普通车床横向进给结构要点

1、长春工业大学本科毕业设计说明书金属切削机床（metal cutting machine tools）是用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，它的精度直接影响到加工出来的产品质量，因此，对机床的设计要求更高的精度。本次 毕业设计主要是通过计算机辅助软件对普通车床（ca6140横向进给机构进行设计， 以提高车床的加工精度，提高了设计效率。设计主要内容包括横向进给传动系统的消 隙机构的设计、基于 pro/e的三维建模及零件库的创建和进给丝杠的工艺规程的设 计。pro/e是美国ptc（参数）公司开发的一款三维软件。作为高端三维软件的代表，

2、 功能强大、使用简单、易学易用，目前已经成为机械设计、家电设计、模具设计等行 业所普遍采用的三维软件。同以往国内使用最多的autocad等通用绘图软件相比，该 软件直接采用了统一数据库和关联性处理、三维建模与二维工程图相关联等技术。工艺规程设计涉及选材、确定毛坯和机械加工余量及工序尺寸与公差、拟定工艺 路线、选择工艺设备，填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片。关键词：消隙机构pro/e 零件库工艺规程abstractmetal cutting machine tools is the machine that using the methods of cutting to process

3、the metal blank into the machine parts. it is the machine of manufacturing machine, so called mother machine or machine tool .its accuracy directly affects the quality of products processed from , therefor , the design of the machine requires higher precision. the graduation design aims at designing

4、 of transversal feeding mechanism for lathe(ca6140) by cad-computer aided design software.in order to improve the machining accuracy of the lathe ,to improve the design efficiency .the main contents include the design of backlash institutions for transversal feeding mechanism ,3d modeling and the cr

5、eation of parts library based pro/e , and the screw process planning .pro/e is a three-dimensional software developed by the u.s. ptc (parameters) .as a representative of the high-level 3d software , the powerful , easy to use , has now become a 3d software commonly used by mechanical design , appli

6、ance design , mold design industry . compared with the past, the domestic use of the most common graphics software such as autocad , the software directly using a unified database and associated processing , 3d modeling and 2d drawings and associated technologies .screw process planning involves sel

7、ection and determining the blank and mechanical machining allowance and procedure sizes and tolerance, drawing up the process route, selection process equipment, filling in machining process card and machining process card.keywords: backlash institutions pro/e parts library procedure目录摘要abstract第一章绪

8、论 11.1 机械制造业在国民经济中的地位 11.2 金属切削机床及其在国民经济中的地位 11.3 普通车床（ca6140）介绍 21.4 本课题的主要要求 3第二章普通车床横向进给机构系统的设计及改进 52.1 普通车床横向进给机构系统的介绍 52.2 新型横向进给精度保障技术研究 72.2.1 原有横向进给机构存在的问题及不合理性 72.2.2 横向进给机构常见改进方案及其存在的问题 72.2.3 新型横向进给精度保障机构的结构原理 8第三章基于pro/e的三维建模及零件库的创建 113.1 pro/e软件简介 113.2 基于pro/e的标准件螺栓的三维建模 123.2.1 螺栓的建模分

9、析 123.2.2 螺栓的建模过程 123.3 基于pro/e的标准零件库的创建 21第四章 机械加工工艺规程的设计 -25 -4.1 机械制造工艺的发展 244.2 机械加工工艺规程 244.2.1 机械加工工艺规程的定义 244.2.2 工艺规程的作用 244.2.3 工艺规程的编制 254.3 .编制工艺规程的一般步骤 254.3.1 研读图样资料 254.3.2 确定毛坯类型 254.3.3 拟定工艺路线 264.3.4 确定设备工装 264.3.5 确定加工余量 264.3.6 制定时间定额 264.3.7 确定工序要求 264.3.8 填写工艺文件 264.4 进给丝杠的加工工艺

10、264.4.1 材料的选择 274.4.2 丝杠毛坯料的选择与尺寸的确定 274.4.3 丝杠外圆的加工方案的确定 284.4.4 丝杠加工的工艺过程 304.4.5 丝杠加工工艺过程卡 344.4.6 丝杠加工工艺分析 35致谢 37参考文献38长春工业大学本科毕业设计说明书第一章绪论1.1 机械制造业在国民经济中的地位机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础， 是国民经济的重要支柱，是生产 力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研、和国防等部 门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械 制造装备。机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活

11、提供耐用消费品的产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低，在很大程度上取决于它所采用装备的性能 和质量。所以机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家技术水平和经济实力的重要 标志。通过引进技术的消化吸收，有计划地推进了企业走依靠科技进步的道路，使制造 技术、机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著的变化。我国机械工业的综合技术水平有了较大幅度的提高，一批先进的制造技术在生产中得到应用和普及， 一大 批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备，约有近10%勺企业进入了高技术企业的行列，60%z上的企业建立了专门的技术开发机构。此外，科技 体制改革不断深化，绝大多数研究院所

