课程设计拨叉成型加工

1、学号： 201125050117中 州 大 学CAD/CAM课程设计说明书设计题目： 拨叉成型加工专 业： 机械制造与自动化设 计 者：马振杨班 级：11机制一班 指导教师：孟雅俊 评定成绩：设计日期：2013 年 9 月 27 日至 2013 年 11 月 2 日目录前言 1计任务书.21、 建模.31 零件的建模过程.32 毛坯的建模过程.15二、零件工艺分析.17三、创建操作 .174、 设计心得与体会.39五、参考资料.39前言 模板应用广泛，是非常重要的机械零件之一。模板的一般作用是：（a）起定位作用;（b）防尘和密封，除本身可以防尘密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用；（c）位

2、于车床电动机的顶端，主要起减震的作用，使主轴箱的转动平稳。 因此，该零件应具有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件。该零件的主要工作表面为上表面，在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖的加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。设计任务书1、总体介绍：设计包括CAD与CAM两大模块，重点在于CAM。2、具体要求：根据平面图建模，并对该零件上所有能够铣、钻的表面进行加工。完成指定题目的设计后，要求每人编写说明书一份（包括封面、目录、设计任务书、正文、设计心得与体会、参考资料等七部分，可以打印，请上交前自己检查是否缺项）。同时上交电子稿与相应prt文件。正

3、文应包括：零件的建模过程、毛坯的建模过程、零件工艺分析与编制的工艺过程、具体加工过程（每个操作的创建详细过程，要求说明各个参数是如何配置的、每个操作生成的刀轨）、车间工艺文档4、设计要求：设计包括CAD与CAM两大模块，根据平面图建模，并对该零件上所有能够铣，钻的表面进行加工5、 零件图零件的外形图如图0-1所示：一、建模1、零件的建模过程 1、零件分析 图1-1所示零件为拨叉，根据零件图可知其特点为：直径为25的内圆为粗加工，圆环与半圆环端面为粗加工 2、建模分析 由图纸可知道零件的上下对称可通过双向拉伸完成，对于不同高度的部分只要设置不同的拉伸距离即可拉深出来。然后再根据要求进行倒角和倒圆

4、角。3、模板零件建模设计 1、新建部件文件 新建一个名称为【bocha】的部件文件。1）启动UG6.0，选择【文件、新建】命令，弹出【新建】对话框。2）如图1-1所示，在【新建】对话框选择存放新建文件路径，输入文件名为：【bocha】；选择单位为：【毫米】，单机【确定】。图1-1 2、单击【草图】按钮，弹出【创建草图】对话框，选择【YC-XC】为基准平面，绘制草图如图1-2所示。图1-24、选择【拉伸】按钮，弹出【拉伸参数设置】对话框，使用单条曲线选择图1-2草图中间，在【开始距离】文本框中输入【-4mm】,在【终点距离】文本框内输入【4mm】；单击【应用】按钮，完成拉伸如图1-3所示。图1-

5、35完成拉伸操作后如图1-4图1-46、 然后选择图1-2中上下两部分，在【开始距离】文本框中输入【-10mm】,在【终点距离】文本框内输入【10mm】；单击【应用】按钮，完成拉伸如图1-5所示。图1-57、 拉伸后如图1-6所示图1-68、 选择图1-2中左右两部分，在【开始距离】文本框中输入【-20mm】,在【终点距离】文本框内输入【20mm】；单击【应用】按钮，完成拉伸如图1-7所示。图1-79、 拉伸后如图1-8所示图1-810、选择【求和】，选中拉伸后的所有实体图单机应用，操作如图1-9所示图1-911、 求和后如图1-10所示图1-1012、 选择【基准平面】按钮，以XC-ZC平面

6、来创建基准平面，【距离】文本框中输入【0 mm】，单机【应用】。如图1-11所示图1-1113、 然后将类型改为【成一角度】，平面对象选择图1-11中创建的平面，线性对象选择Z轴，【角度】文本框中输入【30】，单机【应用】，如图1-12所示图1-1214、 将类型改为【按某一距离】，平面对象选择图1-12中创建的平面，【距离】文本框中输入【-30】，单机【应用】，如图1-13所示图1-1315、 基准平面建好后如图1-14所示图1-1416、 单击【草图】按钮，选择图1-14中建好的基准平面，如图1-15图1-1517、 在所建平面上绘制直径为12的圆，完成后的草图如图1-16所示图1-161

