毕业设计（论文）-基于UG的一级减速器建模及有限元分析优化.doc

桂林理工大学cad/cam目录第一章 设计题目：运输机的传动装置.11、减速器基本参数的确定.1第二章 cad实体建模.62.1 ug软件概述.62.2 部件建模.62.3 装配.13第三章 利用ug进行运动仿真.153.1创建模型：.153.2 输出结果.163.3 结论.16第四章 利用ug nx6.0进行有限元分析与优化.174.1 ug/cae.174.2 有限元分析.174.3 结论.194.4 结构优化.194.5结果与小结.214.6 结论 21第五章 箱体加工工艺规程编制215.1概述215.2材料、毛培制造方法的选择及毛坯图225.3加工阶段划分245.4加工工作量及工艺手段组合265.5刀具、量具选择 .275.6切削用量、时间定额的计算 28第六章master cam 数控加工306.1 master cam的界面创建 .306.2仿真的相关程序35参考文献.39总结.40设计题目：运输机的传动装置1 . 带式运输机的工作原理（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）2.工作情况：已知条件1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35；2) 使用折旧期；8年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4) 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220v；5) 运输带速度容许误差：5%；6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。3.原始数据题号参数输机工作轴转矩t/(n.m)690运输带工作速度v/(m/s)0.8卷筒直径d/mm32041一、减速器基本参数的确定1.1.电动机选择：电动机型号额定功率/kw满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/ny132m2-65.59602.02.0841.2.计算传动装置的运动和动力参数项 目电动机轴高速轴i中间轴ii低速轴iii卷筒转速（r/min）960960286120120功率（kw）5.54.744.604.474.38转矩（nm）50.2650.26220.34690690传动比115.293.681效率10.980.980.980.981.3.齿轮参数 高速齿轮模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮2687534大齿轮21786589低速齿轮模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮2.5859534大齿轮2.5260851041.4. 各轴参数1.4.1 高速轴设计如图所示1096157389445342401073292。5120361.4.2 中间轴设计如图所示4560494514619349.562.5 1.4.2 输出轴设计如图所示820.56575859880751057537136135.576.55.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（ht200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.5.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度5.2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离h大于40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为5.3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10mm，圆角半径为r=5。机体外型简单，拔模方便.5.4. 对附件设计 a 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用m8紧固b 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.d 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.e 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.6.