12、已进入经济建设主战场， 正发挥越来越大的作 用。但是，与工业发达国家相比，我国的机械工业仍存在着阶段性的差距。 集中表现 为制造技术的落后一一在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化技术及管理技 术诸方面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步 发展，使我国机械工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力。1.2 金属切削机床及其在国民经济中的地位金属切削机床是指用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所 要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床；是人类在改造自然的长期生产实践中， 不断改进生产工具的基础上

13、产生和发展起来的。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。解放后的40多年里，我国的机床工业获得了高速发展。目前我国已经形成了布局比较合理、 比较完善的机床工业体 系。虽然我国的机床工业已经取得了巨大的成就， 但与世界先进水平相比，还有较大 差距。主要表现在：大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控机床的产量、 技术水平和质量保证等方面都明显落 后。因此，我国的机床工业面临着光荣而艰巨的任务， 我们必须奋发图强、努力工作， 不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质， 学习和引进国外的先进科学技术，以便早 日赶上世界先进水平。1.3 普通车床(ca61

14、40)介绍普通车床的万能性大，它适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面(图1.1),如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转表面；车削端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹；在普通车床上还能做钻孔、扩孔、较孔、图1.1普通车床所能加工的典型表面ca6140型普通车床的万能性较大，但结构较为复杂而自动化程度低，在加工形 状比较复杂的工件时，换刀较麻烦，加工过程中的辅助时间较多，所以适用于单件、 小批量生产及修理车间等。图1.2是ca6140h普通车床的外形图。机床的主要组成部件如下：主轴箱(headstock)它固定在床身4的左面。装在主轴箱中的主轴，通过卡盘等夹具，装夹工

15、件。主轴箱的功用是支撑主轴并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转，以实现主运动。刀架部件(tool slide )它装在床身的刀架导轨上，并可沿此导轨纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，刀架部件的功用是装火车刀、并使车刀作纵向、横向或者 斜向运动。尾架(tailstock )它装在床身的尾架导轨上，并可沿此导轨纵向调整位置。尾架的功用是用后顶尖支承工作。在尾架上还可以安装钻头等孔加工刀具，以进行孔 加工。图1.2 ca6140型普通车床的外形图进给箱（feedbox）它固定在床身的左前侧。进给箱主要是进给运动传动链中的传动比变换装置，它的功用是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。溜板箱

16、（apron） 它固定在刀架部件的底部，可带动刀架一起作纵向运动。溜 板箱的功用就是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、 快速移动或车螺纹。在溜板箱上装有各种操纵手柄及按钮， 工作时工人可以方便地操 作机床。床身（bed 床身固定在左床腿和右床腿上，床身是车床的基本支承件，在床 身上安装着车床的各个主要部件。床身的功用是支承各主要部件并使它们在工作时保 持准确的位置。1.4 本课题的主要要求我的课题是普通车床横向进给机构的设计，如图1.2所圈的部分结构。在课题完成的过程中我主要做的内容包括：1、通过对普通车床横向进给机构的了解和认识，学习在实际工程中如何选材；2、通过普

17、通车床横向进给机构的结构设计，学习类比设计的方法；3、应用pro/e软件进行普通车床横向进给机构的部分零件实体造型设计并进行 装配；4、应用pro/e软件对三维模型导出二维工程图；5、对导出的零件图进行标注，包括基本尺寸、形状公差、位置公差和表面粗糙 度，并注明必要技术条件；6、通过标注对新旧国标有一定掌握；7、能够对典型零件进行工艺分析，确定加工工艺;8、翻译3000字的英文文献；9、图纸要求：两张半a0图纸；10、撰写设计说明书。-42 -第二章普通车床横向进给机构系统的设计及改进2.1 普通车床横向进给机构系统的介绍普通车床的横向进给机构系统主要是指刀架部分在电机及变速操纵机构的作用 下

18、通过丝杠传递的进给运动，并完成切削的作用。下面就介绍一下刀架部分的各个结 构。刀架部件由床鞍、横刀架、转盘、小刀架及方刀架等五部分组成。床鞍29 （大刀架、溜板，见图2.1）装在床身的刀架导轨a和b上，它可沿着床 身导轨纵向移动。a为棱形导轨，它的形状相当于等腰三角形的两边，两边的夹角是 90度。b为平行导轨。为了防止由于切削力的作用而使刀架部件翻倒（颠覆），在床鞍的前后侧装有前压板和后压板，压板与床身下导轨间的间隙应小于0.04毫米，压板磨损后间隙可以调整。床鞍成工字型，在其导轨的端面装有用细毛毡制成的刮板， 它用钢板及螺钉固定在床鞍的端面，当床鞍运动时，刮板将落在床身导轨表面上的切 屑、灰

