二軸三檔齒輪cadcam課程設(shè)計(jì)

1、目錄1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).22 第一章建模分析.43 第二章數(shù)控加工.124 第三章數(shù)控加工仿真.145 第四章CL數(shù)據(jù)的輸出和NC代碼的生成.256 第五章設(shè)計(jì)總結(jié). .277 第六章參考書(shū)目.28 ?機(jī)械CAD/CAM?任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目： 二軸三檔齒輪 零件的CAD/CAM設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的 CAD/CAM課程設(shè)計(jì)是開(kāi)設(shè)?機(jī)械CAD/CAM?課程之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)CAD/CAM技術(shù)的根本原理、根本方法的根底上，著重培養(yǎng)學(xué)生借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和系統(tǒng)集成的綜合應(yīng)用能力。其目的：掌握產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，培養(yǎng)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。掌握零件的計(jì)

2、算機(jī)輔助制造過(guò)程和方法，培養(yǎng)數(shù)控編程及加工仿真的能力。通過(guò)應(yīng)用PRO/ENGINEER，訓(xùn)練和提高CAD/CAM的根底技能。三、設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)以某一具體的機(jī)械零件為設(shè)計(jì)對(duì)象零件圖見(jiàn)附圖。主要設(shè)計(jì)任務(wù)：1、熟悉并掌握大型機(jī)械CAD/CAM軟件PRO/ENGINEER的草繪模塊、零件模塊、制造模塊及仿真模塊的功能及建模原理。2、進(jìn)行零件的參數(shù)化功能定義、三維實(shí)體零件的特征造型，最終完成零件的造型設(shè)計(jì)。3、進(jìn)行機(jī)床選擇、刀具選擇及加工參數(shù)設(shè)置，生成零件數(shù)控加工的相關(guān)文件。如刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單和數(shù)控加工代碼等。并對(duì)零件進(jìn)行加工仿真以檢查設(shè)計(jì)結(jié)果是否正確合理。4、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。四、設(shè)計(jì)要求

3、1、要求設(shè)計(jì)過(guò)程在計(jì)算機(jī)上完成。2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)用計(jì)算機(jī)打印B5紙，1萬(wàn)字左右。正文：宋體五號(hào)，單倍行距；頁(yè)眉：宋體小五號(hào)，內(nèi)容包括班級(jí)，姓名，“CAD/CAM課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)字樣；頁(yè)腳：右下腳頁(yè)碼。3、設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)包括：課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)過(guò)程的說(shuō)明和階段結(jié)果。附零件三維圖、加工代碼、零件原圖紙等內(nèi)容4、嚴(yán)禁抄襲和請(qǐng)人代做，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，成績(jī)計(jì)為零分并上報(bào)教務(wù)處。五、設(shè)計(jì)內(nèi)容及時(shí)間分配準(zhǔn)備工作：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，收集資料1天熟悉PRO/ENGINEER Wildfire 3.0，并進(jìn)行零件的三維造型。 進(jìn)行零件的數(shù)控加工。 4天進(jìn)行零件的數(shù)控加工。

4、3天編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 1天設(shè)計(jì)結(jié)果提交及辯論。 1天六、參考資料有關(guān)PRO/ENGINEER軟件的參考書(shū)及數(shù)控加工工藝的參考書(shū)。如PRO/ENGNEER Wildfire 3.0的根底訓(xùn)練教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的零件設(shè)計(jì)教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的數(shù)控加工教程等等。七、成績(jī)?cè)u(píng)定采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)評(píng)分制。主要考察：課程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性：設(shè)計(jì)過(guò)程的態(tài)度和出勤率；軟件的熟悉程度；設(shè)計(jì)結(jié)果的正確合理性；辯論情況。 學(xué)生簽名: 日期: 評(píng)閱意見(jiàn)： _ 教師簽名： 日期： 第一章 建模分析 在菜單欄選取【文件】下拉菜單，