减速器机体结构尺寸如下：名称符号减速器型式及尺寸关系/mm箱座壁厚10箱盖壁厚10箱盖凸缘厚度15箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径20地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径16机盖与座联接螺栓直径12联接螺栓的间距180轴承端盖螺栓直径8视孔盖螺钉直径6定位销直径9、到外箱壁距离26、22、18、至凸缘边缘距离24、16外箱壁至轴承座端面距离40大齿轮顶圆与内箱壁距离12齿轮端面与内箱壁距离12箱盖、箱座肋厚、；轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度9轴承旁联接螺栓距离第二章 cad实体建模2.1 ug软件概述ug是一个优秀的cad/cae/cam一体化高端软件，他基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出任意复杂的产品模型，再加上技术上处于领先地位的cam模块、内嵌的cae模块，使cad、cae、cam有机集成，可以使产品的设计、分析和制造一次性完成。它使当今最先进的计算机辅助设计、分析、制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。2.2 部件建模 2.2.1 齿轮轴建模1.端面渐开线曲线的具体绘制步骤如下：(1)选择工具表达式命令，弹出“表达式”对话框，输入表达式如下：t=0 /ug定义的变量m=2.0 /齿轮模数z=34 /齿轮齿数alpha=20 /齿顶圆压力角qita=90*t /滚动角角度值b=75 /齿宽da=(z+2)*m /da齿顶圆直径db=m*z*cos(alpha) /db 基圆直径df=(z-2.5)*m /df齿根圆直径s=3.14*db*t/4 /滚动角弧度值xt=db*cos(qita)/2+s*sin(qita) /直角坐标横坐标yt=db*sin(qita)/2-s*cos(qita) /直角坐标纵坐标zt=0 /直角坐标z坐标d=mz /分度圆直径2. 选择插入-曲线-规律曲线命令，弹出“规律曲线”对话框；首先选择by equation；其次提示行提示输入参数表达式，按系统默认值t,点击ok；之后又弹出x表达式输入对话框，按系统默认值xt点击ok。至此x已定义好。y的定义与其相同，只是表达式为yt。zt定义为常数0；生成渐开线如图2-1所示：图2-1 渐开线曲线 3.选择插入-曲线-基本曲线命令，或者单击曲线工具条上的“基本曲线”命令，弹出“基本曲线”对话框，以坐标原点为中心，分别以da+1，d，df绘制曲线，如图2-2所示：图2-2 齿根圆、分度圆、齿顶圆 4. 绘制一条直线，第一点位于渐开线与分度圆的交点，第二点位于坐标原点上。 5. 选择编辑-变换命令，将上一步绘制的直线绕z轴旋转j度。 6. 选择编辑-变换命令，将渐开线关于刚才绘制的直线镜像复制。7. 补全曲线，修剪曲线，隐藏俩条辅助直线，结果如图2-3所示： 图2-3 齿槽8.点击工具栏上的“圆柱体”图标，系统弹出“圆柱体”对话框，以da为直径，b为高度绘制圆柱体，结果如图2-4所示：图2-4 绘制圆柱体 9. 单击成型特征工具条上的“拉伸”按钮，系统弹出“拉伸”对话框。选取前面绘制的齿槽截面，设置参数，单击确定按钮，则生成单个齿槽。 10. 选择插入-关联复制-实例命令，系统弹出“实例”对话框，单击“环形阵列”按钮，系统又弹出对话框，提示选取环形阵列对话框。选取刚才创建的齿槽，设置阵列参数，单击“确定”按钮，系统弹出对话框，要求指定环形阵列中心线，悬着z轴为环形阵列中心线，单击确定按钮则生成齿槽，结果如图2-5所示：图2-5 齿轮生成2.2.2箱盖造型设计建立草图拉伸抽壳倒圆拉伸拔模建立草图画吊环部分拉伸求和确定各点位置打孔阵列打螺纹一步步进行各种命令完成箱盖造型1. 箱底造型设计建立草图来进行一系列命令建模完成建模后的箱底2. 窥视孔及窥视盖造型设计进行垫块命令，进行腔体命令 通过一系列命令完成后的窥视孔通过插入长方体，边倒圆使其初具模型完成后的窥视孔盖2.2.3轴的建模利用草图和拉伸等命令对齿轮轴进行创建，结果如图2-6所示：图2-6 齿轮轴生成12.其他部件的建立与上面的相似，将建好的零件分别保存进入装配环节。2.3 装配2.3.1键的安装通过约束安装键安装好的键输出轴上安装的键小齿轮轴上安装的键2.轴承的安装大轴轴承安装小轴轴承安装3.齿轮的安装齿轮的安装输出轴及相关部分零件的安装 3. 