19、尘等杂物挂掉，不使杂物侵入导轨表面之间，以减少导轨的磨损。横刀架（横滑板、下刀架）31可沿着床鞍29上部的燕尾导轨作横向运动。横刀 架是由横进给丝杠30传动的。为了能调整间隙，螺母是由 39和41两部分组成的。 如螺母磨损后间隙过大，可按照下述方法调整：首先松开螺母41和螺钉32,然后拧动螺钉33,将楔形块40向上拉，这时左螺母41被向左移，使螺母与丝杠间的间隙 减小，间隙调整妥当后，用螺钉32将左螺母41周紧。横刀架燕尾导轨的间隙由镶条 （斜铁、楔铁）调整。拧动镶条前后端的调整螺钉，就可调整镶条在横刀架内的位置， 从而实现调整间隙。横刀架刻度盘每转一转的横向的移动量为5毫米。刻度盘共分100

20、格，每格的横向移动量为0.05毫米。转盘43装在横刀架31的上平面上。它下部的定心圆柱面（止口） h装在横刀架 31的孔h中，转盘43及小刀架1可以在横刀架上回转至一定的角度位置。转盘可调 整的最大角度是土 90度。转盘的位置调整妥当后，须拧紧螺母 45,螺母将t型螺钉 34拉紧，使转盘紧固在横刀架上。小刀架（上刀架）1装在转盘43的燕尾导轨上，当转盘调整至一定的角度位置 后，用手移动小刀架，可以车削较短的圆锥面。小刀架的手把轴上也有刻度盘。刻度 盘每转过1转，小刀架的移动量为5毫米。刻度盘共分50格，每格的移动量为0.1 毫米。小刀架导轨的间隙是由镶条 44来调整的。方刀架（方刀座）装在小刀

21、架1的上面。在方刀架的四侧可以夹持 4把车刀（或 4组刀具）。方刀架体6可以转动四个位置（间隔90度）,使所装的四把车刀轮流地 参加切削。方刀架转位过程中的转位、定位及夹紧的工作原理为：需要转位时，首先 按逆时针方向转动手柄12,于是手柄与轴28之间螺纹使手柄向上移动，将方刀架 6松开，同时，手柄12通过销13带动套14转动，套14中有花键孔与套15的花键相配合，套15的下端有单向倾斜的端面齿（可与端面凸轮 8的齿相啮合），套15的上 部作用有压缩弹簧，因此，套14便通过套30的端面齿带动端面凸轮8向逆时针方图2.1普通车床的床鞍和横刀架图2.2普通车床的转盘、小刀架及方刀架向转动。当8转到定

22、位销19的“t”形尾部下面时，端面凸轮8上部的斜面将定位锥 销19从定位孔中拔出。手柄12继续（逆时针方向）转动，当端面凸轮 8缺口中的e 面碰到另一个转位销时，端面凸轮8便带动方刀架6向逆时针方向转动，这时方刀架 便进行转位。当方刀架转过90度时，粗定位钢球4在弹簧5的作用下被压入小刀架 1上平面的另一个定位孔3中，使方刀架体6获得初步的定位（粗定位）。这时，手 柄12应改向顺时针方向转动，于是件14、15及端面凸轮8也改向顺时针方向转动。当8转动至其上端面脱离定位销19的“t”形尾部时，定位销19在弹簧的作用下被 压入小刀架1上的另一个定位孔中，使方刀架体6获得精确定位。当端面凸轮8顺时

23、针方向转动至缺口的另一面f碰到转位销时，由于方刀架体6已经被定位，所以端面 凸轮也就不能再继续转动，但手柄 12还须继续向顺时针方向转过一定的角度，因而 使手柄12沿轴28的螺纹向下拧，直到将方刀架体6压紧在小刀架1上时为止。在端 面凸轮8由于碰上转位销停止转动，而手柄12和件14、15尚继续向顺时针方向转动 的过程中，由于件15和12间的端面齿是单向倾斜齿，因此作用在套 15的向上方向 轴向力将弹簧压缩，所以这时套15的齿在端面凸轮8的齿面上打滑。由油杯引注入 的润滑油，用于润滑方刀架座体内的零件。2.2 新型横向进给精度保障技术研究2.2.1 原有横向进给机构存在的问题及不合理性普通车床中

24、溜板装在床鞍顶面（如图2.1所示），由丝杠30经丝母带动沿燕尾导 轨横向移动。横向进给丝杠30支撑在滑动支撑46和47上实现径向和轴向定位，利 用圆螺母48调整丝杠轴向间隙。横向进给丝杠丝母采用双丝母消除间隙的结构（如 图2.3所示），丝母39与带斜面的丝母41之间用楔块40隔开。由于磨损等原因，丝 杠丝母间隙过大时，应先拧松螺钉 32,再拧进螺钉33,将楔块40上拉，斜面的作用 把螺母39和41向两边挤开，使丝母39螺纹左侧与丝杠螺纹的右侧面接触。丝母 41 螺纹的右侧与丝杠螺纹的左侧接触， 即可消除丝杠与丝母件的间隙， 避免丝杠丝母相 对轴向窜动。调整后应拧紧螺钉 32。实践证明，这种调整