5、選取【新建】選項(xiàng)，系統(tǒng)將彈出如圖1-1所示的【新增】對(duì)話框，選中其中的【零件】單項(xiàng)選擇按鈕，在【名字】編輯框中輸入“zwp。單擊對(duì)話框下部的按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模圖1-1 【新增】對(duì)話框 圖1-2 【文件選項(xiàng)】對(duì)話框 進(jìn)入菜單欄中工具參數(shù)，然后添加并設(shè)定以下參數(shù)，如圖1-3Mn= (代表法面模數(shù)) =24 (代表齒數(shù))an=20 (代表法向壓力角)Beta= 左 (代表齒輪螺旋角)=16代表齒輪寬度hax代表齒頂系數(shù)hfx=0.25代表齒根系數(shù)Xn 圖1-3 齒輪參數(shù)表1.2 繪制四個(gè)圓草繪曲線,分別繪制四個(gè)圓，分別代表齒頂圓，分度圓，齒根圓，基圓，并添加關(guān)系式圖1-4控制菜單欄工具關(guān)系，得到

6、圖1-5. 圖1-4 關(guān)系式 圖15 繪制四個(gè)圓 點(diǎn)選繪制曲線的圖標(biāo)，然后選從方程圖16，再選笛卡爾坐標(biāo)系，然后再選第三步建立的坐標(biāo)系然后定義方程：1依次在主菜單上單擊 “插入 “模型基準(zhǔn) “曲線，或者在工具欄上單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“曲線選項(xiàng)菜單管理器，如圖1-72在“曲線選項(xiàng)菜單管理器上依次單擊 “從方程 “完成，彈出“得到坐標(biāo)系菜單管理器，如圖1-8在繪圖區(qū)單擊選取系統(tǒng)坐標(biāo)系為曲線的坐標(biāo)系，彈出“設(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型菜單管理器，4在“設(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型菜單管理器中單擊 “笛卡爾，系統(tǒng)彈出一個(gè)記事本窗口；5在彈出的記事本窗口中輸入曲線的方程，如下：ang=90*tr=db/2s=PI*r*t/2xc=r*c

7、os(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=06保存數(shù)據(jù)，退出記事本，完成后的曲線如圖19所示；圖1-6方程對(duì)話框 圖1-7曲線選項(xiàng)菜單 圖1-8坐標(biāo)系設(shè)置 圖1-9 漸開(kāi)線圖 鏡像漸開(kāi)線單擊基準(zhǔn)平面工具，按住Ctrl連續(xù)選擇DTM1和軸線A-1，然后輸入旋轉(zhuǎn)角度360/4*24=，單擊確定完成DTM2的創(chuàng)立，以DTM2為對(duì)稱平面鏡像漸開(kāi)線 如圖1-11 圖1-10基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)面基準(zhǔn)軸 圖1-11 鏡像圖1.5 創(chuàng)立齒根圓和第一個(gè)齒輪廓圖1-12 齒根圓 圖1-13 第一個(gè)齒輪廓1.6 創(chuàng)立第一個(gè)齒 復(fù)制旋轉(zhuǎn)2*arcsinb*tgbe

8、ta/d截面，在創(chuàng)立分度圓面畫(huà)投影線。掃描混合生成第一個(gè)齒如圖1-15 圖1-14 旋轉(zhuǎn)的截面 圖1-15掃描混合第一個(gè)齒 點(diǎn)擊陣列按鈕，然后選擇混合生成的第一個(gè)齒如圖1-15，選擇中心軸為陣列中心，數(shù)量為24個(gè)，角度間隔為360/24=15具體參數(shù)如圖1-16， 陣列效果如圖117，然后生成的齒輪如圖1-18圖1-16 陣列設(shè)置選項(xiàng) 圖1-17 陣列效果 圖1-18陣列生成的其他齒 點(diǎn)擊按鈕，選擇齒輪另一個(gè)端面為草繪平面草繪截面截面如圖1-19，拉伸效果如圖1-20圖1-19 草繪截面 圖1-20拉伸結(jié)果圖1.10 拉伸42H的圓柱點(diǎn)擊按鈕，選擇46圓柱端面為草繪平面草繪截面截面如圖1-21