小轴及相关部件的安装4. 轴承盖的安装5. 箱盖的安装6. 窥视孔盖的安装7. 螺栓，螺钉等的安装8安装完成 8. 形成爆炸图 第三章 利用ug进行运动仿真3.1创建模型分别将机座二根轴二个齿轮装配起来如图3-1所示图3-1进入运动仿真模块，新建仿真。分别对7个部件进行连杆定义。将齿轮与连杆之间添加固定约束。将3根轴分别与机座之间添加旋转副。在高速轴上的旋转副上添加速度如图3-2所示图3-23.2输出结果通过解决方案设置后，对其进行求解。结果高速轴转速和输出轴转速结果如图3-3和图3-4所示：图3-2高速齿轮轴转速图3-2输出齿轮轴转速3.3结论通过输出结果可以知道：高速齿轮轴每秒转过5760，由于刚性震动的影响输出轴的转速每秒在720左右震动，可以满足给定的条件。第四章 利用ug nx6.0进行有限元分析4.1 ug/caeug将世界上最成功的cae应用技术融汇到自己的系统中来，形成了功能强大的分析模块。ug/有限元分析（ug/scenario for fea）该模块是一个集成的、相关的、直观的cae工具，它能快捷地对ug的零件和装配部件进行前、后处理。该产品作为设计过程的一个集成部分，用于评估各种设计更改方案或“scenario”的性能。这种分析结果是一个工程预测的过程，它可以优化产品设计、提高产品质量、缩短产品上市的时间。用于有限元分析的ug/scenario for fea提供了将几何模型转换为有限元模型以及图形化评估分析结果的能力。一个可选的集成的求解器ug/fea，可以进行线性静力分析、模态分析和稳态热分析。4.2有限元分析 将高速齿轮轴导入ug当中,结果如图4-1所示：图4-1 高速齿轮轴进入高级仿真模块，进入仿真导航器，新建fem文件和仿真文件结果图4-2所示：图4-2 创建仿真文件进行3d四面体网格划分，结果如图4-3所示：图4-3 划分网格 完成以后，点击3dscoild工具框，然后点击右键，即可以进入材料库，然后选择13，即定义材料类型为45#钢结构，然后对实体进行约束，对齿轮固定约束对，对轴两端的两个轴端分别用销钉进行约束，所有的约束都以及给定，添加载荷类型为扭矩，扭矩大小为690 n.m。结果如图4-4所示：图4-4 添加约束 完成以后，就可以进行求解运算啦，点击求解工具框，然后弹出一个对话框，点击确定就开始算啦！当作业完成以后，点击result工具框，就会出现结果，结果如下图4-8所示：位移节点图如图4-8所示：图4-8 应变图最大变形量为0.0131mm应力-单元节点如图4-9所示：图4-9 应力图最大应力为51.46mp4.3 结论 有限元分析部分：由有限元分析可以知道输入轴的最大应变位移为：0.0131mm，最大应力为：51.46mp，完全可以满足给定强度下的工作，为了降低生产成本，提高经济效益，可以对轴进行优化设计，使其更加合理高效4.4 结构优化进入仿真导航器对高速轴进行优化如图4-10所示图4-10结构优化进入优化设置,分别对目标、约束、设计变量进行定义。在同样接触力的作用下，使齿轮的最大单元节点应力不超过材料的许用应力而且零件的体积（重量）要尽量小。优化设置：如图4-11所示（1）、 定义目标：单齿的重量最小化；（2）、定义约束：单元节点应力上限225mpa。（3）、 定义设计变量：齿宽尺寸设定为5078间；（4）、最大迭代次数为10。图4-11优化设置由于高速齿轮轴的材料已经是45#钢，所以材料不可以改变，为了节省材料，降低成本可以对齿轮模数和齿宽进行优化，为了节省时间我在保证应力小于钢的许用应力的条件下对齿轮的齿宽进行优化同时保证高速齿轮轴重量最小化。经过一段时间的优化处理结果如图4-11和图4-12所示图4-11 高速齿轮轴的重量图4-11高速齿轮轴齿轮宽度4.5结果与小结1）渐开线齿轮动态啮合力的计算机仿真分析方法可以准确地计算齿轮传动过程中的动态接触力，为进一步进行强度、刚度和疲劳分析提供了依据。2）利用有限元分析模块对减速器高速齿轮轴进行静力学分析，仿真结果为减速器的结构设计提供了计算依据，并进一步对高速轴结构尺寸进行优化，通过图像可以看出高速齿轮轴的质量有所下降，齿宽由原来的75mm变为现在的51mm，由于齿轮的应力还没有达到许用应力，齿宽还可以减小，为了节省时间区目前的优化结果设定为高速齿轮轴的最终结果。以减轻重量，降低设计开发成本。3）上述分析结论有重要的参考价值，对于齿轮的传动设计有着重要的意义。第五章 箱体加工工艺规程的编制5.1 概述5.1.1 机械加工工艺规程的作用1.是指导生产的重要技术文件 工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是活的合格产品的技术保证，是知道企业生产活动的重要文件。