CAD CAE CAM課程設(shè)計

上傳人:細水****9 文檔編號:61154939 上傳時間:2022-03-10 格式:DOC 頁數(shù):14 大?。?84.50KB
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1、 成績: 《CAD/CAM/CAE設(shè)計實踐》課程設(shè)計       課 程: CAD/CAM/CAE設(shè)計實踐       學(xué) 期: 2013~2014學(xué)年第一學(xué)期       教 師:       時 間:       姓 名: 學(xué) 號:

2、 年級、專業(yè): 西南交通大學(xué) 立式鉆孔機的CAD/CAM/CAE設(shè)計 1、 立式鉆孔機簡介 1.1、立式鉆孔機的工作原理 1.1.1、工作原理 立式鉆孔機動力來源于電機,通過電帶動電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。因而與電機相連的皮帶輪即發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動,此轉(zhuǎn)動通過傳動軸上不同傳動比的齒輪的作用,實現(xiàn)變速。而立式鉆孔機側(cè)面具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)頭上下移動的裝置,通過其順時針或者逆時針的相應(yīng)轉(zhuǎn)動,即可使得轉(zhuǎn)頭進行上下移動。因此對于在一定厚度范圍內(nèi)的物體,通過將其置于載物臺固定,轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)

3、之后進行上下移動,即可實現(xiàn)對于一定厚度范圍內(nèi)的物體的鉆孔。 1.1.2、應(yīng)用領(lǐng)域 立式鉆孔機廣泛運用于各種工廠的鉆孔作業(yè)中,并且主要用于加工較小較薄的產(chǎn)品。產(chǎn)品材料包括木質(zhì),塑料,鋼鐵等,多種多樣。加工的產(chǎn)品類型多樣,涵蓋重輕工業(yè),航空,車輛等等。可以說,立式鉆孔機與我們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān),常見而運用廣泛。 1.2、立式鉆孔機國內(nèi)外研究情況 打孔技術(shù)起源于我國。根據(jù)古書《川鹽紀要》記載,我國早在2200多年前的秦代就開始利用鉆探技術(shù)鑿井取鹽。早期的打孔機是由人力驅(qū)動的簡單沖擊式機械,經(jīng)長期不斷演變、發(fā)展,成為現(xiàn)代具有機動動力驅(qū)動的各種沖擊式鉆機。而本文所述的立式鉆孔機為手動鉆孔機,它包括

4、一個手動傳遞機構(gòu),一個軸向進給機構(gòu),一個導(dǎo)向機構(gòu),一個間隙調(diào)整機構(gòu)。產(chǎn)品密封性能良好,工作穩(wěn)定,勞動強度低、可一機多用。而目前立式鉆孔機技術(shù)在國內(nèi)外都已達到成熟,各方面性能都相當穩(wěn)定。? 2、 立式鉆孔機產(chǎn)品的裝配 立式鉆孔機的結(jié)構(gòu)分析 proe建模,繪制成的立式鉆孔機的裝配圖和爆炸圖如圖2-1和圖2-2所示: 圖2-2 立式鉆孔機的裝配圖 圖2-2 立式鉆孔機的爆炸圖 連接:由裝配圖、爆炸圖的組合可看出,兩半外殼之間通過螺釘螺母連接,電動機與固定平板通過螺釘連接,固定平板與外殼也如此。兩皮帶輪通過皮帶連接,而

5、兩皮帶輪的固定通過鍵槽與其外部的固定裝置。軸承與外殼通過嵌入,齒輪與轉(zhuǎn)動軸之間有鍵槽,通過軸本身與固定套進行固定。主軸上下移動通過把手旋轉(zhuǎn)裝置對主軸進行上下?lián)軇?。固定板與光軸之間通過旋轉(zhuǎn)固定。底座與光軸,外殼與光軸都通過加強套進行固定,由螺釘螺母進行連接。外殼中的連接多通過齒輪的傳動和軸承進行連接。 裝配:由裝配圖、爆炸圖的組合可看出,底座、加強套、螺釘、螺母之間通過兩個軸對齊,面配合即可裝配。外殼、加強套、螺釘、螺母之間,電機、固定板、螺釘之間同理。外殼與軸之間通過一個軸對齊,一個面對齊進行裝配。軸,鍵,齒輪之間通過一個軸對齊,三個面配合進行裝配。而它們與外殼之間則通過一個軸對齊

6、,一個面對齊進行裝配。兩個皮帶輪與皮帶之間通過一個相切,一個軸對齊,一個面對齊進行裝配。把手,齒輪軸之間通過螺釘連接,裝配方式為一個軸對齊,一個面配合。裝配方式大致如此。 利用CAD軟件繪制一軸的工程圖,如下圖所示: 3、傳動軸零件的CAM過程 3.1、繪制加工輪廓線 打開Mstercam X5軟件,在繪圖區(qū)底部的屬性欄中單擊“平面”,從中選擇“H車床半徑”|“設(shè)置平面到+X+Z相對于您的(WCS)”,接著繪制傳動軸的外輪廓線,如圖3-1所示: 圖3-1 傳動軸外輪廓線 3.2、選擇機床系統(tǒng) 在菜單欄中選擇“機床類型”|“車床”|“默認”命令。 3.3、設(shè)置工

