[工学]华东交通大学CAD、CAM课程设计说明书.doc

机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 1 目目 录录 第一章第一章 概述及设计思路概述及设计思路2 1.1 概 述2 1.2 设计思路及三维图形4 第二章第二章 特征建模特征建模5 2.1 设置工作目录5 2.2 创建基本零件.6 2.3 零件倒角及圆角处理13 第三章第三章 数控加工数控加工18 3.1 制造模型及数控加工分析 .18 3.2 数控加工的刀具选择和参数选择 20 3.3 孔的数控加工 20 3.4 铣拉伸 5 的平面.29 第四章第四章 课设心得课设心得38 参考文献参考文献39 附录一附录一 钻孔数控加工代码钻孔数控加工代码40 附录二附录二 铰孔的数控加工代码铰孔的数控加工代码40 附录三附录三 铣平面铣平面 5 5 的数控加工代码的数控加工代码41 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 2 第一章第一章 概述及设计思路概述及设计思路 1.1 概概 述述 随着 CAD/CAM 技术的推广应用，它已逐渐从一门新兴技术发展成为 一种高新技术产业，带动了一批企业的技术改造和技术更新，从事 CAD/CAM 技术应用的人员还将不断增加，因此急需学习和掌握 CAD/CAM 的原理、方法与技术，以适应形势的发展和社会的需要。 CAD/CAM 系统的基本功能可分以下四点: 由于 CAD/CAM 系统所处理的对象不同，对硬件的配置、选型不同， 所选择的支撑软件不同，因此，对系统功能的要求也会有所不同，系统总 体与外界进行信息传递与交换的基本功能是靠硬件提供的，而系统所能解 决的具体问题是由软件保证的。CAD/CAM 系统应具有以下基本功能： 图形显示功能图形显示功能 CAD/CAM 是一个人机交互的过程，从产品的造型、构思、方案的确 定，结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间 结果，实时编辑处理。用户的每一次操作，都能从显示器上及时得到反馈， 直到取得最佳的设计结果。图形显示功能不仅能够对二维平面图形进行显 示控制，还应当包含三维实体的处理。 输入输出功能输入输出功能 在 CAD/CAM 系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步 骤的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的 结果，且输入输出的信息既可以是数值的，也可以是非数值的（例如图形 数据、文本、字符等）。 存储功能存储功能 由于 CAD/CAM 系统运行时，数据量很大，往往有很多算法生成大 量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中网格 划分等。为了保证系统能够正常的运行，CAD/CAM 系统必须配置容量较 大的存储设备，支持数据在模块运行时的正确流通。另外，工程数据库系 统的运行也必须有存贮空间的保障。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 3 交互功能（即人机接口）交互功能（即人机接口） 在 CAD/CAM 系统中，人机接口是用户与系统连接的桥梁。友好的 用户界面，是保证用户直接而有效地完成复杂设计任务的必要条件，除软 件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信。 本次课程设计主要是运用ro/进行三维实体建模，加工轨迹仿真， 处理等Pro/E 三维实体模型设计软件是充分运用先进的参数化实体 造型技术的机械模型设计系统，它是目前三维 CAD 软件领域的主导。 Pro/E 三维实体设计系统是由 Parametric Technology orporation 公司于 1989 年开发出来的。到目前为止，已经拥有了为数众多的功能模块，在 工业生产的各个领域得到了广泛的应用，这些领域包括造型设计，机械设 计，功能模拟，产品数据管理以及数据交换等。Pro/ENGINEER 的所有模 块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够 扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图 纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有 任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前 发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER 使用用户熟悉的特征作为产 品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预 先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们 对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过 给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修 改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。 