机械CADCAM斜齿轮课程设计样本

目录1课程设计任务书...............................................22第一章建模分析...............................................43第二章数控加工..............................................144第三章数控加工仿真.........................................175第四章CL数据输出和NC代码生成.........306第五章设计总结....................................................327第六章参照书目.....................................................32《机械CAD/CAM》任务书一、设计题目：齿轮零件CAD/CAM设计二、设计目CAD/CAM课程设计是开设《机械CAD/CAM》课程之后进行一种实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术基本原理、基本办法基本上，着重培养学生借助计算机进行机械产品设计、制造和系统集成综合应用能力。其目：掌握产品计算机辅助设计过程和办法，培养运用计算机进行构造设计能力。掌握零件计算机辅助制造过程和办法，培养数控编程及加工仿真能力。通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM基本技能。三、设计任务本课程设计以某一详细机械零件为设计对象（零件图见附图）。重要设计任务：1、熟悉并掌握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块功能及建模原理。2、进行零件参数化功能定义、三维实体零件特性造型，最后完毕零件造型设计。3、进行机床选取、刀具选取及加工参数设立，生成零件数控加工有关文献。如刀位数据文献、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成果与否对的合理。4、编写课程设计阐明书。四、设计规定1、规定设计过程在计算机上完毕。2、设计阐明书用计算机打印（B5纸，1万字左右）。正文：宋体五号，单倍行距；页眉：宋体小五号，内容涉及班级，姓名，“CAD/CAM课程设计阐明书”字样；页脚：右下脚页码。3、设计成果应涉及：课程设计阐明书（应包括设计任务书、设计思路、设计环节、设计过程阐明和阶段成果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容）4、禁止抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。五、设计内容及时间分派准备工作：布置设计任务，认真阅读设计任务书，收集资料（1天）熟悉PRO/ENGINEERWildfire3.0，并进行零件三维造型。进行零件数控加工。（4天）进行零件数控加工。（3天）编写课程设计阐明书。（1天）设计成果提交及答辩。（1天）六、参照资料关于PRO/ENGINEER软件参照书及数控加工工艺参照书。如PRO/ENGNEERWildfire3.0基本训练教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0零件设计教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0数控加工教程等等。七、成绩评估采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。重要考察：课程设计科学性和条理性：设计过程态度和出勤率；软件熟悉限度；设计成果对的合理性；答辩状况。学生签名：日期：评阅意见：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________教师签名：日期：第一章建模分析在菜单栏选用【文献】下拉菜单，选用【新建】选项，系统将弹出如图1-1所示【新增】对话框，选中其中【零件】单选按钮，在【名字】编辑框中输入“zwp”。单击对话框下部按钮，进入三维实体建模图1-1【新增】对话框图1-2【文献选项】对话框1.1设定齿轮各项参数．进入菜单栏中――工具――参数，然后添加并设定下列参数(可随意命名,只要自己懂得各项参数名所代表含义)．