7、8、 选择【拉伸】按钮，弹出【拉伸参数设置】对话框，使用单条曲线选择图1-16中的草图，将【结束】文本框中的字改为【直至选定对象】布尔类型改为【求和】；如图1-17所示图1-1719、 拉伸后的实体如图1-18所示图1-1820、 单击【草图】按钮，选择图1-14中建好的基准平面，单机【确定】，如图1-19所示图1-1921、 在草图上绘制直径为6的圆，完成后的草图如图1-20所示图1-2022、 选择【孔】按钮，将孔类型改为【螺纹孔】，指定点时选择图1-20中绘制的圆心，螺纹尺寸【size】对话框中选择M6 x 1.0，螺纹深度改为25，孔深改为25，尺寸【尖角】对话框中输入120，【布尔】

8、类型选择求差，选择整个实体，其它值为默认，如图1-21所示图1-2123、 完成操作后如图1-22所示图1-2224、 给螺纹孔上螺纹，依次选择插入、设计特征、螺纹，选择详细，其操作如图1-23所示1、 2、 3、 图1-2325、 完成操作后如图1-24所示26、选择按钮，边选择四个圆，距离为1，如图1-25所示图1-2527、完成操作后如图1-26所示图1-2628、 选择按钮，选择有螺纹孔凸台的相贯线，边导员半径为1mm，如图1-27所示图1-2729、单机应用完成操作如图1-28所示图1-2830、 选择按钮，边倒圆半径为3，其操作如图1-29所示图1-2931、 单机应用完成操作后如

9、图1-30所示图1-3032、至此，完成了整个拨叉模型的创建。单击【保存】按钮，将文件【bocha.prt】另存一份以备后续使用。2、毛坯的建模过程 1）使用已建好的实体进行加工，选择部件导航器中的【草图】双击，将草图中的小圆删除，删除后的草图如图1-31所示图1-31 2）选择部件导航器中的【拉伸（4）】双击，修改拉伸参数，其操作如图1-32所示图1-32 3）拉伸后的实体如图1-33所示图1-33 4）删除部件导航器中的【倒斜角】操作，然后选择按钮，选择左侧圆柱的棱角，边倒圆半径为1，其操作如图1-34所示图1-34 5）操作后如图1-35所示图1-35至此，完成整个拨叉毛坯的创建。单击【

10、保存】按钮，将文件【bochamaopi.prt】单独保存一份以备后续使用。二、零件工艺分析确定装夹方式 由于毛坯的形状不规则、且需加工上下两个表面，根据零件形状可确定需分两次装夹。第一次装夹加工上表面及孔；第一次装夹采用两边共同装夹的装夹方式。第二次装夹加工整个毛坯的下表面，第二次装夹采用与第一次一样的装夹方式。确定加工坐标系原点 为了便于加工时对刀，第一次装夹，加工坐标系原点设置在零件顶面的中心；第二次装夹，加工坐标系原点设置在零件底面的中心。确定工步 第一次装夹：分析图可得，由于有粗糙度的限制，可用10的平底铣刀对上表面进行粗加工。用麻花钻和铰刀对25的两个通孔进行加工，用锪刀对27进行

11、加工，为了保证加工精度，用4的中心钻打定位孔。具体工步安排见表3-1。表2-1序号加工工步加工方式刀具加工余量主轴速度进给速度1模板左上表面及右上表面粗加工CAVITY_MILL10平底刀01000rpm350mmpm24的定位孔加工SPOT_DRILLING4中心钻01200rpm60mmpm324.8的扩孔加工DRILLING24.8麻花钻0550rpm40mmpm425的铰孔加工REAMING25机用铰刀0300rpm30mmpm5倒角1×45°的加工DRILLING27锪刀0200rpm350mmpm第二次装夹：分析图可得，仍可用10的平底铣刀对模板下表面加工，具体

12、工步安排见表3-2。 表2-2序号加工工步加工方式刀具加工余量主轴速度进给速度1模板下表面加工CAVITY_MILL10平底刀01000rpm350mmpm2倒角1×45°的加工DRILLING27锪刀0200rpm350mmpm三、创建操作打开零件建模过程中创建的部件【bochamaopi】。进入加工模组设置初始化1.进入加工模块 单击【开始】按钮，选择【加工】命令，进入自动加工模块，弹出【加工环境】对话框，在【加工环境】对话框的【要创建的设置】列表框中选择模板文件【mill_contour】（型腔铣）。如图3-1所示。单击【确定】按钮，进入加工环境。图3-13、创建刀具