25、方法只消除了螺母的磨损 间隙，而没有消除丝杠的磨损间隙。如果按丝杠磨损较大部位调整螺母， 则在丝杠磨 损较小部位可能因间隙过小而使手柄太沉。图2.3双丝母消隙机构国内外车床几十年来一直采用上述这种经典结构， 操作者在使用过程中必须经常 进行调整，并把这项工作列入到一级保养内容，由此增加了工人的劳动强度，降低了 设备的利用率，即使这样也不能很好地保证设备的精度。 几十年来，国内外许多专家 都试图解决这个问题，但至今未见有这方面的成功经验。2.2.2 横向进给机构常见改进方案及其存在的问题针对普通车床横向进给机构的进给精度问题， 国内外专家多采用以下三种解决方 案。（1）在中修或项修过程中，更换新

26、的横向进给丝母。必要时将横向进给丝杠进行 修复，然后再配作丝母。这种办法并没有从根本上解决横向定位精度问题。 机床只是 在修复后最初阶段能够保障横向进给精度， 数月后就又进入反复调整阶段，而且加大 了维修成本。（2）有的专家试图用改进横向进给丝杠支承结构或减小丝杠变形的方法来解决 问题。这种方案仅提高了丝杠的刚度，虽然能够间接地减缓丝杠、丝母的磨损，但仍 旧没有从实质上解决问题。这各办法的根本缺点是改造的成本和维修费用很大项22。（3）八十年代中期，随着电子技术的进步与发展，国内外的专家们纷纷采用数控 或数显技术对机床进行改造。采用数控技术改善机床进给机构精度， 尤其是采用闭环 控制，很好地解

27、决了进给精度问题。但是这种方案成本太高，企业无法承受，不符合 中国现有的国情，所以一直进展很慢。采用数显技术改善机床进给精度的实例在国内 比较多。虽然这种方案比数控技术改造投资小， 但考虑到投资收益比，也不适合于普 通车床这类造价较低的设备改造，一般企业仅把这项技术应用于精、 大、稀设备的改 造上。最常见的是造价几十万元的镇铳床改造。13阿2022眸24眸在老师的指导下，本人经过实践观察和跟踪国内外机床改造动态，设计成功一种能够在使用过程中动态自动消除因磨损而产生间隙的丝杠丝母机构，其成本与原机构相当，在使用过程中达到了免维护的目的，成功地解决了确保横向进给精度稳定的问 题。2.2.3 新型横

28、向进给精度保障机构的结构原理在张学文与王向东老师的指导下，经过长期的观察与实践，发现几乎所有的机床 都在很大程度上存在着进给机构精度因磨损而严重下降的问题。 普通车床的横向进给 机构因其使用频繁且承受很大切削力， 所以磨损程度较其它机床严重，如果能够有效 地解决车床的进给精度问题，对其它类似机构都有指导意义。把普通车床中溜板丝母按图 2.4所示的原理进行改造并装配（如图 2.5）,不但 可以同时补偿丝母、丝杠的磨损，还可以消除因丝杠弯曲所产生的影响。改造的方法 和原理是：在中溜板上将原有的双丝母拆下，用铳床在中溜板上按图2.6所示的位置 键出一个阶梯孔，再将衬套 3装上，圆柱型对开丝母（5-圆

29、柱形对开螺母（上）和 7-圆柱形对开螺母（下）可以在衬套内转动并上下移动，调整螺母10和调整螺栓2, 既可改变压缩弹簧8的压紧力，使对开螺母紧紧夹住丝杠，从而消除丝杠、丝母之间 因磨损而产生的间隙。当丝杠、丝母在磨损较大部位配合时，圆柱形对开丝母（5-圆柱形对开螺母（上）和7-圆柱形对开螺母（下）就在弹簧力作用下，在衬套内同 时向丝杠中心线方向移动，从而达到消除间隙的目的。如果丝母移动到丝杠磨损较小 部位处，对开型丝母就逆弹簧力的方向在衬套内张开一些，使丝杠、丝母配合运转自如。这种结构的另一个作用就是当丝杠弯曲时， 可以使丝母在衬套内作上下移动或转动来消除走刀误差。经过改造的车床在实践中达到动

30、态调整的作用，并可实现在数年 的运行中保持稳定的横向进给精度和免维护的目的。121-螺栓2-调整螺栓3-衬套4-机床中溜板5-圆柱形对开螺母（上）6-丝杠7-圆柱形对开螺母（下）8-压紧弹簧9-垫片10-调整螺母图2.4新型横向进给精度保障机构结构原理图图2.5改装后的床鞍和横刀架装配图2.6改后的下部刀架（溜板）第三章基于pro/e的三维建模及零件库的创建3.1 pro/e软件简介pro/e是美国ptc （参数）公司开发白一款三维软件。 pro/e以其基于特征的参 化造型、单一数据库下的全相关性等新概念而闻名于世，具有很强的实体造型和虚拟 装配能力。功能界面清楚明确，让使用者视觉和心理都有一