如图1-3M=2(代表模数)Ｚ=42(代表齿数)alpha=20(代表压力角)Beta=30.67（右）(代表齿轮螺旋角)Ｂ=15.5（代表齿轮宽度）Ｈax＝１（代表齿顶系数）hfx=0.25（代表齿根系数）图1-3齿轮参数表1.2绘制四个圆草绘曲线,分别绘制四个圆，分别代表齿顶圆，分度圆，齿根圆，基圆，并添加关系式控制（front面上）齿顶圆直径da=100.03基圆89.93969齿根圆91.04分度圆97.66085图1-4绘制四个圆1.3绘制渐开线．点选绘制＂曲线＂图标，然后选＂从方程＂，再选笛卡尔坐标系，然后再选第三步建立坐标系．然后定义方程：db=89.93969ang=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图1-5渐开线方程 图1-6方程对话框（1）依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“曲线”，或者在工具栏上单击按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图1-7（2）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”→“完毕”，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如图1-8图1-7曲线选项”菜单图1-8坐标系设立在绘图区单击选用系统坐标系为曲线坐标系，弹出“设立坐标类型”菜单管理器，（4）在“设立坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”，系统弹出一种记事本窗口；（5）在弹出记事本窗口中输入曲线方程，如下：db=89.93969ang=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（6）保存数据，退出记事本，完毕后曲线如图所示；图1-9渐开线图1.4镜像渐开线4.1创立基准轴基准点基准面如图单击基准平面工具，按住Ctrl持续选取DTM1和轴线A-1，然后输入旋转角度（360/（4*42）=2.143，单击拟定完毕DTM2创立图1-10基准点基准面基准轴图1-11镜像图以DTM2为对称平面镜像渐开线如图1-111.5创立齿根圆。图1-12齿根圆图1-13第一种齿轮廓1.6创立第一种齿复制旋转（2*arcsin（b*tg（beta）/d））10.8018截面，在创立分度圆面画投影线。扫描混合生成第一种齿如图1-15图1-14旋转截面图1-15扫描混合第一种齿1.7阵列生成其她齿点击阵列按钮，然后选取混合生成第一种齿如图1-15，选取中心轴为阵列中心，数量为42个，角度间隔为360/42=8.87详细参数如图1-16，然后生成齿轮如图1-18图1-16阵列设立选项图1-17阵列效果图1-18阵列生成其她齿1.8拉伸一侧Φ42H2圆柱点击拉伸按钮，在齿轮截面上草灰拉伸截面如图1-19，拉伸参数如图1-20拉伸后效果如图1-21.图1-19草汇截面参数图1-20拉伸效果图1-21拉伸参数1.9拉伸另一侧Φ42H9.5圆柱点击按钮，选取齿轮另一种端面为草绘平面草绘截面截面如图1-22，拉伸参数如图1-24，拉伸效果如图1-23图1-22草绘截面图1-23拉伸成果图图1-24拉伸参数设立1.10拉伸Φ30H27圆柱点击按钮，选取Φ42圆柱端面为草绘平面草绘截面截面如图1-25，拉伸参数如图1-26，拉伸效果如图1-27图1-25草绘截面图1-26拉伸成果图图1-27拉伸选项设立1.11倒R6圆角点击倒圆角工具，选取要倒边如图1-28，设立倒角半径为6如图1-29，倒角效果如图1-30.图1-28倒角边选用图1-29倒角参数设立图1-30倒角成果1.12倒R4圆角点击倒圆角工具，选取要倒边如图1-31，设立倒角半径为4如图1-32，倒角效果如图1-33.图1-31倒角边选用图1-32倒角参数设立图1-33倒角效果1.13倒角0.5x45点击倒角工具，设立好倒角参数如图1-34，选取要倒角边如图1-35，最后点拟定，倒出成果如图1-36.图1-34倒角参数图1-35选取倒角边图1-36倒角效果（箭头所指）1.14挖凹槽点击旋转按钮，弹出对话框如图1-37，选取Right面作为草绘面，草汇截面如图1-38，参数设立如图1-37，点击，生成效果如图1-39和图1-40.