二轴法兰盘CADCAM课程设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流二轴法兰盘CADCAM课程设计.精品文档.CAD/CAM课 程 设 计 说 明书 设 计 题 目: 二轴法兰盘零件的CAD/CAM设计 课 程 名 称: 机械CAD/CAM 专 业: 机械电子工程 班 级: 10机电(一)班 学 号: 20100310060120 姓 名: 尹志洲 指 导 教 师: 陈慧老师 2013 年 12月 27 日CAD/CAM课程设计任务书一、设计题目: 零件的CAD/CAM设计二、设计目的 CAD/CAM课程设计是开设机械CAD/CAM课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本
2、方法的基础上,着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。其目的:1. 掌握产品的计算机辅助设计过程和方法,培养利用计算机进行结构设计的能力。2. 掌握零件的计算机辅助制造过程和方法,培养数控编程及加工仿真的能力。3. 通过应用PRO/ENGINEER,训练和提高CAD/CAM的基础技能。三、设计任务本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象(零件图见附图)。主要设计任务:1、熟悉并掌握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型、着色渲染、生成不同视图
3、,最终完成零件的造型设计。3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置,生成零件数控加工的相关文件。如刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。4、编写课程设计说明书。四、设计要求1、要求设计过程在计算机上完成。2、设计说明书用计算机打印(A4纸,1万字左右)。正文:宋体五号,单倍行距;页眉:宋体小五号,内容包括班级,姓名,“CAD/CAM课程设计说明书”字样;页脚:右下脚页码。3、设计结果应包括:课程设计说明书(应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容)4、严禁抄袭和请人代做,一经发现,
4、成绩计为零分并上报教务处。五、设计内容及时间分配1 准备工作:布置设计任务,认真阅读设计任务书,收集资料。 (1天)2 熟悉PRO/ENGINEER Wildfire 5.0,并进行零件的三维造型。 (4天)3 进行零件的数控加工。 (3天)4 编写课程设计说明书。 (1天)5 设计结果提交及答辩。 (1天)六、参考资料有关PRO/ENGINEER软件的参考书及数控加工工艺的参考书。如PRO/ENGNEER Wildfire5.0的基础教程、PRO/ENGINEER Wildfire 5.0的零件设计教程、PRO/ENGINEER Wildfire 5.0的数控加工教程、数控加工工艺教程等等。
5、七、成绩评定采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。主要考察:课程设计的科学性和条理性:设计过程的态度和出勤率;软件的熟悉程度;设计结果的正确合理性;答辩情况。 学生签名: 日期: 评阅意见: 教师签名: 日期: 目录CAD/CAM课程设计任务书.1 前言.4第一章 设计思路.5第二章、二轴法兰盘的实体建摸过程.62.1.设置Pro/ENGEER5.0的工作目录.6 2.2、建实体.7第三章 数控加工工艺.233.1 数控加工工艺的分析.233.2. 本零件的工艺分析.233.3数控加工.24第四章 心得体会.35NC代码.36参考文献.42前言 随着科技的发展,计算机辅助设计越来越广泛地应用
6、在各个设计领域.现在,它已经突破了二维图纸电子化的框架,转向与三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的虚拟样机制作技术。使用虚拟样机技术可以在设计阶段预测产品的性能,优化产品的设计,缩短产品的研制周期,节约开发费用。以三维实体建模为基本功能的Pro/ENGEER采用“尺寸驱动参数的基于特征的实体建模技术”,彻底改变了传统的设计理念,建立了一个统一的能在系统内部引起变化的数据结构。因此在产品开发过程中,更改一处设计能够很快传遍整个设计过程,以确保所有的零件和各个环节保持一致性和协调性。 CAD/CAM系统的基本功能可分以下四点: 由于CAD/CAM系统所处理的对象不同,对硬件的配置、选型
