大作業(yè)之CADCAMCAE設計實踐

CAD/CAM/CAE設計實踐第5頁共14頁成績：《CAD/CAM/CAE設計實踐》大作業(yè)課程：CAD/CAM/CAE設計實踐學期：2011～2012學年第一學期教師：陶林時間：2011年11月20姓名（學號）：***************年級、專業(yè)：2008級*****本西南交通大學峨眉校區(qū)機械工程系單級圓柱齒輪減速器的CAD/CAM/CAE設計單級圓柱齒輪減速器CAD/CAM/CAE設計的意義現(xiàn)代化的例如減速器這類產(chǎn)品模具的制造加工業(yè)，應以使用模具CAD/CAE/CAM技術來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的產(chǎn)品生產(chǎn)為目標以適應用戶對產(chǎn)品個性化的不斷追求。在我國，有許多企業(yè)大都憑經(jīng)驗或已經(jīng)在設計、制造等方面分散使用CAD、CAE、CAM單項技術來實現(xiàn)生產(chǎn)，這種“自動化孤島”的生產(chǎn)方法已不再適應社會的發(fā)展。國外推廣CAD/CAE/CAM技術成功的經(jīng)驗表明：企業(yè)取得顯著效益，很多是從集成應用中得到的，而不是單項應用的結(jié)果。從CAD/CAE/CAM一體化的角度來說，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效。其主要意義體現(xiàn)在如下四個方面：提高產(chǎn)品設計質(zhì)量；縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；降低生產(chǎn)成本；提高管理水平。單級圓柱齒輪減速器的CAD過程創(chuàng)建單級圓柱齒輪減速器下箱體首先用“拉伸”、“拉伸剪切”等功能創(chuàng)建減速器下箱體的基體；其次用“拉伸”功能功能創(chuàng)建底座，然后“拉伸”、“拉伸剪切”、“基準軸”、“基準面”、“筋”、“鏡像”、“掃描”等功能創(chuàng)建軸承座、加強筋和凸臺；再用“孔”、“鏡像”、“陣列”等特征創(chuàng)建密封孔和固定孔，再用“拉伸”、“拉伸剪切”等功能創(chuàng)建油排孔。最后用“倒圓角”等功能創(chuàng)建圓角特征。結(jié)果如圖一所示。圖一：完成圓角特征示下箱體意圖創(chuàng)建單級圓柱齒輪減速器上蓋首先用“拉伸”、“拉伸剪切”等功能創(chuàng)建減速器上蓋基體；其次用“拉伸剪切”、“鏡像”等功能創(chuàng)建軸承座；然后用“拉伸”功能創(chuàng)建凸緣；再用“孔”、“陣列”等特征創(chuàng)建密封孔；最后用“倒圓角”等功能創(chuàng)建圓角特征。結(jié)果如圖二所示。最后將套筒添加到裝配體中，并用“匹配”和“對齊”等約束將其裝配到裝配體中，完成軸組的裝配。結(jié)果如下圖所示。圖十三：完成裝配套筒示意圖裝配單級圓柱齒輪減速器首先將箱體添加到裝配體中，并用“坐標系”約束將其定位；再用“對齊”和“匹配”等約束將深溝球軸承裝配到箱體上，并對深溝球軸承進行陣列以得到其他三個軸承，如圖十四所示；然后用“對齊”和“匹配”等約束先后將軸組件和圓柱齒輪軸裝配到軸承上；如圖十五、圖十六所示；最后用“對齊”和“匹配”等約束將箱蓋裝配到箱體上完成單級圓柱齒輪減速器的裝配。結(jié)果如圖十七所示。圖十四：陣列深溝球軸承圖十五：裝配軸組件 圖十六：裝配齒輪軸圖十七：單級圓柱齒輪減速器裝配體單級圓柱齒輪減速器齒輪的CAM過程選擇加工系統(tǒng)執(zhí)行菜單欄中的“機床類型”——“銑床”——“系統(tǒng)默認”命令；設置加工工件，“屬性”——“材料設置”，完成相應參數(shù)；如下圖十八所示圖十八：設置材料參數(shù)執(zhí)行菜單欄中的“T刀具路徑”——“面銑”命令，串聯(lián)選中齒輪輪廓線——回車，彈出的刀具路徑的曲面選取對話框。分別對“刀具參數(shù)”、“平面銑削加工參數(shù)”設置，并按確定。如圖所示。圖十九：設置刀具加工參數(shù)圖二十：設置平面銑削加工參數(shù)同理，執(zhí)行菜單欄中的“T刀具路徑”——“外形銑削”命令，串聯(lián)選中漸開線齒輪輪廓線——回車，彈出對話框。分別對“刀具路徑參數(shù)”、“外形加工參數(shù)”、“進/退刀向量”、“X軸分層切削”、“Z軸分層削深”設置，并按確定。如圖所示。圖二十一：設置刀具加工參數(shù)圖二十二：設置外形銑削加工參數(shù)圖二十三：設置進/退刀向量參數(shù)圖二十四：設置X軸分層切削參數(shù)圖二十五：設置進/Z軸分層削深參數(shù)復制齒廓外形輪廓加工，并對其更換刀具，然后再進行參數(shù)設置。如圖所示。