口罩熔接齿模的数控工艺编程研究(附件)【字数：6455】
本文论题来自徐州中兴机械厂，口罩熔接齿模是口罩机生产口罩的核心零部件。针对口罩熔接齿模的功能应用及生产现状,从编程优化和工艺难点进行了技术总结。通过选用高效灵活的CAM编程软件,快速便捷的毛坯自动更新，自动识别,缠绕等等功能策略应用,避免了编程时频繁偏置线，筛选孔和面等操作问题，提高了编程效率.结合加工工艺的优化,编程软件的独特刀路计算方式，提升了生产效益。首先充分分析零件的图样，得知其尺寸精度与位置精度。接着对加工路线进行工艺分析，选取合适的毛坯，选择数控机床，确定夹具与刀具，检验加工余量，做出工序步骤，制定机械加工工艺过程卡片。最后选用台滕CK6180数控车床进行粗加工，后用台庭VMC1580数控四轴加工中心进行精密加工。
目录
引言 1
一、齿模零件图纸及结构分析 2
二、齿模加工难点分析 3
（一）编程难点 3
（二）加工难点 3
三、工艺分析 4
（一）毛坯选取 4
（二）机床选择 5
四、制作加工工艺 6
（一）刀具的选择 7
（二）刀具与切削参数选用 8
五、熔接齿模的UG建模 9
（一）UG建模 9
（二）UG建模过程 12
六、仿真加工 13
（一） 创建几何体 13
（二） 创建刀具 13
（三） 铣削圆柱表面小齿、大齿、键槽、凸台、刀刃 17
（四）产品实物 18
七、熔接齿模零件的检测 19
（一） 检测外圆 19
（二）检测粗糙度 20
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录：（熔接齿模数控铣部分程序） 26
引言
随着国外疫情的爆发，市场对kn95等高端口罩需求量空前暴增，口罩机设备及核心零部件供不应求，火爆的市场需求，苛刻的质量要求给齿轮带来了高附加值，吸引各类企业加入了生产计划，[3]却导致口罩机核心零部件熔接齿轮模出现生产效率低，质量不一，寿命短等问题，严重制约着口罩机设备的生产效益，企业需要不断优化齿模生产工艺来提高口罩机核心 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
零部件的供给。口罩熔接齿模结构由许多小齿和标识组成。其圆跳动、同轴度要求在0.005以内，对齿模是否合格起决定性作用。[4]分析齿模加工特点，优化其加工工艺方法、高效、稳定的加工齿模等口罩机的核心零部件至关重要，也是一个技术难点与热点。[5]
具体的分析研究如下：
1.分析零件图纸及结构分析。
2.合理安排工艺路线，选取毛坯、机床、刀具、装夹方案等。
3.用NX软件进行建模，仿真并导出后处理工序。
本文主要论述了离合器行星轮的工艺分析，毛坯选取，机床选择，夹具选择，刀具选择，加工余量的检验，工艺路线的制定及仿真加工流程。
一、齿模零件图纸及结构分析
齿模零件图样来自徐州中兴机械厂，如图11所示。
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图 11 齿模零件图
该零件为kn95口罩熔接齿模零件，材料为DC53。现根据齿模零件图样进行结构分析:
该齿模为旋转体，由许多小型细小锥形齿分布在旋转体上面，还有两个kn95字样在旋转体表面。熔接对口罩的密封性以及过滤效果起着决定性作用，但在熔接中有一个极为关键的零部件(齿模),齿模的主要作用在于口罩生产中的“印花”、熔接、裁切，因此齿模在口罩设计与生产中表现的尤为重要，不仅影响着口罩的加工质量、稳定性与合格率，而且还会影响加工过程中的工艺问题。[6]所以对数控设备与成熟的加工工艺和方法要求严格。
二、齿模加工难点分析
（一）编程难点
齿模生产企业里一都具备加工设备，除此之外还有一最重要的那就是齿模高效加工的NC代码程序，对于各种需求的订单技术人员很是棘手，从而导致千金求程序的现象。