31、种轻松感。 该软件是一款 全方位的3d产品开发工具，棋手床的参数式设计给传统的模具设计带来了许多新观 念，强调实体模型架结构优于传统的面模型架构和线模型架构。pro/e还具有良好的数据接口，他可以将图纸输出为多种格式， 可以方面的和autocad solidworks等软 件进行数据交换。pro/e作为高端三维软件的代表，功能强大、使用简单、易学易用，莫钱已经成 为机械设计、家电设计、模具设计等行业所普遍采用的三维软件。 同以往国内使用最 多的autocad通用绘图软件相比，该软件直接采用了统一数据库和关联性处理、三维建模与二维工程图相关联等技术。pro/e软件的基本功能及作用有：1 .直接画

32、出机械零件的3d（三维）图形这一方法在画出二维截面草图后， 该软件 可以将二维截面图进行拉伸、旋转、放样、倒角、布尔运算等操作，成所需的零件三 维实体模v。在屏幕上可直接显示、修改设计尺寸，并可以检查结构等方面是否合理、 规范。2 .组建设备的3d装配视图该方法是将机械零件装配后，形成 3d装配组件通过 组合键我们可以从任何一个位置或角度去观察单个零件或组件的3d视图，如果设计结构不合理或比例失调，很容易就被发现，并对零件加以修改，既可以保证零件组合 的协调性，又可以避免出现零件在构造上的相互干涉， 如果出现零件的相互干涉，可 以及时进行修改，且在修改中极为方便，只要将有尺寸结构错误的零件相应

33、部分进行 修改，就能达到目的要求，这比手工绘图节省人力、物力、财力，减少浪费。3 .计算机器组件、零件重贵和表面积当我们设计完成机器的一个零件，一个组 件后，在很多时候要确定它的外形尺寸、整体重量、外表面积等外观因素。pro/e可以从相应的菜单中找出计算该机器组件或零件，很方便的得到零部件的外形尺寸、重量及表面积。4 .生成工程图建立三维实体模型后，可以对其进行任意方向上的观察，看其是 否满足设计与使用要求，满意后可利用该实体模n,自动生成三视图，还可以生成任意位置剖视图，然后进行简单的修改及尺寸标注，即可生成二维的工程图。5 .生成真实感极强的动画图象将所设计的三维实体模型与3dma常软件结

34、合，同时可以调整灯光布置场景，赋以机器一定的材料等，可以生成具有光照效果的逼真的机器模型动画图象。止匕外，我们还可以对所设计的机械零部件进行运动学和动力学 的分析，得出各个点的运动学和动力学参数，对机械零部件的应力挠度振动以及屈曲 等加以分析，使所设计的机械结构得以优化 pro/e软件结合技术人员的设计思想和习 惯，还建立了统一的数据库并具有完整的数据模型。它以其强大的参数式设计和统一数据库管理等特点，实现了特征的尺寸驱动和3d实体与2d工程图的双向关联驱动、实体特征建模、标准件库的建立、零部件装配、动态仿真、有限元分析、干涉检查、 nc 加工和产品快速变型等功能，克服了二维图形不能包含产品所

35、有设计信息的缺点。 pro/e中的族表(familytable)功能允许设计人员把一个设计模型扩展到一个产品家 族，由此可以减少高达90%勺工作量大大地提高了生产自动化程度， 提高了生产效率。3.2 基于pro/e的标准件螺栓的三维建模螺栓是最常见的标准件，本小节将详细介绍螺栓的创建过程。螺栓可用于螺纹联 接和螺旋传动。螺栓联接时，螺栓作为紧固件使用，要求保证联接强度；螺栓传动时, 螺栓起传动作用，要求保证螺旋副的传动精度等。3.2.1 螺栓的建模分析下面以图3.1所示的螺栓零件为实例，介绍螺 栓创建的一般过程。建模分析(如图3.2所示)(1)创建六角头，使用“拉伸”工具创建螺栓 头的六角头特

36、征。(2)创建螺栓头圆角，使用“旋转切料”工具 创建螺栓头圆角。(3)创建小圆台特征，使用“拉伸”工具创建 螺栓头的小圆台。(4)创建小圆台倒角特征。图3.1 螺栓(5)创建螺栓杆。(6)创建螺纹，使用“螺旋扫描”工具创建螺纹特征。3.2.2 螺栓的建模过程1 .创建六角头(1) 单击口按钮，在“新建”对话框中输入文件名“ bolt ”，然后单击星j 按钮。(2) 在工具栏内单击 夕 按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”“拉伸”命令，弹出“拉伸”操控面板，在操控面板内单击【放置】按钮，然后单击【定义】按钮，弹出“草绘”定义对话框。(3) 选取“top面作为草绘平面，选取“ right面作为参照