13、 1）创建第一把刀具：平底刀。单击【加工创建】工具栏中的【创建刀具】按钮，弹出【创建刀具】对话框，在【创建刀具】对话框中，选择类型为：【mill_contour】；选择子类型为：铣刀；输入名称为：【D10】；如图3-2所示,单击【确定】按钮，弹出【铣刀-5参数】对话框,在【铣刀-5参数】对话框中设置刀具直径为：【10】；刀具补偿：【1】；长度补偿：【0】刀具号：【1】；如图3-3所示。设置完参数后，单击【确定】按钮，完成第一把刀具的创建。图3-2 图3-32）创建第二把刀具：中心钻。单击【加工创建】工具栏中的【创建刀具】按钮，弹出【创建刀具】对话框。在【创建刀具】对话框中，选择类型为：【dri

14、ll】；选择子类型为：中心钻；输入名称为：【D4】如图3-4所示，单击【确定】按钮，弹出【钻刀】对话框。在【钻刀】对话框中设置刀具直径为：【4】；刀具号：【】；长度补偿：【0】；如图3-5所示。单击【确定】按钮，完成第二把刀具的创建。 图3-4 图3-52） 按照同样方法，分别创建好3、4、5把刀具，名称和参数见下表4-1所示。表3-1 创建刀具参数表刀号子类型图标名称类型刀具直径/mm有效长度/mm1D10平刀10752D4中心钻4503D24.8麻花钻24.8504D25铰刀24755D27平底锪钻27505）刀具创建如图3-6所示图3-64、设置几何视图参数1） 单击【操作导航器】工具栏

15、中的【几何视图】图标，切换操作导航器至几何视图。2） 定义加工坐标系：双击几何视图中的【_】节点，弹出【ill rient】对话框，如图3-7所示。在该对话框中选择的【构造器】按钮，弹出【】对话框，如图3-8所示。 图3-7 图3-83） 设置安全平面：在【ill rient】对话框中的【间隙】复按选框中设置安全设置选项为：【平面】，单击按钮，进入【平面构造器】对话框，在绘图区选择模板上表面作为参考对象，然后在【偏置】文本框中输入偏置值为：【20】，如图3-9所示。单击【确定】按钮，即在相对于毛坯的上表面上部距离为20的高度创建一个安全平面，安全平面以高亮小三角显示。图3-94）导入毛坯：选择

16、【文件导入部件】命令，弹出【导入部件】对话框，如图3-10所示，单击【确定】按钮，弹出【导入部件】对话框，选择第一章中创建的【mobanmaopi.prt】”文件，如图3-11所示。单击【】按钮，弹出【点】对话框，设置坐标相对为XC：【0】；YC：【0】；ZC：【0】；单击【确定】按钮。完成毛坯的导入。如图3-12所示。图3-10 图3-11图3-12 图 3-135）选择零件几何：在几何视图中，单击【_】节点前的【】号，再双击【WORKPIECE】节点，弹出【铣削几何体】对话框，如图3-13所示。在该对话框中选择【指定部件】图标，单击弹出【部件几何体】对话框，如图3-14所示。在绘图区选择拨

17、叉模型作为零件几何，单击【确定】按钮，完成零件几何的选择，并返回到【铣削几何体】对话框，单击【确定】按钮。 图3-146） 选择【指定毛坯】图标，单击弹出【部件几何体】对话框，如图3-15所示。在绘图区选择拨叉模型作为零件几何，单击【确定】按钮，完成零件几何的选择，并返回到【铣削几何体】对话框，单击【确定】按钮图3-154、 创建加工方式1、上平面的加工 1）、单击【插入】工具条的创建操作按钮，或在【插入】下拉菜单中单击【操作】按钮，进入【创建操作】对话框。在【类型】下拉菜单选项中选择【mill_contour】，即型腔铣操作类型，在【操作子类型】区域选择CAVITY_MILL按钮，在【刀具】

18、下拉选项中选择【D10】作为加工刀具，在【方法】下拉选项中选择【MILL_ROUGH】作为加工方法，【几何体】选择【WORKPIECE】，其他默认，完成以上操作后，单击【确定】按钮，如图4-1所示。图4-1 2）、单机隐藏按钮，选择毛坯单机确定，如图4-2所示图4-2 3）、单机型腔铣对话框中的【指定切削区域】，选择左侧圆环及右侧半圆环的上表面，单机确定，如图4-3所示，方法改为【MILL-FINISH】,切削模式改为【跟随周边】，全局每刀深度改为【1】，切削参数的余量为0如图4-4所示、进给和速度的设置如图4-5所示图4-3 图4-4 图4-5 单机生成按钮，生成刀轨如图4-6所示图4-6仿

