第４０卷第１ １期・学术 ＶｏＩ．４０ ＮＯＶ．１ １ 湖南农机 ２Ｏ１３年１ １月 ＮＯＶ．２０１ ３ ＨＵＮＡＮ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ 基于典型齿轮零件的数控工艺分析与加工 聂荣臻 （常州刘国钧高等职业技术学校，江苏 常州 ２１３００１） 摘要：文章根据该齿轮零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确 定了该零件的装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，最后，采用手工编程编 制了该零件的数控加工程序。 关键词：齿轮零件；手工编程；数控加工 中图分类号：ＴＧ６１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—８３２０（２０１３）１１－０１３０－０２ ＣＮＣ ｇｅａｒ ｐａｒｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＮｌＥ Ｒｏｎｇ一 ｅｎ （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｌｉｕｇｕｏｊｕｎ ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｃｈｏｏｌｓ，Ｃｈａｎｇｚｈｏ￣Ｊｉｎｇｓｕ ２１３００１，ａＣｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｔｉｃｌｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｐａｒｔｓ ｄｒａｗｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｐａｒｔｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｐａａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｍｅａｎｓ， ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｏｏｌｓ，ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ，ｓｔｅｐ ｉｎｔｏ，ｔａｋｅ ｔｈｅ ｋｎｉｆｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｌｉｎｅ， ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｕａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐａｒｔｓ ｐｒｏｇｒａｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｅａｒ ｐａｒｔｓ；Ｍａｎｕａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ；，ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ １ 零件的结构工艺性分析 工艺路线的拟定。根据数控加工的特点，该零件数控工序 的划分可按下列方法进行：①以一次安装、加工作为一道工 序。②以同一把刀具加工的内容划分工序。③以加工部位划分 要求。一般精加工的背吃刀量为Ｏ．１～０．３ｍｍ。此齿轮零件精加 工选择的转速应该为：１２００转／ｍｉｎ，背吃刀量应该选择大约 ０．３ｍｍ。 （２）刀具的选择。根据加工要求需选择刀具如下：１号刀 机夹车刀（硬质合金可转位刀片，副偏角Ｋｒ 大于５０度）；２ 号刀宽１６ｍｍ的硬质合金切槽刀；３号刀Ａ４中心钻；４号刀口 １０锥柄麻花钻；５号刀 ５０元宝刀；６号刀Ｒ６球头刀。 工序。④以粗、精加工划分工序。 ２齿轮零件的数控Ｊｊ￣－ｒ－ｒ序设计 （１）切削用量的确定。此齿轮零件粗加工选择的转速应该 为：８００转／ｒａｉｎ，背吃刀量应该选择大约１￣５ｍｍ通常工件留 出一定的精加工余量，通过精加工来实现图样上提出的技术 （３）工序与工步的划分：①为装夹零件左端加工零件右端 面和外型面。②掉头装夹零件右端加工零件左端面和外型面。 ③卸下零件装夹在加工中心上加工内腔。④卸下零件装夹在 滚齿机上。 工序１：为装夹零件右端加工零件左端内外型面 数控加工 工厂 产品名称或代号 ＳＫ０５５５４ 零件名称 齿轮 材料 ４０Ｃｒ 零件图号 ＳＮＴ—ＪＺＱ－Ｏ００５４ 工序卡 工序号 １ 程序号编 ００００１ 夹具 三爪自定心卡盘 设备名称 ＳＣ６１５０型数控车床 车间 机加工车间 工步号 １ ２ ３ 工步内容 车平右端面 右端外轮廓 右端轮廓精加工 刀具号 Ｔ１ Ｔ１ Ｔ１ 主轴转速ｒ．