37、平面，参照方 向为“右”，如图3.3所示。单击【草绘】按钮进入草绘环境。(4) 采用pro/engineer wildfire 3.0提供的最新功能，绘制一个六边形。在工具栏内单击q按钮，系统弹出“草绘器调色板”窗口，如图 3.4所示。图3.2图3.3 “草绘”对话框螺栓的建模分析图3.4 “草绘器调色板”窗口(5) 首先在“草绘器调色板”窗口中双击“六边形”选项，如图 3.4所示然后在绘图区单击一点放置图形。系统弹出“缩放旋转”对话框，如图 3.5所示。图3.5 “缩放旋转”对话框(6) 单击图形的中间小方框，拖动鼠标到系统坐标的原点，如图(7) 在“缩放旋转”对话框内单击 团按钮，标注草图

38、尺寸值，3.6所小。如图3.7所示在工具栏内单击“按钮完成草图的绘制图3.7完成后的草图2.创建圆角特征(8) 在“拉伸”操控面板内单击【实体】按钮和【双侧拉伸】按钮。在“拉 伸深度”文本框内输入拉伸深度为“ 5.3”，如图3.8所示，单击与按钮完成六角头的创建。回a叵，厚司 3 %力匚图3.8 “拉伸”操控面板(9) 完成后的实体如图3.9所示。(1) 在工具栏内单击 半按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”“旋转”操控面板, 在操控面板内单击【位置】按钮，然后单击 【定义】按钮，弹出“草绘”定义对话框。(2) 选取“front面作为草绘平面， 选取“right面作为参照平面，参照方向为 “右

39、”，如图3.10所示。单击【草绘】按钮 进入草绘环境。图3.9完成后的实体(3) 绘制如图3.11所示的二维草图，草图为图 3.11所示的右上角的一个小三角形，注意绘制旋转中心线。在工具栏内单击v按钮完成草图的绘制。图3.10 “草绘”对话框图3.11绘制二维草图(4) 在“旋转”操控面板内单击【实体】按钮和【去除材料】按钮，完成后 的操控面板如图3.12所示。| q 0 i 内部 cl 1360 m 画 x 乃图3.12 “旋转”操控面板(5) 在“旋转”操控面板内单击 e按钮，完成圆角特征的创建。完成后的特征如图3.13所示。3.创建小凸台(1) 在工具栏内单击 牙按钮，或者依次在主菜单内

40、单击“插入”“拉伸”命令，弹出“拉 伸”操控面板，在操控面板内单击【放置】按钮, 然后单击【定义】按钮，弹出“草绘”定义对话 框。(2) 选取螺栓的一个端面作为草绘平面，如图 3.14所示。选取“ right面作为参照平面，图3.13创建的圆角特征参照方向为“左”，如图3.15所示。单击【草绘】按钮进入草绘环境。(3) 绘制如图3.16所示的二维草图，在工具栏内单击 v按钮完成草图的绘制。(4) 在“拉伸”操控面板内单击【实体】按钮和【拉伸到指定深度】按钮， 在“拉伸深度”文本框内输入拉伸深度为“0.5”，如图3-17所示。(5) 在“拉伸”操控面板内单击 e按钮，完成小凸台的创建，完成后的特

41、征 如图3.18所示。(6) 对小凸台进行倒角。在工具栏中单击 、按钮，或者在主菜单上依次单击“插入”“倒角”“边倒角”命令，系统弹出“倒角”操控面板，如图 3.19所示图3.14 选取草绘平面图3.15 “草绘”对话框图3.16 绘制二维草图幻放置选项属性11且，l. 50 * / / 匚图3.17“拉伸”操控面板图3.18 创建小凸台图3.19 “倒角”操控面板(7) 在“倒角”操控面板内输入倒角值为 “0.3 ”，在绘图区单击选取小凸台的边棱作为倒角 边，如图3.20所示。(8) 在“倒角”操控面板内单击 e按钮， 完成倒角特征的创建。4.创建螺栓杆(1)在工具栏内单击 于按钮，或者依次

42、在选取倒角边 士”内吊击i “插入” “拉伸”命令，弹出“拉伸”操图3.20选取倒角边控面板，在操控面板内单击【放置】按钮，然后单击【定义】按钮，弹出“草绘”定义对话框。(2) 选取小凸台的端面作为草绘平面，如图 3.21所示。选取“ right面作为参照平面，参照方向为“右”，如图3.22所示。单击【草绘】按钮进入草绘环境。图3.21 选取草绘平面图3.22“草绘”对话框(3) 绘制如图3. 23所示的二维草图，在工具栏内单击 “按钮完成草图的绘制。(4) 在“拉伸”操控面板内单击【实体】按钮和【拉伸到指定深度】按钮，在“拉伸深度”按钮，在“拉伸深度”文本框内输入深度值为“ 40”，如图3.

