机械CADCAM斜齿轮课程设计

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数据的输出和NC代码的生成.........306第五章设计总结....................................................327第六章参考书目.....................................................32CAD/CAM课程设计说明书2《机械CAD/CAM》任务书一、设计题目：齿轮零件的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，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（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，成绩计为零分并上报教务处。五、设计内容及时间分配CAD/CAM课程设计说明书31．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/ENGINEERWildfire3.0，并进行零件的三维造型。3．进行零件的数控加工。（4天）4．进行零件的数控加工。（3天）5．编写课程设计说明书。（1天）6．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/ENGNEERWildfire3.0的基础训练教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0的零件设计教程、PRO/ENGINEERWildfire3.0的数控加工教程等等。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：CAD/CAM课程设计说明书4日期：第一章建模分析在菜单栏选取【文件】下拉菜单，选取【新建】选项，系统将弹出如图1-1所示的【新增】对话框，选中其中的【零件】单选按钮，在【名字】编辑框中输入“zwp”。单击对话框下部的按钮，进入三维实体建模图1-1【新增】对话框图1-2【文件选项】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,只要自己知道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CAD/CAM课程设计说明书51.2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绘制的四个圆1.3绘制渐开线．点选绘制＂曲线＂的图标，然后选＂从方程＂，再选笛卡尔坐标系，然后再选第三步建立的坐标系．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=0CAD/CAM课程设计说明书6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”→“完成”，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坐标系设置（3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，（4）在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口；（5）在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，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)CAD/CAM课程设计说明书7y=yc-s*cos(ang)z=0（6）保存数据，退出记事本，完成后的曲线如图所示；图1-9渐开线图1.4镜像渐开线4.1创建基准轴基准点基准面如图单击基准平面工具，按住Ctrl连续选择DTM1和轴线A-1，然后输入旋转角度（360/（4*42）=2.143，单击确定完成DTM2的创建图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创建齿根圆。图1-12齿根圆图1-13第一个齿轮廓CAD/CAM课程设计说明书81.6创建第一个齿复制旋转（2*arcsin（b*tg（beta）/d））10.8018截面，在创建分度圆面画投影线。扫描混合生成第一个齿如图1-15图1-14旋转的截面图1-15扫描混合第一个齿1.7阵列生成其他齿点击阵列按钮，然后选择混合生成的第一个齿如图1-15，选择中心轴为阵列中心，数量为42个，角度间隔为360/42=8.87具体参数如图1-16，然后生成的齿轮如图1-18图1-16阵列设置选项图1-17阵列效果图1-18阵列生成的其他齿CAD/CAM课程设计说明书91.8拉伸一侧的Φ42H2的圆柱点击拉伸按钮，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拉伸另一侧的Φ42H9.5的圆柱点击按钮，选择齿轮另一个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拉伸结果图CAD/CAM课程设计说明书10图1-24拉伸参数设置1.10拉伸Φ30H27的圆柱点击按钮，选择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拉伸结果图图1-27拉伸选项设置1.11倒R6圆角CAD/CAM课程设计说明书11点击倒圆角工具，选择要倒的边如图1-28，设置倒角半径为6如图1-29，倒角效果如图1-30.图1-28倒角边的选取图1-29倒角参数设置图1-30倒角结果1.12倒R4的圆角点击倒圆角工具，选择要倒的边如图1-31，设置倒角半径为4如图1-32，倒角效果如图1-33.图1-31倒角边选取图1-32倒角参数设置CAD/CAM课程设计说明书12图1-33倒角效果1.13倒角0.5x45点击倒角工具，设置好倒角参数如图1-34，选择要倒角的边如图1-35，最后点确定，倒出结果如图1-36.图1-34倒角参数图1-35选择倒角边图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，选择Right面作为草绘面，草汇截面如图1-38，参数设置如图1-37，点击，生成效果如图1-39和CAD/CAM课程设计说明书13图1-40.图1-37旋转对话框和参数设置图1-38草绘截面图图1-39旋转效果正面图1-40旋转结果反面第二章数控加工CAD/CAM课程设计说明书142.1机床选择由于为齿轮，而且齿轮厚度最大处为27mm，太薄，不利于车床装夹，而且加工精度比较高，并且都是表面铣削和孔的制造，加工表面比较多，所以我们选择数控铣床，可以减少装夹次数。孔用钻孔加工解决。2.2零件的工艺分析（1）平面加工：两个端面的粗糙度要求为Ra=1.6，故为精加工，故为粗铣----半精铣-----精铣（2）孔的加工：一个028.0008.030的孔，粗糙度要求为Ra=0.8。（3）凹槽加工：粗糙度要求Ra=25（4）曲面加工：R4和R6的曲面，粗糙度Ra=252.3刀具的选择及材料表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的曲面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铣另一侧的轮廓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CAD/CAM课程设计说明书1513T0013Φ25端铣刀1铣端面2.4制订工艺路线根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、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，精铣完成加工。而且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。粗铣时候刀直径小一些减少切削扭矩，精铣刀直径大一些，最好包容待加工表面的整个宽度（1）凹槽加工因为没什么要求，故一次加工完成。高速钢立铣刀多用于加工凹槽和凸台。所以用高速钢立铣刀加工凹槽（2）孔加工：加工IT7级的孔，一般孔径小于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。（3）当工件表面粗糙度要求为Ra12.5--25时候，如果加工余量小于5mm粗铣一次加工就可以完成要求；但在加工余量特别大而且机床刚性不足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