图1-37旋转对话框和参数设立图1-38草绘截面图图1-39旋转效果正面图1-40旋转成果反面第二章数控加工2.1机床选取由于为齿轮，并且齿轮厚度最大处为27mm，太薄，不利于车床装夹，并且加工精度比较高，并且都是表面铣削和孔制造，加工表面比较多，因此咱们选取数控铣床，可以减少装夹次数。孔用钻孔加工解决。2.2零件工艺分析（1）平面加工：两个端面粗糙度规定为Ra=1.6，故为精加工，故为粗铣----半精铣-----精铣（2）孔加工：一种孔，粗糙度规定为Ra=0.8。（3）凹槽加工：粗糙度规定Ra=25（4）曲面加工：R4和R6曲面，粗糙度Ra=252.3刀具选取及材料表2-1刀具及其材料表序号编号刀具规格名称数量加工表面备注1T0001Φ10硬质合金立铣刀1铣出基本轮廓2T0002Φ16硬质合金立铣刀1粗铣端面3T0003Φ20硬质合金立铣刀1半精铣端面4T0004Φ25硬质合金立铣刀1精铣端面5T0005Φ25R3高速钢铣刀1铣凹槽6T0006Φ4球铣刀1铣R4曲面7T0007Φ15基本钻头1钻孔8T0008Φ28基本钻头1钻孔9T0009Φ30铰刀1饺孔10T0010Φ10高速钢端铣刀1铣另一侧轮廓11T0011Φ6R2硬质合金立铣刀1铣另一侧凹槽12T0012Φ6R2外圆角铣刀1铣R4曲面13T0013Φ25端铣刀1铣端面2.4制定工艺路线依照上述原始资料及加工工艺,分别拟定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:毛坯上下端面留余量2mm。铣削端面时候分三步，粗铣留余量1mm，半精铣留余量0.5，精铣完毕加工。并且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。粗铣时候刀直径小某些减少切削扭矩，精铣刀直径大某些，最佳包容待加工表面整个宽度凹槽加工由于没什么规定，故一次加工完毕。高速钢立铣刀多用于加工凹槽和凸台。因此用高速钢立铣刀加工凹槽孔加工：加工IT7级孔，普通孔径不大于12时候采用钻，粗饺，精铰。当孔径为12-60mm时候为钻，扩，粗饺，精铰。当工件表面粗糙度规定为Ra12.5--25时候，如果加工余量不大于5mm粗铣一次加工就可以完毕规定；但在加工余量特别大并且机床刚性局限性时候可分多次进给加工。2.5工序卡表2-2工序参数表工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1铣外轮廓T0001Φ10250018001自动2粗铣端面T0002Φ161000600.5自动3半精铣端面T0003Φ2075010000.5自动4精铣端面T0004Φ257009000.35铣凹槽T0005Φ25R310004000.5自动6铣曲面T0006Φ410001000自动7钻孔T0007Φ151200350自动8钻孔T0008Φ281200350自动9饺孔T0009Φ301200350自动10铣轮廓T0010Φ10150010000.5自动11铣凹槽T0011Φ6R210004000.5自动12铣曲面T0012Φ6R215009000.5自动13铣端面T0013Φ259007000.5第三章数控加工仿真3.1：新建制造文献在制造模型中以默认方式装配参照原件。图3-1新建对话框图3-2装配选项图3-3缺省装配图3-4装配效果图3.2新建工件毛坯上下表面留下余量查参照文献1p43，上下端面2.0余量制造模型----新建工件---加材料--草汇截面---拉伸生成毛坯如图3-5和图3-6图3-5创立工件图3-6草汇截面图3-7拉伸参数图3-8拉伸效果3.3：设立车床参数点击制造设立如图3-9，然后弹出设立对话框如图3-10，选取铣床如图3-11。设立加工零点如图3-13。再设立退刀平面为z轴上面30mm如图3-12.图3-9制造设立图3-10制造设立对话框图3-11选取铣床图3-12退刀平面图3-13加工零点选取3.4粗加工基本外轮廓（1）新建NC序列---体积块如图3-14。再设立体积块参数如图3-15。图3-14体积块序列图3-15体积块序列选项（2）为直径10端铣刀如图3-16，设立加工参数如图3-17图3-16刀具设立图3-17序列参数（3）新建体积块：点击新建体积块，选取旋转生成体积块图318截面参数图3-19旋转生成体积块（4）屏幕演示成果如图3-20和NC检测成果如图3-21图3-20屏幕演示成果图3-21NC检测成果3.5加工一侧端面由端面粗糙度1.6规定懂得要对该面进行粗铣（留余量1）---半精铣（余量0.5）--精铣（余量0）A粗铣（1）新建表面铣削序列图3-22平面铣削参数设立（2）新建始终径为16刀具如图3-23，加工参数如图3-24图3-23刀具设立图3-24加工参数（3）选取端面如图3.25图3.25选取加工平面（4）完毕序列设立，轨迹演示.