43、 24所示(5) 在“拉伸”操控面板内单击 史按钮，完成螺栓杆的创建。完成后的特征如图3. 25所示图3.23绘制二维草图放置选项属性回口叵t40 00 幺b匚图3.24 “拉伸”操控面板g设置过渡段选项属性图3.26 “倒圆角”操控面板选取倒圆角边图3.25创建的螺栓杆特征5.创建两个倒角特征(1)在工具栏内单击图3.27选取倒圆角边川按钮，或者在主菜单上依次单击“插入”“倒圆角”命0 40令，系统弹出“倒圆角”操控面板，如图 3. 26所示。(2) 在“倒圆角”操控面板内输入圆角值为“0.4”，在绘图区单击选取倒圆角边，如图3. 27所示。(3) 在“倒圆角”操控面板内单击 e按钮，完成倒

44、圆角特征的创建。(4) 在工具栏内单击、按钮，或者在主菜单中依次单击“插入”“倒角”“边倒角”命令，系统弹出“倒角”操控面板，如图3.28所示。(5) 在“倒角”操控面板内输入倒角值为“0.25”，在绘图区单击选取倒角边， 如图3. 29所示。(6) 在“倒角”操控面板内单击。按钮，完成倒角特征的创建。6.创建螺纹特征图3.29选取倒角边(1) 在主菜单上依次单击“插入” “螺旋扫描” “切口”命令，系统弹出“属 性”菜单管理器，如图3. 30所示(2) 在“属性”菜单管理器中依次单击“常数” “穿过轴”“右手定则”“完成” 命令，系统弹出“设置草绘平面”菜单管理器，如图3.31所示。(3)

45、在绘图区单击选取“ right面作为草绘平面，系统弹出“方向”菜单管理器，如图3.32所示菜单管理器 ktteieutes 催性h const ant 痈数)菜单管理器 setup sk pls殴置草绘thru aati i 笄过轴）worm to traj物迹法向）use prev (使用先前的)right hdsd循手定则）left mwded底手定则）成）quit ge出）setup new嘶设置） setup pune （谀置平面）plane （平面）mskw datum 产生基准）quit plane城弃平面） setup sk plf （设置苴绘use frev (使用先前的)n电

46、供 嘶设置. directio1j cst向tflip成向)0k町c向)图3.30 “属性”菜单管理器图3.31设置草绘平面”图3.32 “方向”菜单管理器(4) 在“方向”菜单管理器中单击“正向”命令，系统弹出“草绘视图”菜 单管理器，单击“缺省”命令，进去草绘环境。(5) 绘制如图3.33所示的扫描轨迹，注意绘制螺旋扫描的中心线。在工具栏内单击按钮完成草图的绘制。(6) 系统提示“输入节距值”,输入节距值为“0.8”，单击dz1按钮完成，如 图3. 34所示。(7) 绘制用于螺旋扫描的截面，如图 3. 35所示。在工具栏内单击 v按钮完成草图的绘制。(8) 系统弹出“方向”菜单管理器，指示

47、切口的生成方向，单击“正向”命令，如图3. 36所示22.15图3.33绘制扫引轨迹输入节距值口a对齐边线图3.34输入节距值图3.35绘制截面(9) 在如图3.37所示的“切剪：螺旋扫描”对话框中单击【确定】按钮，完 成螺纹的创建。切莫；螺旋扫描fx|菜单管理器流演同r5a元素pitch崎距）section （戢面materi alsi 加 c息距定变信节已改flip哀向）okay qe 向）wi 11 信息 i图3.36“方向”菜单管理器7.螺纹收尾图3.37“切剪：螺旋扫描”对话框(1) 在工具栏内单击g按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”“拉伸”命令, 弹出“拉伸”操控面板，在操控面板

48、内单击【放置】按钮，然后单击【定义】按钮, 弹出“草绘”对话框。(2) 选取螺纹结尾面作为草绘平面，如图 3.38所示，选取“ front面作为参照平面，参照方向为“顶”，如图3. 39所示。单击【草绘】按钮进入草绘环境。(3) 绘制如图3. 40所示的二维草图，在工具栏内单击 v按钮完成草图的绘图3.38选取草绘平面选取草绘平面参照v前讹苧冬谨准平茴) uieiuiaiuuiiiuiaifeiuikiui-ibiui_iuuikiui.iliiaieiuiaimui&il方向顶 v图3.39 “草绘”对话框图3.40绘制二维草图草绘放置苴绘平面平面 曲面:f12c,使用先前的苴绘方向草绘视图

49、方向i.向1(4) 在“拉伸”操控面板内进行如图 3.41所示的设置，单击 与按钮完成螺 纹收尾的创建。(5) 用同样的方法创建螺纹另一端的收尾特征。3.3基于pro/e的标准零件库的创建标准件族都具有相似的特征，很多零件是以零件族的形式出现，如果逐个地建立 这些零件的模型会浪费很大的精力。为解决这个问题，pro/engineer提供了 “族表“工具，在建立系列零件的时候，可以通过建立一个零件来实现建立一个零件族的零 件模型。用于创建族表的零件成为子零件，或者成为通用零件，在这里统称为通用零件。 下面以3.2.2小节创建的螺栓零件为实例，讲述用族表建立标准零件库的方法。1 .新建零件(1) 打