正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会造成废品。但是，工艺规程不是固定不变的，它可以根据生产实际情况进行修改，但必须要有严格的审阅手续。2.是生产组织和生产准备的依据 生产计划的制定，产品投产前和材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床符合的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制定以及成本的核算，都是以工艺规程作为基本依据的。3.是新建和扩建工厂（车间）的技术依据 再新建和扩建工厂（车间）时，生产所需要的机床和其他设备的种类、数量和规格，车间的面积、机床的布置、生产工人的种类、技术等级及数量、辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验得作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。5.1.2 工艺规程指定的原则工艺规程指定的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意一些问题：1.技术的先进性2.经济生的合理性3.良好的劳动条件及避免环境污染5.1.3 箱体类零件的加工方法箱体类零件主要是一些平面和孔的加工，其余加工方法和工艺路线有：平面加工可用粗刨-精刨、粗刨-半精刨-磨削、粗铣-精铣或粗铣-磨削（可分粗磨和精磨）等方案。其中，刨削生产率低，多用于中小批生产。铣削生产率比刨削高，多用于中批以上生产。当生产批量较大时，可采用组合铣和组合磨的方法来对箱体零件各平面进行多刃、多面同时铣削或磨削。箱体零件上轴孔加工可用粗镗（扩）-精镗（铰）或粗镗（钻、扩）-半精镗（粗铰）-精镗（精铰）方案。对于精度在it6，表面粗糙度ra值小于1.25um的高精度轴孔（如主轴孔）则还须进行精细镗或研磨等光整加工。对于箱体零件上的孔系加工，当生产批量较大时，可在组合机床上采用多轴、多面、多工位和复合刀具等方法来提高生产率。5.2材料、毛坯制造方法的选择以及毛坯图5.2.1概述 由于该减速器外形和内腔比较复杂，有加强筋、凸台、凸边、凹槽，壁厚较薄，故选用流动性好，减振性好，加工工艺性强和成本低的灰口铸铁，材料牌号为ht200。 优点： 由于有石墨存在，有利于润滑及储油，故耐磨性能好，且消震性由于钢； 工艺性能好。由于灰铸铁含碳量高，接近与共晶成分，故熔点比钢低，因而铸造流动性好，切削、加工性好。 经济效率高； 缺点：力学性能低，抗拉强度远低于钢。若无灰铸铁，可选蠕墨铸铁，它的抗拉强度、屈服强度、弯曲强度、伸长率、弹性模量、断面收缩率均优于灰铸铁。热处理方法：退火，高频感应加热表面淬火。箱体属于大批量生产，采用铸造的方法，金属模造模，必须采用自动线机器造型，两箱造型。这样减速箱的主要轴承孔在铸造成直接铸出，只有注油孔，油塞孔和加油孔等到直径小于25mm的不铸出，留待机械加工时钻出。因为该箱体属于大批量生产，必须采用金属模机器造型，分为上下两箱。上、下箱的分型面分别选在机盖、机座的中心面上。由于采用这种方式，起模方便，且有利于型芯的定位、固定、排气与清理，以及便于检查铸件壁厚与不易错箱。浇注口的选择有以下原则：铸件的重要加工面或主要工作面应在下面，因为在浇注位置的上面部位，缺陷（砂眼、气孔、）出现的机会较下部多；铸件的大平面应放在下面；铸件的厚实部分容易形成缩孔，这些部分的浇注位置应放在分型面附近的上部或侧面；上、下两箱采用中注式浇注系统，浇铸位置设在机盖、机座中心面的左侧，由于上、下箱关于中心面对称，产生的毛刺也更容易清除，并且对轴承孔有更高的性能要求。 箱座的分型面如下图: 分型选择的理由：使铸型的分型面最少，以减少铸型的误差，提高铸件的精度；使铸件的全部或大部分应尽量可能放在一个砂箱内，便于保证铸件的精度； 机座加工余量示意图:结合箱体加工余量示意图 加工表面的加工余量单位:mm毛坯尺寸设计尺寸加工余量上偏差下偏差机座的结合面234.52304.5+1.5-1.5机座底平面236.52306.5+1.5-1.5圆锥齿轮轴承孔端面3603509+2.0-2.0圆柱齿轮轴承孔端面5955905.0+2.5-2.5轴承孔6.5+1.2-1.2 5.2.2拟定工艺路线1粗精准的选择1） 如果工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应该选择该表面为粗精准。