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齿轮轴加工工艺及程序编制

毕业论文 ziyuan 4个月前 (03-16) 68次浏览 已收录 0个评论

齿轮轴加工工艺及程序编制

摘 要:对着计算机技术的飞速发展和广泛应用,机械制造业正在发生异常深刻地技术革命,随着这场革命的开始与结束,机械行业发生了巨大的改变,不仅从自身技术上而且从管理技术方面都发生了改变。本文的研究对象主要是从齿轮的加工分析,经过毛坯的选材到加工成型的一系列过程分析进行研究。
关键词:齿轮;加工工艺分析;数控编程
引言:近年来,各国的学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究,同时也取得了很好的成就,加工制造工艺的所产生的效果主要表现在产品的的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗。目前常采用的研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律,实用、方便。通过实验建模,将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来,建立描述特种加工工艺规律的可扩张性开放系统的条件逐渐成熟。尤其是齿轮轴的加工工艺还需要把握好这个机遇期。
一、齿轮的主要技术要求分析
(一)齿轮零件的结构分析。在制作齿轮轴的前提是要熟悉并了解该零件的用途、性能和工作条件及在整个产品中的位置、作用、装配关系等,在对其进行工艺分析。首先,检查零件的图样是否完整、准确。具体要检查图纸是否正确,数据是否完整、齐全、合理。其次,要审查零件材料忽然结构工艺性是否合理。若发现问题,要进行解决。
(二)齿轮零件的加工工艺。零件是机械加工常用的零件,起着一定的作用,为此,它必须满足三方面的性能要求:传递运动的准确性、平稳性以及载荷分布的均匀性。初次之外,齿轮啮合侧应该有一定的间隙,正因为要保证这些精度的要求,所以齿形加工成为齿轮生产的关键。
二、齿轮加工及工艺分析
(一)齿轮零件的材料及毛坯和热处理。毛坯的材料直接影响齿轮的质量。选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法和制造精度。在目前毛坯材料中,金属材料是最值得采用的,因为这种材料不仅具有良好的综合力学性能,并且可通过热处理、加工硬化等手段大幅调整其各种性能,降低成本。选择毛坯时要考虑到以下因素:1.根据齿轮的工艺特性进行选择;2.根据零件的结构形状大小进行选择;3.根据生产批量的大小进行选择材料;
4.根据现有的生产条件进行选择;5.可以考虑用新的技术、新的工艺、新的材料,这样不仅能节省材料和能源,而且还能大大提高经济效益。
(二)确定齿轮加工工艺过程分析
1.确定加工表面方案。加工方案又称工艺方案,数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。在具体的加工过程中由于加工对象的不确定性,极其受到很多因素的影响在加工时要具体分析和区别对待。只有这样,才能使所制定的加工方案合理,从而达到质量优、效率高和成本低的目的。在制定加工方案时要注意原则:先粗后精。为了提高生产效率并保证零件的精加工质量,在切削加工时,应该先进行粗加工工序,在较短的时间内,将精加工前大量的加工余量去掉,同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。
2.选择定位基准
(1)粗基准的选择。合理化选择促基准直接影响到各个加工余量的分配,以及加工表面和不加工表面的相互位置关系,在选择粗基准时应该遵循的原则有:首先,为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选择不加工表面为粗基准;其次,为保证重要加工面的余量均匀,应选择重要加工面为粗基准;再次,为保证各个加工表面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量最小的面为粗基准;最后,粗基准比较粗糙并且精度较低,一般在同一尺寸方向上不应重复使用;作为粗基准的表面,应尽量平整。
(2)精基准的选择。选择精基准主要考虑如何减少加工误差,保证加工精度,使工件装夹方便,并且使此次的加工制造更为经济,容易。在整个制作过程中,除了第一道工序采用粗基准外,其他工序都使用精基准。
(3)定位基准的选择。任何零件的表面加工顺序在很大程度上都与各工序定位基准的选择有关,因为各阶段的开始总是先加工定位基准面,也就是先行工序必须为后续工序准备好定位基准。像轴类零件的定位基准,最常见的为两中心孔,因为轴类零件各外圆表面,锥孔,螺纹表面的同轴度,以及端面对旋转轴线的垂直度,均与主轴的轴线有关。若用两中心孔定位,就能符合基准重合的原则,而且,用中心孔作定位基准,能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆和端面,这也很符合基准统一的原则。主轴的工艺过程中,半精车,精车,粗磨和精磨各部外圆和端面等工序,都是以中心孔作为定位基准,而该零件为带通孔的主轴零件,在加工过程中,作为定位基准的中心孔,因钻出通孔而消失,为了在通孔加工后还能使用中心孔定位基准,所以采用带有中心孔的锥套心轴。
三、齿轮加工工艺过程
从以上的叙述可以看到,加工一个齿轮大致要经过以下程序:毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、热处理、精基准修正以及齿形精加工等。概括起来的阶段主要有:齿坯加工阶段、齿形加工阶段、热处理阶段和齿形精加工阶段。
第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。因为齿轮的传动精度主要取决与齿形精度和齿距分布均匀性,而它们与切齿时采用的定位基准的精度有直接的关系。所以,在这个阶段中主要是为下个阶段准备。第二阶段是齿形加工。对于不需要淬火的齿轮,一般这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段,经过这个阶段就应当加工出完全符合图纸要求的齿轮来。对于需要淬火的齿轮,必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度来。第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要是对齿面的淬火处理,使齿面达到硬度要求。最后的阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的是为了修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形。
四、对完成的齿轮进行检查
齿轮加工后应该按照图纸提出的技术要求进行验收,在齿轮加工过程中的检验主要是帮助并及时发现问题,预防该零件为次品,因此要加强首检合抽检,具体方法有:齿坯加工后注意检查基准孔尺寸精度及端面跳动:切齿(滚齿、插齿)后检查齿圈径向的跳动,抽检公法线长度及其变动,抽查齿形及齿向精度:修孔后检验孔径及端面跳动:完成后进行综合检查验收,齿轮检查的项目及抽验的百分百,应根据齿轮的重要性、工艺稳定性及检验设备的具体条件而定。
五、结束语
随着市场上产品的不断更新和对零件精度的更高要求,许多技术已经不能满足要求,在机械行业里,一个小的零件都能代表了一个国家的设计、制作的水平。上述文字中叙述了齿轮的制作工艺及程序的编制。齿轮的完成涉及到很多方面,从设计、工艺、刀具、数控程序的编制到最后的数控加工,这是一门综合性的专业技术,在整个过程中,需要注意很多细节部分。为了能够更好的适应时代进步的步伐,能够更好的完成机械制造代替手工制作,新的技术、新的材料的应用也是必须的。
参考文献
[1]张煜袁机械制图.苏州大学出版社.2009.09
[2]赵长明袁刘万菊袁数控加工工艺及设备袁高等教育出版社.2008.07
[3]苏春袁计算机辅助设计.机械工业出版社.2009.05
[4]孟少龙袁机械加工工艺手册地 1 卷袁机械工业出版社.2009.12

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