齿模上有500多的小锥形齿，编程时需要投影模型上所有面的曲线，进行偏置编程。
四轴联动开粗刀路，制作复杂耗费时间长，对于生产周期有很大影响。
使用偏置线加工方法遇到模型和齿模复杂时，进行二次清根计算刀路慢，对电脑配置要求较高。配置跟不上对刀路的正常计算生成会有很大影响。
使用偏置的路线加工时，无法进行过切检查。
（二）加工难点
齿模的加工时间长，工序环节多0.005mm的外圆跳动和同轴度、0.01mm全曲面的苛刻精度要求，无论对数控设备还是技术人员来说，都是很大的挑战。[7]
加工的时候需要用到R0.5mm的小道具进行精加工，由于材料硬度高，只能使用小的切削量，因此刀具磨损较快，效率较低等。
在加工小于1mm的齿模齿时，会使用到喷砂和磨削，在这过程中会出现打断、打蹦刀齿模的情况。
在经过热处理与磨削完毕后。0.005mm同轴度和跳动达不到要求。[8]
四轴加工效率低，加工周期长。
三、工艺分析
（一）毛坯选取
此次选取的毛坯为，提前进行数控车床加工准备好的，尺寸精确的半成品。毛坯的选取在生产加工中起着决定性的作用，选取合适的毛坯给加工路线带来良好的开端，其选取条件与尺寸大小、环境因素和加工条件等有关。熔断齿模为旋转体，而DC53模具刚是SKD11进行改良过的新型冷作模具钢，SKD11具有韧性不足，高温回火硬度不足，SKD11将在精密模具制造领域全面代替。SKD11具有被研磨性、被切削性好等众多优点。所以本零件选取的毛坯为DC53的棒料如图31所示。
/
图31 DC53模具钢棒料
（二）机床选择
由于零件的特殊性，首先我们需要选用普通数控车床加工齿模的基本雏形。然后用四轴加工中心进项精密度铣削，主要体现在标识与小齿，针对其加工的特殊性我们采用一夹一顶的装夹方式。原因在于需要定位的基准面为轴两端。所以我们取台滕CK6180数控车床与VMC1580数控加工中心。如图32表33，所示。设备参数图34表35所示。
/
图32 台滕CK6180数控车床
表33 数控车床参数表
机型
单位
CK6180
X,Y,Z轴行程
mm
1200×800×1100
最大切削进给速度
目录
引言 1
一、齿模零件图纸及结构分析 2
二、齿模加工难点分析 3
（一）编程难点 3
（二）加工难点 3
三、工艺分析 4
（一）毛坯选取 4
（二）机床选择 5
四、制作加工工艺 6
（一）刀具的选择 7
（二）刀具与切削参数选用 8
五、熔接齿模的UG建模 9
（一）UG建模 9
（二）UG建模过程 12
六、仿真加工 13
（一） 创建几何体 13
（二） 创建刀具 13
（三） 铣削圆柱表面小齿、大齿、键槽、凸台、刀刃 17
（四）产品实物 18
七、熔接齿模零件的检测 19
（一） 检测外圆 19
（二）检测粗糙度 20
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录：（熔接齿模数控铣部分程序） 26
引言
随着国外疫情的爆发，市场对kn95等高端口罩需求量空前暴增，口罩机设备及核心零部件供不应求，火爆的市场需求，苛刻的质量要求给齿轮带来了高附加值，吸引各类企业加入了生产计划，[3]却导致口罩机核心零部件熔接齿轮模出现生产效率低，质量不一，寿命短等问题，严重制约着口罩机设备的生产效益，企业需要不断优化齿模生产工艺来提高口罩机核心 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
零部件的供给。口罩熔接齿模结构由许多小齿和标识组成。其圆跳动、同轴度要求在0.005以内，对齿模是否合格起决定性作用。[4]分析齿模加工特点，优化其加工工艺方法、高效、稳定的加工齿模等口罩机的核心零部件至关重要，也是一个技术难点与热点。[5]
具体的分析研究如下：
1.分析零件图纸及结构分析。