2） 如果必须首先保证工件上加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为粗精准，3） 如果零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面微蹙精准，这样可以使该表面在以后的加工中不致于因余量太小造成废品。4） 选用粗精准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。5） 粗精准一般只能使用一次，以免产生较大的位置误差。2精精准的选择1） 基准重合原则：应尽量选用设计基准和工序基准作为定为基准。2） 基准统一：工件在加工过程中，应尽量可能采用统一的定位基准，这样便于保证加工表面间的相互位置精度，且可简化夹具的设计。3） 互为基准：当两个表面相互位置精度较高时，可互为精基准，反复加工。4） 自为基准：当某些表面精加工要求雨量小而均匀使时，则应选择加工表面本身作为精基准。 5.2.3 定位基面的选择及分析1、 以边缘不加工面为粗基准，夹具夹紧中间轴承孔来粗铣和精铣结合面，边缘不加工面限制了z，x，y自由度，满足加工要求。2、 以结合面为定位基准，箱体两侧通过支承点作为第二类定位基准，以一侧不加工端为粗基准。定位基准限制了x自由度，通过模孔钻箱体上所有孔，先通过锪平刀锪平，再换刀钻孔。3、 下箱体以结合面为粗基准加工（粗、精铣）下底面，再以下底面为精基准加工结合面，夹具夹紧两侧，作为第二类定位基准。4、下箱体以结合面为精基准，以两侧定位作为第二次定位基准，以一侧端面加工的边缘面为粗基准，限制x自由度，加工各个轴端通孔（首先锪平再钻孔）。以下底面为定位基准锪平底座6个孔，再钻孔。5、上、下箱结合，拧紧各个螺栓，以下底面为定位基准，以输出轴为粗基准，加工两个锥销孔。6、 以底座四孔为定位基准，夹具夹紧两侧，同时粗铣、精铣输出端两端面和一端输入轴的端面。底座四孔定位限制自由度x、y、x、y、z。7、 以底座四孔为定位基准，钻孔和攻丝输出轴两端面和输入轴端面。8、 以底面与两锥销孔为定位基准，精加工轴承孔，夹具夹紧机座底面的不加工面，以输入轴端面为精基准，精加工输出轴承孔，以底面与两定位孔为定位基准，定位夹紧方式见工序卡图。5.3 加工阶段的划分5.3.1 划分方法零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。一般划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果零件要求的精度特别高，表面粗糙度很细时，还应增加光整加工和超精密加工阶段。1）粗加工阶段 主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，应采取措施尽可能提高生产率。2）半径加工阶段 达到一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为主要表面的精加工做准备。同时完成一些表面的次要加工（如紧固孔的钻削，攻螺纹，铣键槽等）。3）精加工阶段 主要任务是保证各零件达到图纸规定的要求。4）光整加工阶段 对精度要求很高（it6），表面粗糙度很小（小于ra0.2m）的零件，需安排光整加工阶段。其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度。2.划分加工阶段的原因1）保证加工质量的需要2）合理使用机床设备的需要3）及时发现毛坯缺陷4）便于安排热处理5.3.2 工序的划分1.工序集中的特点1）有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备。2）减少了工序数目，缩短了工艺路线， 3）减少了设备数量， 4）减少了工件安装次数， 5）专用设备和工艺装备复杂，生产准备工作和投资都比较大， 2.工序分散的特点1）设备和工艺装备都比较简单，调整方便，对公认的技术水平要求低。2）可采用最有利的切削用量，减少机动时间。3）容易适应生产产品的交换。4）设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。2.热处理工序的安排常用的如：时效处理，它主要用于消除毛坯制造和机械机械加工中产生的内应力。长安排在粗加工之后进行。对于精度要求不高的的工件，也可放在粗加工之前进行。3.检验工序的安排检验工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外车间前后；重要工序和工时长的工序前后；零件加工结束后，入库前。5.3.3 加工顺序的安排a.切削加工顺序的安排先粗后精 先进行粗加工，然后半精加工，最后是精加工和光整加工，将粗、精加工分开进行。先主后次先安排主要表面加工，后进行次要表面的加工。