为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。 数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项 工作，由于使用了 Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能，因而使之成为 可能。 装配管理装配管理：Pro/ENGINEER 的基本结构能够使您利用一些直观的命 令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同 时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装 配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选 取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 4 形式使得容易学习和使用。 Pro/E wild fire 3.0 拥有以下特点： 1、 基于特征的建摸方式基于特征的建摸方式 所谓“基于特征”是指用户可以通过定义特征来创建零件。因为， 特征取代了低层的几何图形，因此设计者可以不必考虑 Pro/E 使用的几何 图形细节。用户可以方便的隐藏和改变特征参数，从而快速的修改图形。 2、 单单数据库支持与全相关性数据库支持与全相关性 所谓单数据库，就是指工程中的全部数据都来自一个数据库。在 整个设计过程中，任何一处发生改动，都可以反映在整个设计过程中，它 提高了系统执行效率，使产品能更好，更快的推向市场。 3、 行为建模技术等行为建模技术等 1.21.2 设计思路及三维图形设计思路及三维图形 1 1、 设计思路：设计思路： 我要进行的是拨叉的 CAD/CAM 设计，在拿到图纸之后，首先 进行了图纸分析：纵轴是一个多面体，因此在进入草绘平面后可以 利用拉伸的方法建造零件外形。整体三维模型作好之后，利用倒角 和倒圆角可以进行最后的修整的建造。 通过对三维图形的分析与研究，制订了以下的设计路线： 1） 、特征建模（包括三维图形的所有特征要求，例如：拉伸实体， 倒角，倒圆角等等） ； 2） 、数控加工（包括毛坯的生成，机床的选择，NC 序列的设计， 刀具的设计，参数的选择，过切检测等等） ； 3） 、后续处理（包括刀路轨迹文件的生成，G 代码的生成等等） 2 2、三维图形、三维图形： 图 1 为实体模型，图 2 为模型的线框图。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 5 图 1 实体模型 图 2 模型的线框图 第二章第二章 特征建模特征建模 2.12.1 设置工作目录设置工作目录 第第 1 1 步步创建工作目录；创建工作目录； 打开“我的电脑-E 盘” ，在 E 盘的根目录下创建一个文件 夹“whb” 。 第第 2 2 步步设置工作目录设置工作目录： 打开 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0，在菜单栏中，选种【文 件】选项，在出现的如图所示目录中选中“设置工作目录（W） ” 。设置刚 才新建的 whb 文件夹为默认目录。 图 3 图 4 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 6 2.22.2 创建基本零件创建基本零件 1 1、新建零件图、新建零件图 步骤：Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 的工作环境下，单击菜单栏中的 文件选项，单击新建，系统将弹出图 5 所示的选项卡，选择“零件” ，输 入所绘的零件图的名称bc. 选择不使用缺省模板，系统将弹出如图 6 所示的界面，选择最下面的 mmns_part_solid 选项。则系统进入了默认的建模工作状态下。如图 7 所 示。 图 5 数控加工的模板 图 6 数控加工的选项 图 7 工作界面 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 7 2 2、基本零件的形成、基本零件的形成： 为了打印出的图片清晰度，需要设置系统颜色：【视图（V） 】【显 示设置（Y） 】 【系统颜色（S） 】出现图 8 的对话框， 图 8 选择【布置】【白底黑字】确定即可 步骤步骤 1 1： 拉伸拉伸 1 点击【拉伸工具】,出现图 9，选择【放置】图 10，选择【定义】 图 9 图 10 选择 TOP 面作为草绘平面（图 11图 12） ，点击【草绘】 ，开始草绘。 