课程设计之CADCAMCAE设计实践Word格式.docx
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把精密弹性夹头的振动精度调节到0.01mm以下,就可以对玻璃等材料1mm以下的精密钻孔加工。
规格
参数
最大钻孔直径(mm)
13mm
主轴锥度
JT6
主轴行程(mm)
80mm
主轴转速
450-1860(50HZ)
520-2230(60HZ)
变换速度(段)
4
工作直径(mm)
360mm
立柱外径(mm)
工作盘直径(mm)
320mm
底座尺寸(mm)
300*500mm
主轴心至工作面最大距离(mm)
450mm
主轴心至底座距离(mm)
620mm
马力HP
1/2HP
总高度(mm)
1070mm
2、台式钻孔机的装配
台式钻孔机的机构分析,三维模型图如图2.1所示,三维爆炸图如图2.2所示。
图2.1台式钻孔机装配三维模型图
图2.2台式钻孔机三维爆炸图
连接:
导柱与底座之间通过螺栓连接;
工作台进给装置和导柱之间是通过齿轮齿条连接;
工作台面板与工作台横柱是通过螺栓连接;
工作台进给装置和工作台横柱是通过焊接连接;
工作台进给装置齿轮、齿轮轴和轴是通过键连接;
轴和外壳之间是通过轴承连接;
导柱与上箱体之间是通过焊接和螺栓连接;
上箱体之间是通过螺栓连接;
电动机与上箱体之间是通过螺栓连接;
电动机输出轴与V带轮轴之间是通过联轴器连接,联轴器之间通过螺栓连接;
V带轮轴与V带轮之间通过键连接;
V带轮之间通过皮带连接;
轴承和上箱体之间是通过镶嵌式连接;
主轴与V带轮之间是通过键连接;
主轴与主轴套筒之间是通过轴承连接;
套筒与主轴进给装置是通过齿轮齿条连接;
主轴进给手柄与传动齿轮轴之间是通过键和螺钉连接;
传动齿轮轴和上箱体之间是通过轴承连接;
主轴与钻头夹具之间是通过键和螺钉连接。
装配:
底座作为装配的最初基准零件,导柱和底座通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
导柱套筒和底座通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
螺母和螺栓通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
导柱和上箱体是通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
电机和上箱体是通过2个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
电机输出轴键槽和键通过3个基准面对齐进行装配;
电机输出轴和轴接通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配,轴接之间是通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
螺栓和轴接通过3个基准面对齐进行装配;
螺母和螺栓通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
传动轴和轴接通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
传动轴和V带轮通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配,传动轴键槽和键是通过3个基准面对齐进行装配;
传动轴和角接触球轴承是通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
角接触球轴承与上箱体是通过1个基准轴和1个基准面对齐;
主轴与主轴套筒是通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
主轴与钻头夹具是通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
螺钉与钻头夹具是通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
手柄与齿轮轴是通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配;
齿轮与齿轮轴是通过1个基准轴和2个基准面对齐;
传动轴与齿轮是通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配;
键槽与键是通过3个基准面对齐进行装配;
轴承与外壳是通过1个基准轴和2个基准面对齐进行装配的。
利用CAD绘制的V带轮轴零件的工程图,如附图所示。
3、V带轮轴的CAM过程
表1工艺过程卡片
西南交通大学
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
台式钻孔机
零件名称
V带轮轴
共
1
页
第
材料牌号
45钢
毛坯种类
棒料
毛坯外形尺寸
Φ40×
250
每毛坯件数
每台件数
备注
工
序
号
工名
序称
工序内容
车
间
段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
铸造
铸造毛坯
2
热处理
退火(消除内应力)
3
车
粗车左端面钻中心孔,粗车各圆柱面留精车余量
CA6140
三爪卡盘
车端面
粗、精车右端面
CA6140
5
工件换边夹住,粗车各圆柱面倒角
6
精车左端各圆柱面到要求
7
铣
铣轴上的2个键槽以达要求
XK6140
机械式平口钳
8
去毛刺
去除全部毛刺
钳工台
9
终检
按零件图样要求全面检查
设计(日期)
校对(日期)
审核(日期)
标准化(日期)
会签(日期)
张亚
2013-12-21
2013-12-25
标记
处数
更改文件号
签字