因主要平面加工容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时浪费，次要表面的加工安排在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。先面后孔先加工平面，后加工内孔。平面面积一般比较大，轮廓平整，先加工好平面，便与加工孔时定位安装，利于保证孔与平面的位置精度。基准先行用作精基准的表面，要先加工出来。故先进行定位面的粗加工和半精加工，再已经基准定位面定位加工其它表面。b.热处理工序安排预备热处理时效处理消除内应力、减少工件变形。安排在粗加工前后。最终热处理主要是提高零件的硬度和耐磨性，安排在精加工之前进行。辅助工序安排检验工序是主要的辅助工序，除每道工序有操作者自行检验外，在粗加工之后精加工之前；零件转换车间时以及重要工序之后和全部加工完毕，进库之前，都要安排检验工序。其它的辅助工序有：表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、除锈等。最终确定工艺路线见下表工序号工序名称工序内容10铸造20清砂消除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等30热处理人工时效处理40涂漆非加工面涂防锈漆50划线分割面加工线、底面线60铣 粗铣和精铣结合面70铣以结合面为粗基准加工，粗、精铣下底面、再以下底面为精基准加工结合面80钻以下底面为定位基准锪平底座4个50的孔，再钻22的孔。90铣以底座四孔为定位基准, 粗铣、精铣输出端两端面和一端输入轴的端面100钻以底座四孔为定位基准，钻、攻m10的螺纹孔110镗以底面与两锥销孔为定位基准，粗镗、半精镗、精镗140轴承支撑孔120钻钻、攻m16的螺纹孔130钻钻210锥销孔140钻钻17的孔150钻钻13的孔5.4 加工工作量及工艺手段组合根据圆锥齿轮减速器机座零件结构简图，分析可知，有以下一些加工表面：1、主要平面：机座底面和对合面、凸台面，轴承支撑孔的端面。2、主要孔：主轴承支撑孔140 ra1.6与轴承支撑孔140 ra2.5。3、其他加工部分主要有8个凹槽联接孔、2个凸缘联接孔、4个地角螺钉孔（其中两个先加工成定位工艺孔）、2个销钉孔、轴承端面共18个螺纹孔以及斜油标孔、油孔、油塞孔。 机座结合面：平面度要求为0.025，表面粗糙度ra1.6，毛坯加工余量为4.5。以机座底面为基准进行粗精加工工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣1it80.0362300.036ra1.6粗 铣3.5it130.362310.36ra6.3毛 坯4.51.5234.51.51.5 机座底面安装面：表面粗糙度ra6.3，毛坯加工余量为6.5。以机座结合面毛坯为基准工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）粗 铣6.5it130.36234.50.36ra6.3毛 坯6.51.52411.51.5 轴承支撑孔140 ra1.6 镗削 工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 镗0.5h7140ra1.6半精镗2h10139.5ra3.2粗 镗4h13137.5ra6.3毛 坯6.51.5133.51.51.5输入轴轴承端面加工：表面粗糙度ra3.2，两相对端面同时加工工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣2it90.143500.14ra3.2粗 铣8it130.893520.89ra6.3毛 坯102.03602.02.0 输出轴轴承端面加工：两对轴承端面a与b垂直度要求为0.10mm，表面粗糙度要求为ra1.6工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣1it80.0365910.036ra1.6粗 铣3.5it130.55594.50.55ra6.3毛 坯4.52.5595.52.02.55.5刀具、量具的选择工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣对合面面铣刀直尺 、刀形平尺2精铣对合面面铣刀直尺 、刀形平尺3钻攻22的孔麻花钻、锪钻卡尺、塞规4粗铣轴承端面双刃铣刀直尺5精铣轴承端面双刃铣刀直尺6钻、锪16、8麻花钻锪钻卡尺、塞规7钻攻m10的螺纹孔麻花钻、丝锥卡尺、塞规8粗镗140支撑孔镗刀卡尺、塞规9半精镗精镗140支撑孔卡尺、塞规10钻攻m16的螺纹孔麻花钻、丝锥卡尺、塞规11钻13的孔麻花钻、卡尺、塞规12去毛刺手锤13终检5.6切削用量、时间定额的计算工序60 、701）工序60粗铣机座对合面和底面该工序分两个工步，工步1是以b面定位，粗铣a面；工步2是以a面定位，粗铣b面；由于这两个工步是在一台机床上一次走刀加工完成，因此他们所选用的切削速度v和进给量是一样的，只有背吃到量不同，背吃刀量的确定 工步1的背吃刀ap1取为z1，z1等于a面的毛坯纵总余量减去工序2的余量z3，即z1=3.5mm;而工步2的背吃刀量ap2取为z2，则如前所已知z2=6.5mm,故ap2=6.5mm.