图 11 图 12 设置草绘基准面 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 8 用【制圆工具】,分别在默认圆心创建 18mm ,28mm 的圆,如 右图 13 图 13 草绘图 图 14 旋转的工具条 点击【继续当前部分】在左下脚的图 14 的中，选择【对称】输 入 15mm 在右下脚点击 完成 拉伸 1。结果如图 15。 图 15 拉伸后的图 步骤步骤 2 2： 拉伸拉伸 2 如 拉伸 1的过程，选择在 TOP 面先画出如图 16 的平面图。同 样在左下脚的图 14 的中，选择【对称】输入 7.5mm 在右下脚点击 完成 拉伸 2。结果如图 17。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 9 图 16 草绘图 图 17 拉伸后的图 步骤骤 3 3： 拉伸拉伸 3 如 拉伸 1的过程，选择在 TOP 面先画出如图 18 的平面图。 在左上脚的图 14 的中，选择【对称】输入 80mm 在右上脚点击 完成 拉伸 3。结果如图 19。 图 18 草绘图 图 19 拉伸后的图 步骤步骤 4 4： 拉伸拉伸 4 如 拉伸 1的过程，选择在 TOP 面先画出如图 20 的平面图。 同样在左下脚的图 14 的中，选择【对称】输入 14mm 在右下脚点击 完成 拉伸 4。结果如图 21。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 10 图 20 草绘图 图 21 拉伸后的图 步骤步骤 5 5： 拉伸拉伸 5 如 拉伸 1的过程，选择在 RIGHT 面先画出如图 2 的平面图。 同样在左下脚的图 14 的中，选择【对称】输入 5mm 在右下脚点击 完成 拉伸 5。结果如图 23。 图 22 草绘图 图 23 拉伸后的图 步骤步骤 6 6： 拉伸拉伸 6 在 拉伸 4所生成的实体上，与 TOP 平行的面上创建 拉伸 6梯形实体的草图如图 24，各种定位参数分别在图 24 中可以表现出。 同样在左下脚的图 14 的中，选择【对称】输入 38.5mm 在右下脚点击 完成 拉伸 6结果如图 25。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 11 图 24 草绘图 图 25 拉伸后的图 步骤步骤 7 7： 拉伸拉伸 7 【拉伸】【放置】【定义】【草绘】选择 拉伸 5 所生成的实体上，在与 FRONT 成 22 度角的上表面上创建 拉伸 7实 体的草图（图 26）选择合适【参照】【矩形】画一个 8.5mm×8.5mm 的矩形，其定位参数分别在图 27 中可以表现出点击 【继续当前部分】在图 26 中通过选择拉伸的深度方向和去除 材料，在【选项】选择【到选定的】选择梯形的下侧边，点击右 下脚 完成 拉伸 7的完成。 图 26 结果如图 27。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 12 图 27 图 28 步骤步骤 8 8： 拉伸拉伸 8 在步骤 7 的同一平面上草绘如图 29 的平面图，各种定位参数也在图 29 中，与缺口内侧距离为 21mm，与梯形窄边平面距离为 1.5mm。同样在 左下脚的图 26 的中，在【选项】选择【到选定的】选择下表面，在右 下脚点击 完成 拉伸 8，结果如图 30。 图 29 草绘图 图 30 拉伸后的图 至此， 该零件的基本模型已经生成。下面再对其进行倒角及倒圆角 处理就可以得到完整的零件图。见下图 31 为基本实体模型，图 32 为基本 模型的线框图 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 13 图 31 实体模型图 图 32 基本模型的线框图 2.32.3 零件倒角及圆角处理零件倒角及圆角处理 步骤步骤 1 1：倒角倒角 1 在基本零件图上， 【倒角】在图 34 中，通过集选择拉伸 5实体的所有棱边共 16 条、孔的 2 条内棱边和拉伸 7的侧边和窄边 4 条棱边，如图 32选择 D×D，在后面的 D 中输入 1mm。点击右下脚 完成倒角 1，结果如图 35。 图 33 图 34 倒角 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 14 图 35 步骤步骤 2 2：倒角倒角 2 【倒角】在图 34 中，通过集选择拉伸 7的下侧边的 2 条棱边，如图 37选择角度×D，在后面的角度中输入 15 度（选择拉 伸 7的下侧边为参考平面） ，后面的 D 中输入 3mm。点击右下脚 完成倒角 2，结果如图 38。 图 36 倒角的工具条 图 37 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 15 图 38 步骤步骤 3 3：倒圆角倒圆角 1 【倒圆角】在图 40 中，通过【设置】 ，直接选择拉伸 2和拉伸 3的交线、拉伸 1和拉伸 3的交线、拉伸 4和 拉伸 8的交线和拉伸 1的外圆边，如图 39。半径输入 3mm。点 击右下脚 完成倒圆角 1，结果如图 41。 图 39 倒圆角的工具条 图 40 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 16 图 41 步骤步骤 4 4：倒圆角倒圆角 2 【倒圆角】同样在图 41 中，通过【设置】 ，直接选择拉 伸 2和拉伸 3的剩余棱边，如图 42。