50、开3.2.2小节创建的螺栓零件，文件名为“ bolt.prt ”，在主菜单内单 击“文件”“保存副本”命令，系统弹出“保存副本”对话框。(2) 在“新建名称”文本框内输入新的名称“ bolt_family.prt ，单击【确 定】按钮完成。2 .添加尺寸(1) 在主菜单上依次单击“工具” “族表”命令，系统弹出“族表”窗口，如图3-42所示。在“族表”窗口中，已经现实了四行提示语，提示用户添加尺寸参数。 另外，在窗口的工具栏内显示了常用的工具命令按钮。各按钮的意义如图3. 43所示。图3.42“族表”窗口图3.43 “族表”工具栏(2) 单击工具栏上【插入列】按钮各，系统弹出“族项目”窗口，如

51、图 3.44 所示，“族项目”的窗口中的“添加项目”区域列出了可供选择的项目，如尺寸、特 征、参数、阵列表等，“项目”列表框列出了已经选择的项目。族项目*普时模型:bolt_faiilt i d|fx项目过滤回尺寸元件靠加项目尺寸0特征 。合并零件冗仟。参数c参照模型列他 犯阵其 oooi i稿定取消图3.44 “族项目”窗口(3) 在“添加项目”区域中单击“尺寸”单选按钮，在绘图区单击选取螺栓 的尺寸代号，本实例的尺寸代号如图 3.45所示，另外尺寸代号d40为螺纹截面的边 长。图3.45螺栓的尺寸代号(4) 在“族项目”窗口内单击【确定】按钮，完成尺寸代号的添加，完成后 的“族表”窗口如图

52、3.46所示。图3.46 “族表”窗口(5) 单击朝按钮继续添加零件，全部完成后的“族表”窗口如图3.47所示(6) 在“族表”窗口中单击【校验实例】按钮，检验添加的零件是否能够成 功地生成，如图3.48所示，完成后单击【关闭】按钮。(7) 保存零件退出。族表肝 0lt_fai1ly(tirnlfx图3.48校验实例族树区|查找范围s!1： olt_familyv文件 编辑区)插入 刀具(1)名电醋 和鸣如/w团rr实例名公用名称dlldi?die13ebolt.,bolti.16 w8.0040.0021.miobolt_.17 0010 0045 00八m1218.0012.0050.00

53、m14bolt_.19. qo14.0055.00qi确定q13打开篡) 取消。图3.47完成后的“族表”窗口第四章 机械加工工艺规程的设计4.1 机械制造工艺的发展按照传统的专业划分，机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工 艺过程。很长时间以来，机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的顺序，采用硬度比工件高的切削刃，在力的作用下使工件的材料发生分离， 从而获得需要的形状、尺寸和表面质量，然后将它们装配成机器。随着科学技术的发展，出现了很多硬度极高的难加工材料， 这些材料很难用传统 的切削或磨削的方法来加工；某些极小的，形状不规则的孔隙、型腔也很难用传统的 加

54、工方法获得，于是出现了应用电能、声能、光能或者化学能等来加工金属的特种加 工技术。另一方面，科学技术的发展对机械产品的精度提出了越来越高的要求，特别是宇航器件和集成元件的制造，原有的加工方法已不能满足其高精度和高表面质量的需 要，于是，各种超精密加工方法应运而生，而且其加工精度的等级还在不断地提高。4.2 机械加工工艺规程4.2.1 机械加工工艺规程的定义机械加工工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操纵方法的工艺文件。它是在总结生产实验的基础上和科学理论指导下经过必要的工艺试验制订的，用以指导工人操纵，便于组织生产和实施工艺管理。 工艺规程一般应包括下列内容： 毛坯类型 和材料定额，零件加

55、工工艺路线，各工序的加工内容和要求，采用的加工设备和工艺 装备，工件质量的检验项目和检验方法，切削用量和工时定额，工人技术等级等。4.2.2 工艺规程的作用工艺规程具有如下作用：(1)工艺规程是指导生产组织和计划管理的重要技术文件；(2)工艺规程是新产品投产前，进行生产技术准备工作的依据；(3)工艺规程是新建或扩建，改建机械制造厂的依据。将工艺规程的内容填入一定格式的卡片，即成为生产准备和加工操作依据的工艺 文件。虽然具体格式有所区别，但是主要内容大同小异。常见有如下几种：(1)机械加工工艺过程卡片；(2)机械加工工艺卡片；(3)机械加工工序卡片。4.2.3 工艺规程的编制编制工艺规程，必须遵从优质、高产、低消耗、高效益的基本原则，即在一定的 生产条件下，以最少的消耗和最低的费用，高效、可靠地加工出符合图样要求的零件 和产品。为此，必须正确处理生产过程中的一系列矛盾关系，但是第一位的目标是确保加工质量。因此，在机械加工工艺规程中必须制订和贯彻确保加工质量的有效措施； 在保证质量的前提下，力争以最高的生产效率和最经济的加工过程实现生产纲领。提高效率和降低成本，有时也会相互矛盾。例如，采用技术先进的高效设备，生产率高， 投资也大，如果生产批量小，则单件成本相应的增加