进给量的确定 根据指导教程和简明切削手册综合考虑，该工序的每齿进给量fz取0.3mm/z.铣削速度的计算 根据指导教程和简明切削手册综合考虑，选双刃铣刀，d/z=160/16的条件选取（d铣刀直径，z铣刀齿数），铣削速度可取35.1m/min,由公式n=1000v/d可求得该工序铣刀转速，n=100035.1m/min/160=69.86r/min(转速取70r/min),v=nd/1000=703.14160/1000=35.2m/min.2)工序2精铣机座对合面背吃刀量的确定 取ap=z3=1mm.进给量的确定 由简明切削手册表5-9得，按镶齿铣刀，d/z=160/16,fz=f/z=0.075mm/z的条件选取，铣削速度v取为59.4m/min.n=1000v/d可求得铣刀转速n=118.23r/min,综合考虑选取n=118r/min，再将此转速代入公式中，可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=1183.14160/1000=59.28m/min.工序90 粗铣精铣轴承支撑孔端面 1、铣床的选择轴承孔端面采用粗、精加工方案。查金属机械加工工艺人员手册，使用卧式铣床铣端面，卧式铣床型号为x62，工作面积250320mm，工作台最大行程700255360mm，主轴转速301500转/分，功率7.5kw。 2、铣刀的选择轴承孔的孔径直径大小是160mm，为了满足每个工步的加工精度要求，选用双刃铣刀，刀具材料为硬质合金，牌号为yg6，齿数z=12。3、切削力的计算查阅铣工技术，铣刀主切削力计算公式为 （公斤），单位切削力 (公斤/平方毫米)其中： t：铣刀切削深度（mm） f：切削用量，即进给量（mm/r） b：铣削宽度 （mm）查手册取值，粗铣，精铣两种工步情况如下表：工步主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/r）切削深度（mm）进给次数精铣2601300.612粗铣140703.63.52工序130 钻-粗铰-精铰10mm定位销孔1)钻孔工序背吃刀量的确定 取ap=9.8mm.进给量的确定 由切削简明手册表5-6得，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r.切削速度的计算 由指导教程表5-22中选取，由于一般减速器箱体的布氏硬度小于或等于200，所以综合考虑切削速度v可取为24m/min,由公式n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=779.93r/min.综合考虑，钻头转速可取n=800r/min，在将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=24.62m/min.2)粗铰工步背吃刀亮的确定 取ap=0.16mm.进给量的确定 由切削工艺手册表5-18和切削简明手册表8-85综合选取，该工步的每转进给量f=1.2mm/r.切削速度的计算 由指导教程表5-31差得，切削速度v可取为2m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序的铰刀转速n取69r/min,在将此代入公式，可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=69r/min3.149.96mm/1000=2.16m/min.3)精铰工步背吃刀量的确定 取=0.04mm.进给量的确定 综合考虑选取f=0.3mm/r切削速度的计算 根据指导教程表5-31，选取切削速度v=4m/min.由公式n=1000v/d可求得该工序的铰刀速度n=127.39r/min,综合考虑，主轴的转速n取n=140r/min,在将此转速代入公式，可求得该工序的实际切削速度v=nd=140r/min3.1410mm/1000=4.4m/min. 