19、真刀具轨迹）在【型腔铣】对话框中，单击【确认】图标，弹出【导轨可视化】对话框，选择【动态】选项卡。）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过仿真过程查看刀具轨迹是否正确，仿真结果如图4-7所示。）仿真完成后，单击【确定】按钮，返回到【面铣削区域】对话框。）单击【确定】按钮，完成模板左上表面精加工操作的创建。图4-72、 下平面的加工 1）选择第一步已做好的操作【CAVITY_MILL】复制粘贴，双击复制好的新的操作进入型腔铣对话框，单机指定切削区域后面的按钮，单机全重选然后选择部件的两个下表面如图4-8所示图4-8 2）更改刀轴，其操作如图4-9所示图4-9单机生成按钮，生成刀轨

20、如图4-10所示图4-10仿真刀具轨迹）在【型腔铣】对话框中，单击【确认】图标，弹出【导轨可视化】对话框，选择【动态】选项卡。）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过仿真过程查看刀具轨迹是否正确，仿真结果如图4-11所示。）仿真完成后，单击【确定】按钮，返回到【面铣削区域】对话框。）单击【确定】按钮，完成模板左上表面精加工操作的创建。图4-113、创建25的孔加工操作1、创建中心钻操作 1）单击【加工创建】工具栏中的【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。2）如图4-12所示，在弹出的【创建操作】 对话框中，选择类型为：【drill】；选择子类型为：中心钻；使用几何体：WOR

21、KPIECE;使用刀具：【D4】;使用方法：【DRILL_METHOD】，单击【确定】按钮，弹出如图4-13所示的【点钻】对话框。图4-12图4-132定位加工孔的位置）在【点钻】对话框中单击【指定孔】的图标，弹出【点到点几何体】对话框。在【点到点工几何体】对话框中单击【选择】按钮，然后再弹出的对话框中单击【类选择】按钮，选择如图4-14所示的圆，单击确定图4-14 2）在弹出的对话框中单击【选择结束】，返回【点到几何体】对话框，点击【优化】，具体步骤如图4-15所示。图4-15 3）在返回的【点钻】对话框中选择指定部件表面按钮，弹出如图4-16所示的【部件表面】对话框，然后选择左侧圆环的上表

22、面，单机确定图4-16 4）然后单机进给和速度对话框，弹出进给和速度对话框如图4-17所示，其参数设置如图4-17所示，单机确定图4-16 图4-177） 单机生成按钮，生成刀轨如图4-17所8）仿真刀具轨迹）在【型腔铣】对话框中，单击【确认】图标，弹出【导轨可视化】对话框，选择【动态】选项卡。）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过仿真过程查看刀具轨迹是否正确，仿真结果如图4-18所示。）仿真完成后，单击【确定】按钮，返回到【面铣削区域】对话框。）单击【确定】按钮，完成模板左上表面精加工操作的创建。图4-184、创建24.8的麻花钻扩孔加工操作1）单击【加工创建】工具栏中的【

23、创建操作】图标，弹出【创建操作】对话框。2）在弹出的【创建操作】 对话框中，选择类型为：【drill】；选择子类型为：钻；使用几何体：【WORKPIECE】;使用刀具：D24.8;使用方法：DRILL_METHOD，如图4-19所示。图4-19 图4-203)单击【确定】按钮，弹出如图4-20所示的【钻】对话框。 4）在【点钻】对话框中单击【指定孔】的图标，弹出【点到点几何体】对话框。在【点到点工几何体】对话框中单击【选择】按钮，然后再弹出的对话框中单击【类选择】按钮，选择如图4-14所示的圆，单击确定 5）在返回的【点钻】对话框中选择指定部件表面按钮，弹出如图4-16所示的【部件表面】对话框

24、，然后选择左侧圆环的上表面，单机确定5） 在返回的点钻对话框中选择指定底面按钮，弹出如图4-21所示的【底面】对话框，然后选择左侧圆环的底面，单击确定图4-21 6）然后单机进给和速度对话框，弹出进给和速度对话框如图4-22所示，其参数设置如图4-22所示，单机确定 图4-22 图4-23 7）单机生成按钮，生成刀轨如图4-23所 8）仿真刀具轨迹9）在【型腔铣】对话框中，单击【确认】图标，弹出【导轨可视化】对话框，选择【动态】选项卡。10）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过仿真过程查看刀具轨迹是否正确，仿真结果如图4-24所示。11）仿真完成后，单击【确定】按钮，返回到【

25、面铣削区域】对话框。12）单击【确定】按钮，完成拨叉左侧孔加工操作的创建。图4-245、创建25的铰刀加工操作1）单击【加工创建】工具栏中的【创建操作】图标，弹出【创建操作】对话框。2）在弹出的【创建操作】 对话框中，选择类型为：【drill】；选择子类型为：钻；使用几何体：【WORKPIECE】;使用刀具：D25;使用方法：DRILL_METHOD。如图4-25所示。图4-25 图4-263）单击【确定】按钮，弹出如图4-26所示的【铰】对话框。 4）在【铰】对话框中单击【指定孔】的图标，弹出【点到点几何体】对话框，单击【选择】按钮，在弹出的对话框中，单击【类选择】按钮，选择直径为25的通孔