圖二十六：復制外形參數(shù)圖二十五：設置刀具路徑參數(shù)圖二十六：設置外形加工參數(shù)圖二十七：設置外形銑削的殘留加工參數(shù)圖二十八：生成刀具路徑效果圖同理，執(zhí)行菜單欄中的“T刀具路徑”——“鉆孔”命令，“選取鉆孔的點”——“選取圖素”——選取中心圓——回車，彈出的刀具路徑的曲面選取對話框。分別對“自定義刀具”、“鉆孔加工參數(shù)”、“刀具類型”、“參數(shù)”設置，并按確定。如圖所示。圖二十九：選取刀具類型圖三十：自定義刀具圖三十一：設置刀具參數(shù)圖三十二：設置深空啄鉆-完整回縮參數(shù)后處理（數(shù)控代碼的輸出）點如圖所示“G1”后處理圖標，，出現(xiàn)圖形框，勾選即可生成NC代碼。附該零件的NC加工代碼，其中僅包括開始和最末的部分代碼：%O0000(PROGRAMNAME-GEAR)(DATE=DD-MM-YY-06-12-11TIME=HH:MM-21:58)N100G21；N102G0(8.FLATENDMILLCRBTOOL-34DIA.OFF.-34LEN.-34DIA.-8.)N104T34MN106G0G90G54X-4.482Y57.998N108G43H34Z25；軸向正刀補，補刀號為HN110Z13.；快速定位到工件表面上方N112G1Z7.85F200；直線插補到Z=7.8N114X.482F500;N116X18.433N118G2Y54.……N2462G0Z3.；快速退刀到Z=3.0N2464Z100.；快速點定位到安全高度N2466M5；N2468G91G28N2470G28X0.Y0.A0.；N2472M30；%齒輪的CAE過程由機械常識可知，齒輪傳動的實效主要是齒輪的失敗，例如經(jīng)常在輪齒的齒根部位發(fā)生折斷。因此在齒輪零件的有限元分析時，可以將齒輪上的一個輪齒作為研究對象。其CAE過程如下：依次點擊“編輯”——“屬性”——“材料”，選擇“steel.mtl”;啟動有限元分析模塊，依次點擊“應用程序”——“Mechanica”，出現(xiàn)并按照如圖三十三所示對話框進行設置。圖三十三：模型設置對話框圖三十四：出現(xiàn)約束符號依次點擊“插入”——“位移約束”，選擇任意一輪齒所有曲面和齒輪兩個斷面；出現(xiàn)的約束符號效果如圖三十四所示；然后依次點擊“插入”——“力/力矩負荷”，定義荷載，設置各種參數(shù)，輸入荷載量，得到負載圖形，如圖三十五所示；圖三十五：出現(xiàn)負載符號后的圖形圖三十六：劃分網(wǎng)格齒輪的有限元模型建立分析文件，劃分網(wǎng)格，效果如圖三十六所示；輸出有限元分析文件，保存有限元模型。將后綴為ans的文件可導入ANSYS軟件后，即可直接進行有限元求解，可得到應變圖和應力圖。結(jié)論從設計中全面分析自己，自己有那些地方做得比較出色，那些地方還有待加強。通過課程設計，我覺得今后我需要加強心理素質(zhì)的訓練。對一些來自外界的壓力的輿論要有一定的承受能力。自己的那些缺點是需要改正的就要努力改正，實在改正不了的，如果無傷大雅，就不必刻意要求。對自己的優(yōu)點和擅長的方面，要有足夠的自信，只有這樣，今后做任何事情，無論生活上、工作上或者學習上都是有莫大幫助的。加強實際操作能力的培養(yǎng)，今后多多參加社會實踐活動。像我們面臨就業(yè)的畢業(yè)生，更加要積極投身于社會的大家庭里，做好吃苦耐勞的準備。調(diào)整自己的目標，使自己的目標和現(xiàn)實相對一致，不好高騖遠，不坐享其成，腳踏實地地去工作，為自己今后的生活作好鋪墊。學生應該養(yǎng)成吃苦耐勞,勤奮好學的習慣,實習期間踏實做好本職工作,利用實習的空余時間學習一些實習期間應該掌握的本領.以提高自己的綜合素質(zhì).善于總結(jié)經(jīng)驗教訓,通過實訓發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,為今后的職業(yè)生涯掃清一切因自身原因產(chǎn)生的障礙。經(jīng)過我的努力，此次課程設計順利地完成了。雖然在設計途中經(jīng)歷了千難萬險，但最終在我的不懈努力下，完成了此次設計。課程設計是我們專業(yè)必不可少的一項實踐訓練，同時也是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前的一個必不可少的一個過程?！氨鶅鋈撸且蝗罩?，通過這次設計，使我知道了這句話的道理，要想干好一件事，必須持之以恒，有了堅實的基礎，才會收獲好的結(jié)果。其實，進行課程設計也是建立一個堅實的基礎，同時也為以后的工作打下了基礎。通過設計我掌握了一系列的有關機械工藝規(guī)程設計的必要方法，例如：通過工件的具體加工要求，如何選擇定位元件與加緊元件等。在設計過程中，我掌握了一些制定零件加工工藝規(guī)程的能力和分析解決生產(chǎn)中工藝問題的能力，培養(yǎng)了我的分析和解決生產(chǎn)技術問題的能力，