7、不同,所选择的支撑软件不同,因此,对系统功能的要求也会有所不同,系统总体与外界进行信息传递与交换的基本功能是靠硬件提供的,而系统所能解决的具体问题是由软件保证的。CAD/CAM系统应具有以下基本功能: 图形显示功能.输入输出功能.存储功能.交互功能(即人机接口)本次课程设计主要是运用ro/进行三维实体建模,加工轨迹仿真,处理等Pro/E三维实体模型设计软件是充分运用先进的参数化实体造型技术的机械模型设计系统,它是目前三维CAD软件领域的主导。Pro/E三维实体设计系统是由Parametric Technology orporation公司于1989年开发出来的。到目前为止,已经拥有了为数众多的
8、功能模块,在工业生产的各个领域得到了广泛的应用,这些领域包括造型设计,机械设计,功能模拟,产品数据管理以及数据交换等。Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。第一章、设计思路这次课程设计是通过PRO/E软件实现的。PRO/E是 大 型 三 维 建 模 软 件,它 具 有 三 大 特 点 -参数化设计,特征建模的基本思想,数据库。包含众多功
9、能模块,我们这次课程设计主要应用建模和制造两个模块。我的设计题目是一个二轴法兰盘。总体思路是,首先通过拉伸工具创建基体,然后在利用各种工具在基体上建立特征,最终完成实体建模,其次选择基体上具有代表性基、本特征进行数控加工,系统自动生成程序。第二章、二轴法兰盘的实体建摸过程创建如图1所示的实体模型,具体步骤如下: 图1 实体模型Pro/ENGEER5.0启动后,在创建新文件夹以前,首先要完成以下工作:2.1.设置Pro/ENGEER5.0的工作目录;(1)创建工作目录Pro/ENGEER2001的工作目录是在使用Pro/ENGEER5.0过程中管理模型文件的地方,Pro/ENGEER5.0有其默
10、认的工作目录,但是根据实际情况往往需要创建多个工作目录。例如:在实际建模过程中,可以根据不同的总成,建立不同的工作目录,将一个总成的零件模型存放在一个工作目录中。一个工作目录在硬盘的资源管理器中体现为一个文件夹。创建好工作目录后,为了便于模型文件的管理,还可以设置子工作目录。这里,在可移动盘先新建文件夹。(2)设置Pro/ENGEER5.0的工作目录Pro/ENGEER5.0默认的工作目录是在安装目录软件的文件夹中,为了方便地保存和打开模型文件,需要重新设置工作目录。点击FileWorking Directory(图2),系统弹出选择工作目录的对话窗(图3). 图2设置工作目录菜单 图3选择工
11、作目录对话框选择I:proe按OK.此时, Pro/ENGEER5.0的工作目录已经由原来的默认的工作目录重新设置为I:proe文件夹,保存和打开都在此文件夹中进行.其实也不用建,因为我们在安装的过程中与配置的时候已经把工作目录放在D盘中的CADCAM文件中了!2.2、建实体点击菜单目录中的文件然后弹出下拉菜单 选择新建,选择 零件实体.并命名。 (图4)图4【新增】对话框图 图5【新文件选项】对话框单击【确定】按钮.(使用缺省模块),也就是取消箭头注:不使用缺省模块时应用以下方法操作.A.设置模型的长度单位在上一步后会弹出如图5所示对话框,可选择模板() .选择完毕按【确定】键.1.旋转实体
12、选择【旋转】命令或者(插入)-旋转-实体-放置(如图6)- 个基准面(如图7)-草绘(如图8,输入图纸上的数据):图6 草绘菜单 图7 基准平面 图8 草绘平面然后点击 , 即可得到如图9所示图9 旋转后的实体2.倒圆角选择倒圆角命令或者插入-倒圆角-选择倒圆角的一条边然后输入半径5.0(如图10)-点击即可得到如图11所示:图10 倒角然后,步骤与上图一样然后,步骤与上图一样2的圆角后得到图11所示图11 倒角图12 倒角3.旋转2实现30倒角选择【旋转】命令或者(插入)-旋转-实体-放置- 个基准面-草绘(如图13,输入图纸上的数据):图13 倒角(右边为局部放大图)4.拉伸去除材料单击,
13、单击放置选择“TOP”平面,出现一个平行于“TOP”平面的“DTM1”平面图14放置对话框经过拉伸后的图形为 图14 拉伸后图形 重复上面步骤可得 图15 拉伸后图形 5.打孔单击,单击放置:图16 放置的对话框图17 孔的分布单击形状:图18 螺孔的参数图19 形状的对话框按下中键得到如图19图20 螺纹孔6.螺纹孔的镜像选取刚建好的孔,单击按下图21选择图21 镜像平面最后点击即可得到如图22图22 生成的镜像7.倒角选择倒角命令或者插入-倒角-选择倒角,然后输入0.5,-点击即可得到如图23所示:图23 倒角8.螺纹孔先拉伸一个直径为螺纹孔齿根圆直径的圆,尺寸为21.63,步骤如上面,拉