9、，拉伸參數(shù)如圖1-22，拉伸效果如圖1-23 圖1-21草繪截面 圖1-23拉伸結(jié)果圖 圖1-22拉伸選項(xiàng)設(shè)置1.11 拉 點(diǎn)擊拉伸工具，選擇斜齒輪的端面為草繪平面繪制直徑46的圓進(jìn)行拉伸，得到效果如圖1-24 1-24 拉伸效果圖1.12 拉35的通孔點(diǎn)擊拉伸工具，選擇42的端面為草繪平面繪制直徑35的圓進(jìn)行拉伸，得到效果圖1-25 1-25 拉伸效果圖 1.13 鉆點(diǎn)擊孔工具，以齒底圓面為基準(zhǔn)，得到圖上陣列3個(gè)。 1-26 孔 1-27 結(jié)果圖 對(duì)其進(jìn)行圓角，倒角和一些小的地方的修改，得到下面正反面的零件圖。 零件圖第二章數(shù)控加工2.1 機(jī)床選擇 由于為齒輪，而且齒輪厚度太薄，不利于車(chē)床裝

10、夾，而且加工精度比擬高，并且都是外表銑削和孔的制造，加工外表比擬多，所以我們選擇數(shù)控銑床，可以減少裝夾次數(shù)。孔用鉆孔加工解決。零件的工藝分析1平面加工：兩個(gè)端面的粗糙度要求為Ra=1.6，故為精加工，故為粗銑-半精銑-精銑2孔的加工：一個(gè)350的孔，粗糙度要求為Ra=0.8。3直徑46的外圓加工：粗糙度要求Ra=3.2，故為半精加工，故為粗銑半精銑刀具的選擇及材料 表2-1 刀具及其材料表序號(hào)編號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工外表備注1T000116硬質(zhì)合金立銑刀1粗銑上下端面2T000220硬質(zhì)合金立銑刀1半精銑上下端面3T000325硬質(zhì)合金立銑刀1精銑上下端面4T000410R高速鋼外圓球銑刀1粗

11、銑直徑46的外圓5T00058R高速鋼外圓球銑刀1半精銑直徑46的外圓6T000620根本鉆頭1鉆孔7T000732根本鉆頭1鉆孔8T000835鉸刀1餃孔9T000915倒角刀1倒4510T0010根本鉆頭1鉆11T0011R1硬質(zhì)合金立銑刀1銑底面兩凹槽 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工外表的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:毛坯上下端面留余量3mm。銑削端面時(shí)候分三步，粗銑留余量1mm，半精銑留余量0.3mm，精銑完成加工。而且數(shù)控機(jī)床上銑平面時(shí)候應(yīng)采用硬質(zhì)合金刀片銑刀。粗銑時(shí)候刀直徑小一些減少切削扭矩，精銑刀直徑大一些，最好包容待加工外表的整個(gè)寬度凹槽加工因?yàn)闆](méi)什么要求，

12、故一次加工完成。高速鋼立銑刀多用于加工凹槽和凸臺(tái)。所以用高速鋼立銑刀加工凹槽孔加工：加工IT7級(jí)的孔，一般孔徑小于12時(shí)候采用鉆，粗餃，精鉸。當(dāng)孔徑為12-60mm時(shí)候?yàn)殂@，擴(kuò)，粗餃，精鉸。當(dāng)工件外表粗糙度要求為Ra12.5-25時(shí)候，如果加工余量小于5mm粗銑一次加工就可以完成要求；但在加工余量特別大而且機(jī)床剛性缺乏時(shí)候可分屢次進(jìn)給加工。表2-2 工序參數(shù)表工步號(hào)工 步 內(nèi) 容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm備注1粗銑兩端面T00011610006001自動(dòng)2半精銑端面T0002207508000.7自動(dòng)3精銑端面T000325700900自動(dòng)4粗銑直徑4