半径输入 1mm。点击右下脚 完成倒圆角 2，结果如图 42。 图 41 图 42 步骤步骤 5 5：倒圆角倒圆角 3 【倒圆角】同样在图 39 中，通过【设置】 ，直接选择拉 伸 1和拉伸 4的交线，如图 43。半径输入 8mm。点击右下脚 完成倒圆角 3，结果如图 44。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 17 图 43 图 44 经过上面的三节的建模，图纸上所给定的图形，已经基本上完成。建 模以后的实体模型如图 45 所示。其建模过程的工艺顺序如图 46 所示。其 余的 NC 加工部分将在第三部分进行介绍。 图 45 实体模型图 图 46 工艺顺序图 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 18 第三章第三章 数控加工数控加工 3.1 制造模型及数控加工分析制造模型及数控加工分析 通过第二章的零件实体建模，已经完成了此次零件设计的第一步，接 下来继续要做的第二步是将已建成的三维建模进行数控加工。 1、数控加工工艺的分析、数控加工工艺的分析 1） 、数控加工工艺的分析主要包括以下几个方面： (1)、选择合适的加工机床：要保证加工零件的技术要求，加工出 合格的产品；有利于提高生产率；尽可能降低生产成本。 (2)、分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上 确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分，加工顺序 的安排。 (3)、设计数控加工工序：如工步的划分，零件的定位与夹具的选择， 刀具的选择，切削用量的确定。 (4)、调整数控加工工序的程序：如对刀点，加工路线的确定，刀具 的补偿等。 (5)、尺寸标注应符合数控加工的特点。 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准 的。因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。 (6)、几何要素的条件应完整、准确。 在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数 及各几何要素间的关系。 (7)定位基准可靠。在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基 准定位十分重要。因此往往需要设置一些辅助基准，或在毛坯上增加一些 工艺凸台。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 19 2） 、数控加工工艺路线的设计 数控加工工艺路线设计与通用机床 加工工艺路线设计的主要区别,在于它往 往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程， 而仅是几道数控加工工序工艺过程的具 体描述。因此在工艺路线设计中一定要 注意到，由于数控加工工序一般都穿插 于零件加工的整个工艺过程中，因而要 与其它加工工艺衔接好。常见工艺流程 如图 46 所示。 考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应 在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂 直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切 削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕。 2、对一、对一/二档拨叉的数控加工工艺的分析二档拨叉的数控加工工艺的分析 机械加工工艺路线的拟定：机械加工工艺路线是指零件在生产过程中， 由毛坯到成品，经过各个工序的先后顺序，即仅用工序简单地表明零件的 工艺过程。拟定机械加工工艺路线是制定机械加工工艺过程中的关键环节。 1） 、制造铸件. 2） 、加工梯形块 3） 、加工拨叉两面 4） 、加工拨叉角 5） 、加工槽 定位基准的选择 定位基准:加工中用来使工件在机床或夹具上定位的所依据的工件上 的点、线、面。安工件上用作定位的表面状况把定位基准分为粗基准、精 基准,以及辅助基准。 在零件加工的第一道工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作为定位 图 47 工艺流程 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 20 基准,这种定位基准被称为粗基准。 利用工件上已加工过的表面作为定位基准面,称精基准。 粗基准的选择原则: （1）对于同时具有加工表面和不加工表面的零件,当必须保证其不加工表 面与加工表面的相互位置时,应选择不加工表面为粗基准。 （2）对于有多加工表面的工件,粗基准的选择应能合理分配加工余量。 （1） ）若工件必须首先保证某重要表面的余量均匀,应选择该表面 为粗基准。 （2） ）应选择毛坯上余量最小的表面为粗基准,以保证各加工表面 都有足够加工余量。 (3)作为粗基准的表面应尽量平整。 (4)应避免重复使用粗基准,在同一尺寸方向上粗基准只能使用一次。 精基准的选择原则: a 基准重合原则;b 基准统一原则;c 互为基准原则;d 自为基准原则; 所选精基准应能保证工件定位准确,装夹方便,夹具结构简单适用。 3.23.2 数控加工的刀具选择和参数选择数控加工的刀具选择和参数选择 通过前面第一章的零件实体建模，已经完成了此次零件实体造型 设计，接下来继续要做的是将已建成的三维建模进行数控加工。由前 面第二章的工艺分析，我们选择对 拉伸 5的两个面和加工 18mm 的内孔两个加工内容。 3.33.3 孔孔的数控加工的数控加工 接下来选择加工 18mm 的内孔毛坯如图 48 图 48 内孔毛坯图 步骤 1.建立数控加工文件 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 21 在 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的主页面中选择【新建】按钮， 系统弹出“新建”对话框。在【类型】选项组中选择【制造】 ，在【子类 型】中选择【NC 组件】 ，取消使用缺省模板，然后在【名称】文本框中 输入数控加工文件名“taotong”，单击【确定】按钮。进入加工制造模 式。如图 49、图 50 图 49 图 50 数控加工的选项 步骤 2.创建制造模型 单击菜单管理器中的【制造模型】【装配】【参考模型】命令， 选取毛坯如图 51。点击【缺省】，点击右上脚 完成,然后点【创建】 【工件】得到工件，装备完成如图 52，点击【缺省】，点击右上脚 完成.结果如图 53 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 22 图 51 图 52 图 53 其他步骤继续上面步骤 5 的过程。 【制造】【制造设置】出现操作设置界面如图 54 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 23 图 54 操作设置 图 55 数控加工的机床选择 选择 NC 机床出现机床设置界面图 55， 直接确定。 点击加工零点，建立坐标系。出现如图 56，创建如图的坐标系。 点击曲面沿 Z 轴，输入深度 5mm。公差设为 1。如图 56。直接确定。 图 56 图 57 零点及退刀的选择 刀具，进行刀具设定。如图 58 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 24 图 58 数控加工的刀具 确定。 加工NC 序列孔加工3 轴完成进行序列设置。如图 图 59 机床参数树设置 在制造参数设置如图 59。 步骤 3、孔设置 出现如图 60 的孔集对话框， ，选择单一，点击添加，如图 60， 在界面最下面选为轴。选取加工孔的中心轴，单击确定，完成。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 25 图 60 图 61 孔加工的选取 加工NC 序列选择打孔图 62演示轨迹。屏幕演示如图图 63。NC 检测如图 图 62 图 63 孔加工的演示 其 G 代码生成同前一个。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 26 图 80 钻孔加工的步骤 铰孔的过程同上铰孔的过程同上 图 81 铰孔动画 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 27 其加工工序数据如下： 工序工序 3：钻、铰：钻、铰 18孔孔mm 由于 18mm 的孔的表面粗糙度 Ra1.6,钻孔达不到要求，因此，此道 工序的余量为 2Z=15mm，然后再铰 2Z=18mm. 1.按加工要求选择进给量，查表 2.7（文献 2）取得高速钢钻头的 进给量 f=0.520.64mm/r,由于钻孔深度是孔直径的 6 倍，所以 f=（0.520.64）×0.85=0.4420.544mm/r, 2由于硬度为 200HBS,d0=15mm,按钻头强度选择 f=1.22mm/r 3选择钻床为 Z525 型立式钻床，最大钻孔直径 d=25mm,进给机构 允许的最大抗力 Fmax=8830N(参考文献 2 表 2.35). 4刀具材料选择高速钢，选择钻头形状为双锥修磨横刀（参考文 献 2 表 2.1） 。 5根据 Fmax=8830N 及钻头直径,do=15mm，确定机床进给机构强度 所允许的钻削进给量 f=1.5mm/r. 由以上三种进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其 值 f=0.520.64mm/r 根据 Z525 钻床说明书选择 f=0.62mm/r 由表 2.19（文献 2）当 f=0.64mm/r，do14.5mm 时的轴向力 =4270N, Fmax,故 f=0.62mm/r 可用。 f F f F 6决定钻头磨钝标准及寿命：由表 2.12（文献 2） ，当 do=15mm 时， 钻头后刀面最大磨钝限度为 0.50.8，刀具寿命 T=60min。 