屏幕演示如图3-27，NC检测如图3-26图3-26NC检测成果图3-27屏幕演示成果B半精铣设立刀具如图3-28，切削参数如图3-29，屏幕演示成果如图3-30，nc检测成果如图3-31。图3-28刀具设立图3-29工序参数图3-30屏幕演示成果图3-31NC加工成果C精铣设立刀具如图3-32，切削参数如图3-33，屏幕演示成果如图3-34，nc检测成果如图3-35。图3-32刀具设立图3-33序列参数图3-34屏幕演示成果图3-35NC检测成果3.6加工一侧凹槽（1）新建序列凹槽加工如图3-36，完毕序列选项如图3-37图3-36腔槽序列设立图3-37序列选项（2）设立刀具如图3-38和参数如图3-39图3-38刀具设立图3-39序列参数（3）演示成果屏幕演示成果如图3-40，NC检测成果如图3-41图3-40屏幕演示成果图3-41NC检测成果3.7加工R6曲面（1）新建序列曲面铣削如图3-42，选取刀具，参数，定义切割如图3-43，设立好刀具图3-44和序列参数如图3-45，最后得到NC成果如图3-46.屏幕演示成果如图3-47图3-42新建序列图3-43序列选项图3-44刀具设立图3-45序列参数图3-46nc模仿成果图3-47屏幕演示成果3.8孔加工易知这个孔需三步加工，钻，扩，铰（1）钻孔15新建序列如图3-48，序列参数如图3-49，刀具设立如图3-50，NC检测成果如图3-51图3-48新建序列图3-49序列参数图3-49刀具设立图3-50NC检测成果（2）扩孔28，刀具设立如图3-51，序列参数如图3-52，孔选用对话框如图3-53，NC检测成果如图3-54图3-51刀具设立图3-52序列参数图3-53孔选用对话框图3-54NC检测成果（3）饺孔新建较孔序列如图3-55，刀具设立如图3-56，工序参数如图3-57，NC成果如图3-58图3-55新建较孔序列图3-56刀具设立图3-57工序参数图3-58NC检测成果3.9加工另一侧轮廓（1）新建一体积块加工序列以体积块方式除掉材料图3-59刀具设立图3-60序列参数图3-61屏幕演示成果图3-62NC检测成果3.10凹槽加工参数设立同环节3.6图2-63NC检测成果3.11R4曲面加工和另一种端面加工。参数设立同环节3.7和环节3.5，最后成果如图3-64图3-64NC加工成果CL数据输出和NC代码生成单击菜单管理器中【制造】|【输出】|【NC序列】选项，在“NC序列列表”菜单下选取容器铣削序列,在【轨迹】菜单下选取【文献】选项，在【输出类型】菜单下选取下选中“MCD文献”和“计算CL”选项，单击“完毕”选项，弹出“保存副本”对话框。输入CL文献名称为seq0004，单击“拟定”按钮，弹出“后置期解决选项”，完毕后，单击“完毕”，弹出“后解决列表”菜单，通过刀具计算生成刀位文献，将其转换为NC代码文献，此过程成为后解决。单击“关闭”窗口，在单击【DoneOutput】|【完毕/返回】选项。图4-1输出文献设立图4-2序列选取图4-3完毕输出打开工作目录，选取seq0004.Tap文献，用记事本打开，便可看到生成NC代码文献，某些代码如下所示G代码%G71O0004(E:\ncjiagong\seq0004.ncl.1)(07/08/10-12:14:22)N0010T4M06S700M03G00X-25.859Y-20.5G43Z30.H04Z2.G01Z-.3F900.X25.859X32.284Y-6.833X-32.284Y6.833X32.284X25.859Y20.5X-25.859Z30.G00Y-20.5Z1.7G01Z-.6X25.859X32.284Y-6.833X-32.284Y6.833X32.284X25.859Y20.5X-25.859Z30.G00Y-20.5Z1.4G01Z-.9X25.859X32.284Y-6.833X-32.284Y6.833X32.284X25.859Y20.5X-25.859Z30.G00Y-20.5Z1.1G01Z-1.2X25.859X32.284Y-6.833X-32.284Y6.833X32.284X25.859Y20.5X-25.859Z