26、，如图4-14所示，单机确定 5）在返回的点钻对话框中选择指定部件表面按钮，弹出如图4-16所示的【部件表面】对话框，然后选择左侧圆环的上表面，单机确定 5）在返回的点钻对话框中选择指定底面按钮，弹出如图4-17所示的【底面】对话框，然后选择左侧圆环的底面，单击确定 6）然后单机进给和速度对话框，弹出进给和速度对话框如图4-18所示，其参数设置如图4-18所示，单机确定 图4-18 图4-19 7）单机生成按钮，生成刀轨如图4-19所 8）仿真刀具轨迹）在【型腔铣】对话框中，单击【确认】图标，弹出【导轨可视化】对话框，选择【动态】选项卡。）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过

27、仿真过程查看刀具轨迹是否正确，仿真结果如图4-20所示。）仿真完成后，单击【确定】按钮，返回到【面铣削区域】对话框。）单击【确定】按钮，完成拨叉左侧圆孔加工操作的创建。图4-206、创建普通钻孔锪操作 1）单击【加工创建】工具栏中的【创建操作】图标，弹出【创建操作】对话框。 2）在弹出的【创建操作】 对话框中，选择类型为：【drill】；选择子类型为：锪锥孔；使用几何体：【WORKPIECE】;使用刀具：【D27】;使用方法：【DRILL_METHOD】。如图4-21所示。 3）单击【确定】按钮，弹出如图4-22所示的【钻埋头孔】对话框。图4-21图4-22 4）在【钻埋头孔】对话框中单击【指

28、定孔】的图标，在弹出的对话框中单击【选择】按钮，在绘图区选择25的简单通孔，单击【确定】按钮，返回到【点到点几何体】对话框，单击【确定】按钮，完成加工孔位置的定义，返回到【钻埋头孔】对话框。 5）在返回的点钻对话框中选择指定部件表面按钮，弹出如图4-16所示的【部件表面】对话框，然后选择左侧圆环的上表面，单机确定 6）在返回的点钻对话框中选择指定底面按钮，弹出如图4-17所示的【底面】对话框，然后选择左侧圆环的底面，单击确定 7）【钻埋头孔】对话框中，默认循环类型为：【标准钻埋头孔】，单击【编辑参数】图标，弹出【指定参数组】对话框。 8）在【指定参数组】对话框中，默认循环参数组为：【1】，单击

29、【确定】按钮，弹出【cycle参数】对话框。在【cycle参数对话框】中，单击【sink直径-2.0000】按钮，弹出【sink直径】对话框，在【sink直径】对话框中，输入直径值为：【27】。单击【确定】按钮，返回到【ycle参数】对话框。在【cycle参数对话框】中，单击【入口直径-.0000】按钮，弹出【入口直径】对话框。在【sink直径】对话框中，输入直径值为：【25】，如图4-23所示，单击【确定】按钮，返回到【ycle参数】对话框。 9）单击【确定】按钮，完成循环参数的设置，返回到【钻埋头孔】对话框。图4-23 10）在【钻埋头孔】对话框，设置最小安全距离为：【10】。 11）在【

30、钻埋头孔】对话框中，单击【进给和速度】按钮，弹出【进给和速度】对话框。 12）选择【速度】选项卡，选中【主轴速度】复选框，设置主轴速度为：【500rmp】。 13）选择【进给】选项卡，设置切削速度为：【200mmpm】，其他参数保持默认值。 14）单击【确定】按钮，完成进给率的设置。返回到到【钻埋头孔】对话框。 15）在到【钻埋头孔】对话框中单击【生成】图标，即可生成定位孔加工操作的刀具轨迹，如图4-24所示。图4-249仿真刀具轨迹）在【钻埋头孔】对话框中，单击【确认】图标，弹出【可视化刀轨轨迹】对话框，选择【2动态】选项卡。）单击【播放】按钮，系统会以实体的方式进行切削仿真，通过仿真过程可查看刀具轨迹是否正确，仿真结果可见图4-25。图4-25）仿真完成以后，单击确定按钮，返回到到【钻埋头孔】对话框。）单击【确定】按钮，完成倒角加工操作的创建。7、创建普通钻孔锪操作 1）选择第一步已做好的操作【COUNTERSINKING