7刀具参数，根据钻孔直径 do=15mm 可得： 后角 0=12°±3°双重磨法二重刃长度 b=2.5mm 弧面长度 l=3mm 棱带长度 l1=1.5mm,2=90°150°取 2=120°=45°55° 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 28 0=12° 8决定切削速度： 由表 2.15（文献 2） 切削速度 =15mm/min. t V 查表系数如下：Ktv =1.0 Kxv =1.0 Kv =1.0 Klv =0.85 Kmv =1.0 V= ·kv =15×1.0×1.0×0.85×1.0=12.8mm/min t V n=313.4r/min 根据 Z525 钻床说明书，选择 nc =392r/min.由于所选转速较计算转速高， 会降低刀具寿命，故可将进给量降低一等级 取 f=0.48mm/r 也可以选择较低一级转数 nc =272r/min 仍用 f=0.62mm/r 第一方案：f0.48mm/r nc =392r/min ncf=392×0.48=188.16mm/min 第二方案：f=0.62mm/r nc =272r/min ncf =272×0.62=168.64mm/min 由于第一方案 nc f 乘积较大，基本工时较小，故选用第一方案这时 t V =15m/min, f=0.48mm/r 9. 校核机床扭矩及功率 根据表 2.2（文献 2）当 f0.64mm/r， do14.5mm， 扭矩 ,扭矩修正系数 1.0 故 = =25.5 ,m25.5 t NM c M mt KM mN 根据 Z525 钻床说明书 ,当 nc =392r/min 时 =72.6 ,根据表 m MmN 2.23，当硬度为 200HBS ，do=13mm 时 ，pc 一定符合要求,又由于 c M ,故选择的切削用量可用。 m M 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 29 即 f=0.48mm/r Vc =15m/min n= nc =392r/min 10. 计算基本工时：查表 2-29 确定 l+=8mm(文献 2) = =0.46min m1 T fn lL c 48 . 0 392 878 由于要求钻两个同样的通孔 =2 =0.91min m T m1 T 铰铰mm20 0.1 0.06 刀具参数 0= =90°0 = =0°kr = =15° 选择 Ø18mm 高速钢锥柄机用铰刀: 查表 2.24（文献 2） 进给量为 f=0.51.0mm/r ap =0.10.15mm vc =48m/min min/ 3 . 1277 .63 )84(10001000 rn DD V c C 选机床为 Z525 选取（文献 2 表 2.35） min/97rn 机 min/1 . 6 1000 9720 1000 mv J DN c 机 机 rmmf/81 . 0 机 基本工时：= 机机f n lll t 21 min61 . 0 81. 097 3342 其中 = 1 l 32 2 1 r dD ctgk 3.4 铣拉伸铣拉伸 5 的平面的平面 对该零件模型进行数控加工，我们选的只是对其一个端面进行铣削， 选择 拉伸 5上的一个与 TOP 平行的上表面。故选择球面铣刀，毛坯 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 30 如图 64： 图 64 毛坯图 步骤 1.建立数控加工文件 在 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 的主页面中选择【新建】按钮，系 统弹出“新建”对话框。在【类型】选项组中选择【制造】 ，在【子类型】 中选择【NC 组件】 单选钮，然后在【名称】文本框中输入数控加工文件名“ximian”， 单击【确定】按钮。进入加工制造模式。如图 65、图 66 图 65 “新建”对话框 图 66 数控加工的选项 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 31 步骤 2.创建制造模型 单击菜单管理器中的【制造模型】【装配】【参考模型】命令， 选取毛坯如图 67。点击【缺省】，点击右下脚 完成,然后点【创建】 【工件】得到工件，装备完成如图 68，点击【缺省】，点击右下脚 完成.结果如图 69 图 67 图 68 图 69 步骤步骤 3 3、铣刀参数确定、铣刀参数确定 1、数铣刀具的选择： 工序工序 4: 粗、精铣粗、精铣 5 端面端面 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 32 工步一：粗铣两端面工步一：粗铣两端面 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸： aemax=50mm，l=78mm; 加工要求：粗铣下端面，加工余量 1.5mm; 机床：X62W 卧式铣床； 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀。故根据机械制造工艺设计简明手册 （后简称简明手册 ）表 3.1-40，取刀具直径 d0=5mm，D=32mm，L=8mm，齿数 Z=20。根据切削用量手册 （后简 称切削手册 ）表 3.2，选择刀具前角 05°后角 016°，副后角 0 =8°，刃倾角 s=10°,主偏角 Kr=60°,过渡刃 Kr=30°,副偏角 Kr=2°。 2. 切削用量 1）确定切削深度 ap 由于精铣单边余量 Z=1.0mm，所以粗铣余量 Z=2.0mm 因为余量较小，故选择 ap=2.0mm，一次走刀即可完成。mmae32 2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工，从而可采用对称端铣，以提高加工精度。根据 切削手册表 3.5，使用高速钢镶齿三面刃铣刀，机床功率为 7.5w，效 率为 0.75 （据切削手册表 3.3， ）时： fz=0.150.30mm/z 故选择：fz=0.15mm/z。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 33 0.500.80mm，由于铣刀直径 d0=125mm，故刀具使用寿命 T=120min（据 简明手册表 3.8） 。 4）计算切削速度 vc和每分钟进给量 vf 切削速度计算公式为： v p ezpT v ck zafa dc v v uvyvxvm qv 0 根据切削手册表 3.27，各修正系数为：kMV= 1.12，kSV= 0.8。 其中 ，mmae32mm ap 235vC2 . 0qv1 . 0 xv ，4 . 0yv8 . 08 . 00 . 1 kkk SvMvv 5 . 0 uv 1 . 0pv ，15 . 0 mmin120Tzmmf z /12 . 0 20Z 将以上数据代入公式： min/ 5 . 109 . 0 203215 . 0 0 . 2120 12535 1 . 05 . 04 . 01 . 015 . 0 2 . 0 m vc 确定机床主轴转速： 。min/7 .26 1000 r d v n o c s 根据简明手册表 4.2-39，选择 nc=30r/min,因此，实际进给量和每 分钟进给量为： vc=m/min=11.8m/min 1000 0n d 1000 3012514 . 3 当=30r/min 时，工作台每分钟进给量 fm为 ns fm=fz z=0.15 2030=90mm/min ns 根据简明手册表 4.2-40 取 fm=95 mm/min 5)校验机床功率 经校验机床功率合格。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 34 最终确定:ap=2.0mm，nc=30r/min，vc=11.87m/min，fz=0.12mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=32mm. 查切削手册表 3. 26， =5.24mm,，则：2 60tan 0 . 2 )32125125(5 . 0 22 1 o lmml2 2 tmL/ Vf=(32+5.24+2)/95=0.41min。 步骤 5、接下来对制造模型进行加工设置。 【制造】【制造设置】出现操作设置界面如图 70 图 70 操作设置 图 71 数控加工的机床选择 选择 NC 机床出现机床设置界面图 71， 直接确定。 点击加工零点，建立坐标系。出现如图 72，创建如图 73 的坐标系。 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 35 图 72 建立坐标系 图 73 点击曲面沿 Z 轴，输入深度 3mm 图 74 零点及退刀的选择 图 75 数控加工的刀 具 公差设为 1。直接确定。 刀具，进行刀具设定。如图 75。确定。 加工NC 序列体积块3 轴完成进行序列设置。如图 76 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 36 图 76 图 77 机床参数树设置 在制造参数设置如图 77。 加工NC 序列演示轨迹。屏幕演示如图 78。NC 检测如图 79 图 78 屏幕演示图 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 37 步骤 7、G 代码的生成 点击 CL 数据如图输出NC 序列体积块文件勾上 MCD 文件完成如图完成如图后置处理列表如图，在默认目录中找到.tap 后 缀名的就是 G 代码的文件。 图 79 过程图 机电 05-2 班 王洪斌 综合性实验说明书 38 第四章第四章 课设心得课设心得 经过这两周的 CAD/CAM 课程设计，我又掌握了更多的 PROE 软件的各 项基本操作，感觉自己收获很大。 此设计是在我们学习完数控机床 、 CAD/CAM 、 Proe/ENGINEER 等课程之后的综合运用，使我们对原来所学的理论知识的实践操作，从而 加深了我们对理论知识的理解。 以下是我对这两个星期以来课设学习的几点感想和体会： 一、在老师精心的指导,使我在最短的时间里系统掌握 CAD/CAM 各方 面的知识。