7、件素材 在刀具路徑操作管理器中,進行材料設(shè)置,如圖3-2所示: 圖3-2 工件材料 3.4車右端面 在菜單欄中選擇“刀具路徑”|“車端面”命令,進行刀具參數(shù)設(shè)置,如圖3-3,圖3-4所示,完成生成車端面的刀具路徑如圖3-5所示。 圖3-3 車端面刀具路徑參數(shù) 圖3-4 車端面參數(shù) 圖3-5 車端面刀具路徑 3.5、粗車右半邊工件 在菜單欄中選擇“刀具路徑”|“粗車”命令,設(shè)置刀具等參數(shù),完成生成粗車的刀具路徑如圖3-6所示: 圖3-6 粗車刀具路徑 3.6、精車右半邊工件 在菜單欄中選擇“刀具路徑”|“精車”命令,設(shè)置刀具等參數(shù)

8、,完成生成精車的刀具路徑如圖3-7所示: 圖3-7 精車刀具路徑 3.7、左半邊工件的車端面、粗車、精車加工 與右端加工進行同理操作生成總的刀具路徑,如圖3-8所示: 圖3-8 總刀具路徑 3.8、加工鍵槽 在菜單欄中選擇“機床類型”|“銑床”|“默認”命令,銑2個鍵槽,加工鍵槽刀具路徑如圖3-9所示: 圖3-9 鍵槽加工路徑 3.9、進行驗證加工 加工后的工件如圖3-10所示: 圖3-10 加工完成圖 3.10、主要的程序段(程序截取前10句) % O0000 程序命名為0000 G21

9、 毫米單位輸入 G0 T0101 快速移動定位,換1號刀,刀具的補正號是1 G18 選擇XZ平面 G97 S1919 M03 主軸正轉(zhuǎn),恒轉(zhuǎn)速為1919r/min G0 G54 X45.618 Z150. G54調(diào)用工件坐標系,刀具快速移動到坐標點X45.618,Z150. G50 S3600 G50設(shè)置工件零點,主軸轉(zhuǎn)速3600r/min G

10、96 S275 G96恒線速控制,設(shè)定切削速度(線速度)為275 G99 G1 X-1.6 F.2 G99每轉(zhuǎn)進給量0.2mm/r,工進到點X-1.6 G0 Z152. 刀具迅速移動到Z150,X22.9的位置 X22.9 表1 工藝過程卡片 西南交通大學(xué) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 金剛石鉆孔機 零件名稱 傳動軸 共 頁 第 1 頁 材 料 牌

11、 號 45鋼 毛 坯 種 類 棒料 毛坯外形尺寸 Φ30×150 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 鑄造 鑄造毛坯 2 熱處理 退火(消除內(nèi)應(yīng)力) 3 車 粗車左端面鉆中心孔,粗車各圓柱面留精車余量 CA6140 三

12、爪卡盤 4 車端面 粗、精車右端面 CA6140 三爪卡盤 5 車 工件換邊夾住,粗車各圓柱面 倒角 CA6140 三爪卡盤 6 車 精車左端各圓柱面到要求 CA6140 三爪卡盤 7 銑 銑軸上的2個鍵槽以達要求 XK6140 機械式平口鉗 8 去毛刺 去除全部毛刺 鉗工臺 9 終檢 按零件圖樣要求全面檢查

13、 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會 簽(日期) 小明 2013-12-20 2013-12-21 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 表2 工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 金剛石鉆孔機 零件名稱 傳動軸 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名 材料

14、牌 1 45鋼 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺件數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床、銑床 CA6140、XK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 描圖 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 切削深度mm 進給次數(shù) 工步工時 描校 機動 輔助 1 車右端面 三爪卡盤 800 0.5 1

15、 2 粗車右邊各圓柱面 三爪卡盤 800 0.2 3 精車右邊各圓柱面 三爪卡盤 1000 0.1 0.2 4 車左端面 三爪卡盤 800 0.5 1 5 粗車左邊各圓柱面 三爪卡盤 800 0.2 6 精車左邊各圓柱面 三爪卡盤 1000 0.1 0.2 7 銑鍵槽 機械式平口鉗 800 0.5 2 底圖號 裝訂

16、號 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 2013-12-20 2013-12-21 4、傳動軸零件的CAE過程 先定義材料(STEEL),對軸進行材料分配(STEEL),接著進行約束和施加載荷,對鍵槽施加X方向的力550N,結(jié)果如圖4-1所示: 圖4-1 分配材料并約束施加載荷 點擊“分析和研究”,

17、如圖4-2所示,點擊文件→新建靜態(tài)分析,按綠旗運行按鈕,運行結(jié)束后,按“查看設(shè)計研究或有限元分析結(jié)果”,查看應(yīng)力、應(yīng)變分析得結(jié)果如圖4-3,圖4-4所示: 圖4-2 圖4-3 軸的應(yīng)力 圖4-4 軸的應(yīng)變 由圖4-1和圖4-2可知,最大受力在軸小端鍵槽與鍵連接處,最小受力在軸端部,查機械設(shè)計書,可得材料45鋼的直徑小于100mm的軸的許用彎曲應(yīng)力=55,由于,由圖可知滿足工作要求。 5、結(jié)論 通過對立式鉆孔機產(chǎn)品的CAD/CAM/CAE設(shè)計,縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期,降低了設(shè)計成本,設(shè)計階段就可以清楚地掌握其加工方式和力學(xué)性能,避免一些簡單的錯誤,有利于立式鉆孔機的批量生產(chǎn)。 6、參考文獻 1、濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計(第八版).高等教育出版社.2006,5. 2、劉國華,李德溥,張海兵.Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 產(chǎn)品設(shè)計行業(yè)應(yīng)用實踐.機械工業(yè)出版社.2010,3.

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