13、6的外圓 T000410R1000400自動(dòng)5半精銑直徑46的外圓T00058R1000350自動(dòng)6鉆孔T0006201200350自動(dòng)7鉆孔T0007321200350自動(dòng)8餃孔T0008351200350自動(dòng)9倒角T009151200800自動(dòng)10鉆T00101200200自動(dòng)11銑底面兩凹槽T0011R11000400自動(dòng)第三章 數(shù)控加工仿真3.1：新建制造文件 在制造模型中以默認(rèn)方式裝配參照原件。 圖3-1 新建對(duì)話框 圖3-2 裝配選項(xiàng)圖3-3 缺省裝配 圖3-4 裝配效果圖毛坯上下外表留下余量查參考文獻(xiàn)，上下端面的余量點(diǎn)擊，得到圖3-5，設(shè)置如圖3-5，得到圖3-6的工件效果圖。

14、圖3-5 工件參數(shù)設(shè)置 圖3-6 工件效果圖 3.3：設(shè)置車(chē)床參數(shù)點(diǎn)擊步驟操作，然后彈出設(shè)置對(duì)話框如圖3-7，選擇銑床如圖3-7。設(shè)置加工零點(diǎn)ACS1如圖3-8。再設(shè)置退刀平面為z軸上面30mm如圖3-9. 3-7機(jī)床操作設(shè)置 圖3-8加工零點(diǎn) 圖3-9 退刀面設(shè)置 A、粗加工點(diǎn)擊，彈出菜單欄設(shè)置進(jìn)行圖3-10的序列設(shè)置，點(diǎn)完成彈出刀具幾何設(shè)置如圖3-11進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)應(yīng)用，再點(diǎn)確定，彈出加工參數(shù)如圖3-12進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成后，彈出曲面選擇，點(diǎn)進(jìn)行銑削窗口設(shè)置，選擇銑削窗口-1作為曲面選擇如圖3-13.完成后，彈出退刀面窗口，進(jìn)行圖3-14的設(shè)置，再進(jìn)行屏幕演示得到圖3-15的效果圖和NC檢測(cè)

15、圖3-16. 圖3-10序列設(shè)置 圖3-11 刀具設(shè)置 圖3-12 參數(shù)設(shè)置 圖3-13 曲面選擇 圖3-14 退刀設(shè)置 圖3-15 屏幕演示 圖3-16 NC檢測(cè)結(jié)果 B、半精加工和精加工 方法同A，半精加工的余量于0.7mm，精加工的余量于0.3mm。A、粗加工點(diǎn)擊，彈出菜單欄設(shè)置進(jìn)行圖3-17的序列設(shè)置，點(diǎn)完成彈出刀具幾何設(shè)置如圖3-18進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)應(yīng)用，再點(diǎn)確定，彈出加工參數(shù)如圖3-19進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成后，坐標(biāo)系選ACS2，彈出退刀面窗口，進(jìn)行圖3-20.的設(shè)置，完成后，彈出曲面選擇，點(diǎn)進(jìn)行銑削窗口設(shè)置，選擇銑削窗口-2作為曲面選擇如圖3-21，再進(jìn)行屏幕演示得到圖3-22的效果圖和