第六章 master cam数控加工6.1mastercam的界面创建 5.1.1 在打开mastercam的界面后，需要将pro/e创建的减速器下箱体模型导入到mastercam中，然后才能进行mastercam数控仿真加工。单击界面左上角菜单，选择下拉菜单中的其过程如图1所示。 图1 打开后文件夹选择文件类型后的三角，在下拉菜单中选择【】，再点击桌面上的【有孔减速器】，选择打开，就进入到mastercam界面中。效果如图2所示。5.1.2 在mastercam的工具栏中单击，在下拉菜单中选择铣床，窗口左侧的文件树中出现如图所示的文件。单击工具栏中的，在其下拉菜单中选择“曲面粗加工”“平行加工”1毛坯实体合图2刀具选择3 参数设置4 结合面的加工5孔的加工6.2仿真的相关程序%o0000(底面代码)(date=dd-mm-yy - 06-01-09 time=hh:mm - 17:17)(mcx file - c:documents and settingsadministrator桌面jizuowan.mcx)(nc file - d:mcamxmillnc底面代码.nc)(material - aluminum mm - 2024)( t219 | 10. flat endmill | h0 )n100 g21n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90n104 t219 m6n106 g0 g90 g54 x-211. y90.002 s0 m5n108 g43 h0 z50.n110 z16.5n112 g1 z0. f3.6n114 x-74.n116 g3 y97.21 r3.604n118 g1 x-206.n120 g2 y104.418 r3.604n122 g1 x-74.n124 g3 y111.626 r3.604n126 g1 x-206.n128 g2 y118.834 r3.604n130 g1 x-74.n132 g3 y126.042 r3.604n134 g1 x-206.n136 g2 y133.25 r3.604n138 g1 x-74.n140 g3 y140.458 r3.604n142 g1 x-206.n144 g2 y147.666 r3.604n146 g1 x-74.n148 g3 y154.874 r3.604n150 g1 x-206.n152 g2 y162.082 r3.604n154 g1 x-74.n156 g3 y169.29 r3.604n158 g1 x-202.625n160 g2 y176.498 r3.604n162 g1 x-69.n164 z10.n166 g0 z50.n168 x69. y90.002n170 z16.5n172 g1 z0.n174 x206.n176 g3 y97.21 r3.604n178 g1 x74.n180 g2 y104.418 r3.604n182 g1 x206.n184 g3 y111.626 r3.604n186 g1 x74.n188 g2 y118.834 r3.604n190 g1 x206.n192 g3 y126.042 r3.604n194 g1 x74.n196 g2 y133.25 r3.604n198 g1 x206.n200 g3 y140.458 r3.604n202 g1 x74.n204 g2 y147.666 r3.604n206 g1 x206.n208 g3 y154.874 r3.604n210 g1 x74.n212 g2 y162.082 r3.604n214 g1 x205.378n216 g3 y169.29 r3.604n218 g1 x74.n220 g2 y176.498 r3.604n222 g1 x201.591n224 z10.n226 g0 z50.n228 x69. y-176.498n230 z16.5n232 g1 z0.n234 x196.591n236 x202.625n238 g3 y-169.29 r3.604n240 g1 x74.n242 g2 y-162.082 r3.604n244 g1 x205.378n246 x206.n248 g3 y-154.874 r3.604n250 g1 x74.n252 g2 y-147.666 r3.604n254 g1 x206.n256 g3 y-140.458 r3.604n258 g1 x74.n260 g2 y-133.25 r3.604n262 g1 x206.n264 g3 y-126.042 r3.604