2.合理安排工艺路线，选取毛坯、机床、刀具、装夹方案等。
3.用NX软件进行建模，仿真并导出后处理工序。
本文主要论述了离合器行星轮的工艺分析，毛坯选取，机床选择，夹具选择，刀具选择，加工余量的检验，工艺路线的制定及仿真加工流程。
一、齿模零件图纸及结构分析
齿模零件图样来自徐州中兴机械厂，如图11所示。
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图 11 齿模零件图
该零件为kn95口罩熔接齿模零件，材料为DC53。现根据齿模零件图样进行结构分析:
该齿模为旋转体，由许多小型细小锥形齿分布在旋转体上面，还有两个kn95字样在旋转体表面。熔接对口罩的密封性以及过滤效果起着决定性作用，但在熔接中有一个极为关键的零部件(齿模),齿模的主要作用在于口罩生产中的“印花”、熔接、裁切，因此齿模在口罩设计与生产中表现的尤为重要，不仅影响着口罩的加工质量、稳定性与合格率，而且还会影响加工过程中的工艺问题。[6]所以对数控设备与成熟的加工工艺和方法要求严格。
二、齿模加工难点分析
（一）编程难点
齿模生产企业里一都具备加工设备，除此之外还有一最重要的那就是齿模高效加工的NC代码程序，对于各种需求的订单技术人员很是棘手，从而导致千金求程序的现象。
齿模上有500多的小锥形齿，编程时需要投影模型上所有面的曲线，进行偏置编程。
四轴联动开粗刀路，制作复杂耗费时间长，对于生产周期有很大影响。
使用偏置线加工方法遇到模型和齿模复杂时，进行二次清根计算刀路慢，对电脑配置要求较高。配置跟不上对刀路的正常计算生成会有很大影响。
使用偏置的路线加工时，无法进行过切检查。
（二）加工难点
齿模的加工时间长，工序环节多0.005mm的外圆跳动和同轴度、0.01mm全曲面的苛刻精度要求，无论对数控设备还是技术人员来说，都是很大的挑战。[7]
加工的时候需要用到R0.5mm的小道具进行精加工，由于材料硬度高，只能使用小的切削量，因此刀具磨损较快，效率较低等。
在加工小于1mm的齿模齿时，会使用到喷砂和磨削，在这过程中会出现打断、打蹦刀齿模的情况。
在经过热处理与磨削完毕后。0.005mm同轴度和跳动达不到要求。[8]
四轴加工效率低，加工周期长。
三、工艺分析
（一）毛坯选取
此次选取的毛坯为，提前进行数控车床加工准备好的，尺寸精确的半成品。毛坯的选取在生产加工中起着决定性的作用，选取合适的毛坯给加工路线带来良好的开端，其选取条件与尺寸大小、环境因素和加工条件等有关。熔断齿模为旋转体，而DC53模具刚是SKD11进行改良过的新型冷作模具钢，SKD11具有韧性不足，高温回火硬度不足，SKD11将在精密模具制造领域全面代替。SKD11具有被研磨性、被切削性好等众多优点。所以本零件选取的毛坯为DC53的棒料如图31所示。
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图31 DC53模具钢棒料
（二）机床选择
由于零件的特殊性，首先我们需要选用普通数控车床加工齿模的基本雏形。然后用四轴加工中心进项精密度铣削，主要体现在标识与小齿，针对其加工的特殊性我们采用一夹一顶的装夹方式。原因在于需要定位的基准面为轴两端。所以我们取台滕CK6180数控车床与VMC1580数控加工中心。如图32表33，所示。设备参数图34表35所示。
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图32 台滕CK6180数控车床
表33 数控车床参数表
机型
单位
CK6180
X,Y,Z轴行程
mm
1200×800×1100
最大切削进给速度
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