16、NC檢測(cè)圖3-23。 3-17 序列設(shè)置 3-18 刀具設(shè)置 3-19 參數(shù)設(shè)置 3-20 退刀設(shè)置 3-21 曲面選擇 3-22 屏幕演示 3-23 NC檢測(cè)結(jié)果 B、半精加工和精加工 方法同A，半精加工的余量于0.7mm，精加工的余量于0.3mm。點(diǎn)擊，彈出菜單欄設(shè)置進(jìn)行圖3-24的序列設(shè)置，點(diǎn)完成彈出刀具幾何設(shè)置，點(diǎn)新建，刀具如圖3-25進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)應(yīng)用，再點(diǎn)確定，彈出加工參數(shù)如圖3-26進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成后，坐標(biāo)系選ACS1，彈出退刀面窗口，進(jìn)行圖3-27.的設(shè)置，完成后，彈出曲面選擇，點(diǎn)進(jìn)行銑削窗口如圖3-28設(shè)置，選擇該銑削窗口作為曲面選擇，再進(jìn)行屏幕演示得到圖3-29的效果圖和N

17、C檢測(cè)圖3-30。 3-24 序列設(shè)置 3-25 刀具設(shè)置 3-26 參數(shù)設(shè)置 3-27 退刀設(shè)置 3-28 銑削窗口 3-29 屏幕演示 3-30 NC檢測(cè)結(jié)果 易知這個(gè)孔需三步加工，鉆，擴(kuò)，鉸鉆孔20 點(diǎn)，彈出新建序列設(shè)置如圖3-31，刀具根本鉆頭設(shè)置如圖3-32，序列參數(shù)如圖3-33，NC檢測(cè)結(jié)果如圖3-34。 3-31 序列設(shè)置 3-32 刀具設(shè)置 3-33 參數(shù)設(shè)置 3-34 NC檢測(cè)2擴(kuò)孔32，刀具設(shè)置如圖3-35，序列參數(shù)如圖3-36，孔選取對(duì)話框如圖3-37，NC檢測(cè)結(jié)果如圖3-38 3-35 刀具設(shè)置 3-36 參數(shù)設(shè)置 3-37 孔選擇 3-38 NC檢測(cè)餃孔 刀具設(shè)置如圖

18、3-39，工序參數(shù)如圖3-40，NC結(jié)果如圖3-41 3-39 刀具設(shè)置 3-41 NC檢測(cè)3-40 參數(shù)設(shè)置45 點(diǎn) 軌跡工具，刀具設(shè)置倒角如圖3-41，參數(shù)設(shè)置如圖3-42，軌跡鏈的選擇如圖3-43，NC檢測(cè)圖3-44 3-41 刀具設(shè)置 3-43 軌跡鏈的選擇 3-42 參數(shù)設(shè)置 3-44 NC檢測(cè)CL數(shù)據(jù)的輸出和NC代碼的生成單擊菜單管理器中的【制造】|【輸出】|【NC序列】選項(xiàng)，在“NC序列列表菜單下選擇容器銑削序列,在【軌跡】菜單下選擇【文件】選項(xiàng)，在【輸出類(lèi)型】菜單下選擇下選中“MCD文件和“計(jì)算CL選項(xiàng)，單擊“完成選項(xiàng)，彈出“保存副本對(duì)話框。輸入CL文件的名稱為seq0004，

19、單擊“確定按鈕，彈出“后置期處理選項(xiàng)，完成后，單擊“完成，彈出“后處理列表菜單，經(jīng)過(guò)刀具計(jì)算生成刀位文件，將其轉(zhuǎn)換為NC代碼文件，此過(guò)程成為后處理。單擊“關(guān)閉窗口，在單擊【Done Output】|【完成/返回】選項(xiàng)。圖4-1輸出文件設(shè)置 圖4-2 序列選擇 圖4-3 完成輸出翻開(kāi)工作目錄，選擇seq0004.Tap文件，用記事本翻開(kāi)，便可看到生成的NC代碼文件，局部代碼如下所示G代碼%G71O0004(E:ncjiagongseq0004.ncl.1)(07/08/10-12:14:22)N0010T4M06S700M03Z2.G01Z-.3F900.Z30.Z30.Z30.Z30.Z30.Z30.G01Z-2.Z30.M30%第五章設(shè)計(jì)總結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期多左右，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，發(fā)