图工艺分析通过对锥齿轮轴零件图的分析可知，惟齿轮轴在加工的过程中具有6个阶梯，从零件图上看，本零件为回转体零件，结构比较简单，其表面组成为：35、042、45042、4553圆锥面、50X10的键槽。由于齿轮轴在传动过程中与装配的过程中对齿轮轴的加工精度要求较高，如果加工精度过低会导致奘配的过程中出现过隙或者过盈配合，对装配过程造成很大的麻烦，同时对齿轮轴在运转过程中的精度也会有很大的影响。随遨这里我们对锥齿轮轴的锥齿面部分的要求较高，从图中我们看到<!>45轴右端面对轴心线的的圆跳动公差为0.010m,对锥齿轮的顶锥与囱轮轴线有一个圆跳动公差为O.025nn.圆柱面有较高的同轴度要求，粗糙度方面从图中我们可以直观的看出：35圆柱表面与锥齿轮轴的惟齿顶线的粗糙度要求为Ra32um,精度要求不算很高。中42的粗植度要求为1.6,045圆柱面对轴有较高的要求为RaO.8um,所以我们要对。45的柱柱面在所有的加工工艺都做完之后进行外圆磨处理，这些在安排加工工艺时也需给予注意。海碳淬火的硬度为58-63HRC,I1.港碳的深度在0.7-1.1画）。所加工出来的囱轮精度在8GK,所用材料为20CrMnTi,由于所要求的精度也不是很高，所以我们这里所加工的齿轮就不用磨齿处理了。23锥齿轮轴的CAD制图首先我们打开AUTOCAD2008软件，打开一个新的草图界面，这里首先画出惟齿轮轴的轴线,接着由锥齿轮轴的e35圆柱表面开始，由左向右依次画出齿轮轴的3542.、45,42,45,53,圆锥面、50X10的键槽等.经过对推齿轮轴的分析，由于锥齿轮轴是轴对称图形，那我们就可以根据CAD软件中的【镜像】功能，所以我们这里只需画出齿轮轴的上半部分,下面我们就可以以齿轮轴的中心线为镜像线镜像处完整的齿轮轴0图2T为镀像后所画出的锥齿轮轴的完整CAD图。惟齿轮轴的CAD造型，大致可以分为两个部分，第一部分可看为阶梯轴的创建，第二部分可看我是锥齿轮的造型。其中，锥齿轮是比较难画的，首先根据116.179尺寸找出节锥顶点，然后再以节锥顶点为顶点，画出长度为108.474的节锥距，角度为162.15度：在节椎顶点处再画出齿根线，角度为164.37度。由冠顶处再画出齿顶线，角度为20.06度，与中心线相交即可。到此就画出了锥齿轮轴的上半部分。然后再用镜像面把锥齿轮轴的上部分以轴中心线为镜像线，镜像出完整的锥齿轮轴，然后再对谁齿轮轴进行标注得到如图27所示。检验，15、热处理，16、研磨中心孔，17、磨外圆端面，18、成品检验，19、清洗、封油、包装、入库。在锥齿轮轴的加工过程中，我们需要的机床有C620车床、X52K组合夹具、Y236创齿机、V1432型磨床。在推齿轮轴的加工过程中，我们设计的工艺路线如表4-1所示。4.2切削用量的选择4.2.1 切削用量的选择原则数控机床加工的切削用量包括切削速度VC（或主轴转速Q、切削深度ap和进给量f,其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量,保证工件的加工痂量。1 .切削深度ap在工艺系统刚性和机床功率允许的条件3尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。当工件的精度要求较高时，则应考虑留仃精加工余量，般为O.1w0.511mO切削深度ap计兑公式：d-da=工/2式中：h-待加工表面外圆直径.单位11mdm一已加工表面外圆直径，单位S2 .切削速度Vc车削光轴切削速度Vc,车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为馔历合金外圆车刀切削速度参考表.切削速度Vc计匏公式：V=也,100式中：d一工件或刀尖的回转宜径,单位mm进给速度的计算：n=1.(XX)×错误!未找到引用源.式中d一一刀具(或工件)直径(nm)；»一一切削速度I倍误!未找到引用源,)4. 2.2切削用量的确定1. 工序O1.一粗车切削用量及基本时间定额的确定1)切削用量背吃刀量即，由工序尺寸及毛坯尺寸可知，车端面背吃刀量即=2.5三,车背面背吃刀量ap=311un:进给量f，根据表查询其进给量的选取范用为061.2m11r,故选取进给量1.Omm/r.切削速度，根据表查询其切削速度的选取范围为160600nmin,由于表面粗糙度要求不高.故取最大值60011min.主轴转速，主轴转速计算公式为：n=1000×错误!未找到引用源.由于V=600m'min,d根据毛坯外圆，取d=76mm,则代入公式计算得：n190rmin.粗车端面时也按照以上的切削参数进行选择，即r=06Er,n=190rmin,2)基本工时J1.t1.,1.,fn代入公式可得：T=45s2. 工序02粘车徒齿轮轴切削用量及基本时间定额的确定1)切削用量背吃刀量错误!未找到引用源.由工序尺寸及毛坯尺寸可知，车端面背吃力量错误！未找到引用源.=0.211m,车背面背吃刀量