ｍｉｎ一１） 进给速度 （ｍｍ．ｒ一－１） 背吃刀量／ｍｍ ８０ｏ ６００ １２００ ０．１ ０．１５ ０．０８ Ｏ－５ １ ０．５ 备注 算，因此采用手工编程，分为左端加工程序和右端加工程序， ３齿轮零件加工程序 由于该零件轮廓主要由直线和圆弧构成，不需要复杂计 收稿日期：２０１３—０９—２５ 作者简介：聂荣臻（１９６９一），男，实验师，主要研究方向：数控、模 具加工。 所选机床系统为ＦＡＮＵＣＳＣ６１５０型数控车床。 具体程序如下： 参考程序：（采用ＦＡＮＵＣ—ＯＴＤ系统编程，外置刀架） 程序一（右端） ００００１ （程序号） 第４０卷第１ １期 聂荣臻：基于典型齿轮零件的数控工艺分析与加工 １３１ 工序２：掉头装夹零件左端加工零件右端内外型面 工厂 数控加工 产品名称 零件名称 材料 零件图号 工序卡 ＳＫ０５５５４ 齿轮 Ｃｒ ＳＮＴ—ＪＺＱ－０００５４ 工序号 程序号 夹具 设备名称 车间 ２ ０ｏｏ０２ 三爪自定心 ＳＣ６１５０型数控车床 机加工车间 工步号 工步内容 刀具号 主轴转速（ｒ．ｍｉｎ一１） 进给速度 （ｍｍ．卜１） 背吃刀量／ａｒｍ 备注 １ 车端面并控制总长在 Ｔ１ ８００ ０．１ １ １００±Ｏ．５ｍｍ内 ２ 零件左端外轮廓 Ｔ１ ６００ ０．１５ １ ３ 零件左端外轮廓 Ｔ１ １２００ Ｏ．１ ０．２ ４ 切槽加工 Ｔ２ ４００ ０．０５ ２ ｝５ 点钻 Ｔ３ １０００ Ｏ．２ ｌ０Ｏ ＮＩＯ Ｇ９９ Ｇ９７ Ｍ０３￥８００（主轴正转，转速为８００转每 ｌｍｍ，退刀量为２ｒａｍ） 分钟） Ｎ２１０ Ｃ７１ Ｐ８０ Ｑ１５Ｏ Ｕ０．５ ＷＯ．１ Ｆ０．１５（粗车循环 Ｎ２０ Ｔ０１０１ Ｍ０８ （换ＴＯ１并建立刀补，开 从程序段Ｎ８０到Ｎ１５０，ｘ轴的精加工余量为０．５，ｚ轴的精加 冷却液） 工余量为０．１，进给速度为每转０．１５ｒａｍ） Ｎ３０ Ｇ００ Ｘ１６０ Ｚ０ （快速接近工件端面的 Ｎ２２０ ＣＯ１ Ｘ１６０ Ｓ１２００ Ｆ０．１（精车时主轴转速为 径外向，准备车端面） １２００每分钟，进给速度为每转Ｏ．Ｉｍｍ） Ｎ４０ ＧＯＩ Ｇ９９ Ｘ一０．５ １７０．１ （车端面，采用转进给， Ｎ２３０ Ｚ ２ （快速移动至循环起点） 进给速度为每转０．Ｉｍｍ） Ｎ２４０ Ｇ０１ Ｘ１２６＿８ （车 １２６．８的外圆） Ｎ５０ ＧＯ０ Ｘ１６０ Ｚ３ （快速移动至循环起点） Ｎ２５０ ＺＯ （准备倒角） Ｎ６０ Ｇ７１ Ｕ１ Ｒ２ （采用Ｇ７１循环，进刀量为 Ｎ２６０ Ｘ１４２．８ Ｚ一８ （倒角） ｌｍｍ，退刀量为２ｒｎｍ） Ｎ２７０ Ｚ一２１ （车１４２．８的圆） Ｎ７０ Ｇ７１ Ｐ８０ Ｑ１５Ｏ Ｕ０．５ Ｗ０．１ ＦＯ．１５（粗车循环 Ｎ２８０ Ｘ１５６ （准备倒角） 从程序段Ｎ８０到Ｎ１５０，Ｘ轴的精加工余量为０．５，ｚ轴的精加 Ｎ２９０ ＧＯ１ Ｘ１５７ ｚ一２２（倒角） 工余量为Ｏ．１，进给速度为每转０．１５ｒａｍ） Ｎ３００ Ｚ一３６．６ （车 １５７的外圆） Ｎ８０ ＧＯ１ Ｘ１６０ Ｓ１２００ ＦＯ．１（精车时主轴转速为 Ｎ３１０ Ｘ１６０ （退刀） １２００每分钟，进给速度为每转０．１ｍｍ） Ｎ３２０ Ｍ５ Ｍ０９ （主轴停止羚却液关） Ｎ９０ Ｚ ２ （快速移动至循环起点） Ｎ３３０ Ｍ３０ （程序结束，回换刀点） Ｎ１００ Ｇ０１ Ｘ１２６．８ （车 １２６．８的外圆） 程序二（左端略） Ｎ９０ ＺＯ （准备倒角） 加工中心程序（略） Ｎ９０ Ｘ１４２．８ ｚ一８ （倒角） 编程时的注意事项： ＮＩＯ０ Ｚ一２１ （车１４２．８的圆） （１）用Ｇ７１循环时，精加工程序段第一个程序段中不能包 Ｎ１１０ Ｘ１５６ （准备倒角） 含ｚ向坐标，否则数控系统报警。 Ｎ１２０ ＣＯ１ Ｘ１５７ Ｚ一２２ （倒角） （２）螺纹加工时应在螺纹总长中加入导入量和导出量。 Ｎ１３０ ｚ一３６．６ （车 １５７的外圆） （３）“／”为程序跳跃符合。如果粗加工后不进行零件测量， Ｎ１４０ Ｘ１６０ （退刀） 刀具不补偿，打开“程序跳动按钮”所有程序段开头带有“／”将 Ｎ１５０ Ｍ５ Ｍ０９ （主轴停止，冷却液关） 跳。 Ｎ１６０ ＭＯＯ （停转测量调整刀补准备精 加工） ４ 结语 Ｎ１７０ Ｍ３ Ｓ１２００ Ｆ８０ Ｍ８ Ｇ００ Ｘ１６０ Ｚ０（快速接 总之，通过数控工艺分析及编程加工使自身技术和水平 近工件端面的径外向，准备车端面） 得到了提高，在自身的教学工作中尤其是实训环节教学尽量 Ｎ１８０ ＣＯ１ Ｇ９９ ｘ一０．５ ＦＯ．１（车端面，采用转进给， 采用理论教学与实训相结合均一体化教学，使学生掌握数控 进给速度为每转０．１ｍｍ） 加工技术要领。 Ｎ１９０ ＧＯ０ Ｘ１６０ Ｚ３ （快速移动至循环起点） Ｎ２００ Ｇ７１ Ｕ１ Ｒ２ （采用Ｇ７１循环，进刀量为