日期
表2工序卡片
机械加工工序卡片
台式钻孔机
共1页
第1页
车间
工序号
工序名
材料牌
毛坯种类
毛胚外形尺寸
每毛坯可制作件数
每台件数
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
车床、铣床
CA6140、XK6140
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
描图
工步号
工步内容
主轴转速r/min
切削速度m/min
进给量mm/r
切削深度mm
进给次数
工步工时
描校
机动
辅助
车右端面
800
0.5
粗车右边各圆柱面
精车右边各圆柱面
1000
0.1
0.2
车左端面
粗车左边各圆柱面
精车左边各圆柱面
铣键槽
底图号
装订号
设计(日期)
审核(日期)
标准化(日期)
会签(日期)
张亚
签字
日期
1.在绘图界面,绘出V带轮轴的轮廓图,然后在菜单栏中选择“机床类型”|“车床”|“默认”命令,在刀具路径操作管理器中,单击机床群组下的属性,修改材料设置,得到如图3.1所示。
图3.1零件轮廓图
2.在菜单栏中选择“刀具路径”|“车端面”命令,设置刀具路径参数和车端面参数,如图3.2.1和3.2.2所示,完成生成车端面的刀具路径,得到如图3.2.3所示。
图3.2.1车端面刀具路径参数设置图3.2.2车端面参数设置
图3.2.3车端面刀具路径
3.在菜单栏中选择“刀具路径”|“粗车”命令,设置刀具路径参数和粗加工参数,如图3.3.1和3.3.2所示,完成生成粗车的刀具路径;
在菜单栏中选择“刀具路径”|“精车”命令,设置刀具路径参数和精加工参数,如图3.3.3和3.4.4所示,完成生成精车的刀具路径,得到如图3.4.5所示。
图3.3.1粗车刀具路径参数设置3.3.2粗加工参数设置
图3.3.3精车刀具路径参数设置3.3.4精加工参数设置
图3.3.5粗车和精车刀具路径
4.用相同的方式加工左端,生成刀具路径图,得到如图3.4所示。
图3.4车床加工刀具路径
5.在菜单栏中选择“刀具路径”|“车床径向车削刀具路径”命令,完成圆周凹槽的刀具路径,如图3.5所示
图3.5圆周凹槽刀具路径
6.在菜单栏中选择“机床类型”|“铣床”|“默认”命令,“刀具路径”|“标准挖槽”命令,设置相关参数,如图3.6.1,图3.6.2,图3.6.3和图3.6.4所示,生成加工键槽刀具路径,如图3.6.5所示。
图3.6.1刀具路径类型设置图3.6.2刀具参数设置
图3.6.3切削参数设置图3.6.4共同参数设置
图3.6.5铣槽刀具路径
7.加工完成后的零件,如图3.7所示。
图3.7加工成型零件
7.主要的程序段(程序截取前10句)
%
O0000;
程序命名为0000
G21;
毫米单位输入
G0T0101;
换01号刀,刀补为01
G18;
选择XZ平面
G97S3600M03;
G97是恒转速指令,恒线速度取消后主轴转速3600r/min,主轴正转
G0G54X45.424Z170.;
G54调用工件坐标系,刀具快速移动到坐标点X45.424Z170
G50S3600;
主轴最高转速3600r/min
G96S800;
G96恒线速控制,设定切削速度(线速度)为800m/min
G99G1X-1.6F.5;
进给率转换指令,每转进给量0.5mm/r,工进到点X-1.6
G0Z172.;
刀具快速移动到Z172
4、V带轮轴的CAE过程
1.将V带轮的零件图在creo中打开,在“应用程序”栏选择“Simulate”,然后定义定义材料(STEEL),对V带轮轴进行材料分配(STEEL),如图4.1.1和4.1.2所示。
图4.1.1定义材料图4.1.2材料分配
2.对V带轮轴进行约束和施加载荷,键槽横向受力为2000N,轴承给V带轮轴轴向受力50N,如图4.2所示。
图4.2进行约束和施加载荷
3.选择“分析和研究”,点击文件→新建静态分析,按绿旗运行按钮进行分析,如图4.3所示。
图4.3静态分析
4.运行分析结束后,选择“查看设计研究或有限元分析结果”,分别查看应力、应变和位移图,如图4.4.1,图4.4.2和图4.4.3所示。
图4.4.1应力图
图4.4.2应变图
图4.4.3位移图
由图4.4.1,图4.4.2和图4.4.3可知,最大受力在长键槽轴根部,最小受力在V带轮轴的端部,最大应力是53.4
,最大应变是2.959×
,最大位移是0.03842mm,查机械设计书,可得材料45钢的直径小于100mm的轴的许用弯曲应力
=55
,由于
,所以满足工作要求。
5、结论
通过对台式钻孔机的CAD/CAM/CAE设计,缩短了产品设计周期,降低了设计成本。
台式钻孔机的设计数据能有效地共享和充分地利用,设计阶段就可以清楚地掌握其加工方式和力学性能,为产品的设计和加工生产提供了技术保障。
同时,能够更加清楚的了解产品设计加工过程中将要面临和注意的一些问题,并能提前找到解决的方式方法。
在此次台式钻孔机的CAD/CAM/CAE设计过程中,自己学会了Mastercam软件的一些基本的操作,体会到了Mastercam软件的强大之处,同时还复习了CAD和Pro/E(creo)的一些基本操作,使我受益匪浅。
6、参考文献
1、孙海波,陈功.pro/Engineeringwildfire4.0三维造型与应用.东南大学出版社.2007
2、陈婵娟.创建PROE阵列特征的几种新方法[J];
大众科技;
2009年09期
3、濮良贵,纪名刚.机械设计(第八版).高等教育出版社.2006,5.
4、刘国华,李德溥,张海兵.Pro/ENGINEERWildfire5.0产品设计行业应用实践.机械工业出版社.2010,3.
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- 关 键 词:
- 课程设计 CADCAMCAE 设计 实践