14、伸完以后如图24图24 拉伸点击草绘选择平面,参照,分别画出齿根圆,齿顶圆,分度圆,其图如下图25 放置对话框图26 绘制圆点击 弹出窗口如图27:图27 对话框选择(从方程)、(完成)弹出如下图28图28 对话框选取默认坐标系,然后选择方程-定义输入以下文本:db=21.63ang=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=0文件)(保存)(关闭)-(确定)得到渐开线如下图29:图29 渐开线基准平面是整个模型的基础特征,它是在开始创建模型之前必须进行的一步.基准平面可以作为草绘
15、平面、草绘的参考平面、标注尺寸的基准、装配的参考面,还可以创建横截面以及作为方向参考等等。点击 弹出下图30:图30 对话框得到DTM1如下图31: 图31 建成 DTM1基准面点击画好的花键渐开线,再点击 镜像再选DTM1后按一下中键得到另一条渐开线如下图32:图32 镜像出渐开线点击选择选择基准面为使用先前的,在草绘面沿着三个圆,两条渐开线画出齿的形状,倒圆角,然后再去除多余的线段。最后留下如图33:图33 草绘键槽然后依次点击,后得到如图34 :图34 拉伸后的键槽矩阵特征 :选取刚建好的键槽,单击 出现如图35: 图35 对话框在尺寸下拉菜单选轴A-1,如图36 :图36 选轴 图37
16、 键槽的矩阵如 拉伸1 的过程,先创建基准平面“DTM2”,选择“DTM2”为草绘平面,再画出如图38所示的平面图。同样在对话框中输入参数“4”,然后单击完成 拉伸6 。结果如图39所示: 图38 草绘图 图39 拉伸后的图选择【旋转】命令或者(插入)-旋转-实体-放置(如图40)- 个基准面-草绘(如图41,输入图纸上的数据): 图40 草绘菜单点击(隐藏线)得到图41图41 隐藏后的图形 图42 草绘按照图42绘图,然后点击 , 即可得到如图43所示:图43 倒角第三章 制定数控加工3.1 . 数控加工工艺的分析程序编制人员在进行工艺分析时,要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、
17、夹具手册等资料,根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床,制定加工方案,确定零件的加工顺序,各工序所用刀具,夹具和切削用量等。1、机床的合理选用概括起来有三点:要保证加工零件的技术要求,加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。2、加工方法的选择与加工方案的确定1、加工方法的选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。此外,还应考虑生产率和经济性的要求,以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表
18、面粗糙度可查阅有关工艺手册。2、加工方案确定的原则零件上比较精密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。确定加工方案时,首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求,初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如,对于孔径不大的IT7级精度的孔,最终加工方法取精铰时,则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。3、切削用量的确定切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般
19、以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。3.2. 本零件的工艺分析 本零件材料采用HT100,毛坯为锻造成型。选择的刀具材料都为高速钢。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀
20、片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:尽量减少刀具数量;一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;先铣后钻;先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。3.3、数控加工NC加工全过程如图44图4
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- 法兰盘 CADCAM 课程设计
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