3毕业设计作品(产品)(说明书)

1 毕毕 业业 设设 计计 作作 品 产品 产 品 品 作品名称作品名称 减速箱 CAD CAE CAM 设计 二级学院 机械工程学院 专 业 机械制造与自动化 班 级 机制 1413 班 学生姓名 陈 翔 学 号 201420140357 指导教师 王灿 2 2016 年 12 月 目 录 第一章 绪论 3 第二章 减速箱简介 4 2 1 减速箱概论 4 2 2 减速箱的种类 5 2 3 减速箱的作用和特点 5 第 3 章 减速箱低速轴加工工艺路线和工艺卡 6 3 1 减速箱低速轴加工的工艺路线 6 3 2 减速箱低速轴加工的工艺卡 7 3 第四章 减速箱低速轴的 CAD CAE CAM 16 4 1 减速箱低速轴的 CAD 过程 16 4 2 减速箱低速轴的 CAE 过程 22 4 3 减速箱低速轴的 CAM 过程 25 第 5 章 结论 64 第 6 章 第六章致谢 65 第七章 参考文献 66 第一章第一章 绪绪 论论 随着科技的不断发展 计算机的普及 大量软件被开发出来应用于机 械产品的设计制造过程中 通过在计算机的虚拟平台上进行设计制造 我 们能够对产品随时进行分析 修正和改进 对于经常修改方案的设计 手 动绘图需要投入更多的人力和物力 手工绘图难以直观地表达复杂产品的 装配关系而运用计算机软件制作并模拟实物设计 能够展现新开发商品 的外型 结构 色彩 质感等特色 没有 CAM 系统 复杂曲面难以加工 虽然有 CAD 的数据但是缺少 CAM 系统 显然需要实际加工获得初步的模型 这样资源耗费过大 产品虽然完成了三维建模 但是不知道产品的强度是 4 否满足要求 CAE 则可以帮助用户完成受力分析 用计算机辅助求解复杂 工程和产品结构强度 刚度 屈曲稳定性 动力响应 热传导 三维多体 接触 弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题 通过 CAD CAE CAM 设计 缩短产品设计周期 降低设计成本 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 5 第二章第二章 减速箱简介减速箱简介 2 1 减速箱概论 减速器 又称减速机 减速箱 是一台独立的传动装置 它由密闭的箱体 相互啮合的一对或几对齿轮 或蜗轮蜗杆 传动轴及轴承等所组成 常安装在电动机 或其他原动机 与 工作机之间 起降低转速和相应增大转矩的作用 图 1 1 减速器爆炸图 6 2 2 减速箱的种类 一般的减速机有斜齿轮减速器 包括平行轴斜齿轮减速器 蜗轮减速器 锥齿轮减速器等等 行星齿轮减速器 摆线针轮 减速器 蜗轮蜗杆减速器 行星摩擦式机械无级变速器等等 2 3 减速箱的作用和特点 作用 1 降速同时提高输出扭矩 扭矩输出比例按电机输出乘减 速比 但要注意不能超出减速机额定扭矩 2 降速同时降低了负载的惯量 惯量的减少为减速比的平 方 特点 1 结构紧凑 传递功率范围大 工作可靠 寿命长 效率 较高 使用和维护简单 应用非常广泛 2 它的主要参数已经标准化 并由专门工厂进行生产 一 般情况下 按工作要求 根据传动比 输入轴功率和转速 载 荷工况等 可选用标准减速器 必要时也可自行设计制造 7 第三章第三章 减速箱低速轴加工工艺路线和工艺卡减速箱低速轴加工工艺路线和工艺卡 3 1 减速箱低速轴加工的工艺路线 序号作品名称文件名称作品形式备注 1 加工方案 加工 工艺路线 零件加工方案 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 2 工序卡 1 工序卡 20 粗车外圆 见光即可 平端面 407mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 3 工序卡 2 工序卡 40 粗车外圆 48 110mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 4 工序卡 3 工序卡 50 粗车外圆 56 100mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 5 工序卡 4 工序卡 60 粗车外圆 60 40mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 6 工序卡 5 工序卡 70 粗车外圆 67 38mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 7 工序卡 6 工序卡 80 精车外圆 48 粗糙度 025 0 009 0 Ra1 6 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 8 工序卡 7 工序卡 90 精车外圆 56 粗糙度 Ra1 6 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 9 工序卡 8 工序卡 100 精车外圆 60 粗糙度 0 009 0 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 8 Ra0 8 10 工序卡 9 工序卡 110 精车外圆 67 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 11 工序卡 10 工序卡 120 粗车外圆 60 长度 44mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 12 工序卡 12 工序卡 130 粗车外圆 62 长度 63mm Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 13 工序卡 13 工序卡 140 粗车外圆 70 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 14 工序卡 14 工序卡 150 精车外圆 60 粗糙度 0 009 0 Ra0 8 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 15 工序卡 15 工序卡 160 精车外圆 62 粗糙度 030 0 011 0 Ra1 6 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 16 工序卡 16 工序卡 170 精车外圆 70 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 17 工序卡 17工序卡 190 铣键槽 Word 文档表格形 式 见文件夹文 件 18 设计说明书设计说明书Word 文档 见文件夹文 件 19 零件图零件图AUTO CAD 图 见文件夹文 件 9 20 零件图CAE 过程Solidworks 图 见文件夹文 件 21 零件图CAM 过程UG 图 见文件夹文 件 3 2 减速箱低速轴加工的工艺卡 10 共 8 页第 1 页 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 40 80 工序 内容 粗 精车外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1粗车外圆 90度硬质 合金车刀 游标卡 尺 800800 372 11 700 31 2精车外圆 游标卡 尺 10001000 510 51 700 31 11 共 8 页第 2 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 50 90 工序内 容 粗 精车外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1 粗车外圆 90 度硬质 合金车刀 游标卡 尺 800800 352 11 700 31 2精车外圆 游标卡 尺 10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 12 共 8 页第 3 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 60 100 工序内 容 粗 精车外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1 粗车外圆 90 度硬质 合金车刀 游标卡 尺 800800 342 11 700 31 2 精车外圆 游标卡 尺 10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 13 共 8页第 4 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 70 110 工序内 容 粗 精车外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1 粗车外圆 90度硬质 合金车刀 游标卡 尺 800800 322 11 700 31 2精车外圆 游标卡 尺 10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 14 共 8 页第 5 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 120 150 工序内 容 粗 精车外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1粗车外圆 90 度硬质 合金车刀 游标卡 尺 800800 342 11 700 31 2 精车外圆 游标卡 尺 10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2015 12 7 15 共 8 页第 6 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 130 160 工序内 容 粗 精外圆 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号 主轴转速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1 粗车外圆 90 度硬质 合金车刀 游标卡尺800800 342 11 700 31 2 精车外圆 游标卡尺10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 16 共 8 页第 7 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱低速轴 加工简图及技术条件 工序号 140 170 工序内容粗 精车外圆 材料牌号硬度净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号资产编号冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转速 r min 切削速度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深度 mm 工时 min 刀具量具辅具机动时间辅助时间 1 粗车外圆 90 度硬质 合金车刀 游标卡尺800800 332 11 700 31 2 精车外圆 游标卡尺10001000 510 51 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 17 共 8 页第 8 页 湖南机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品名称零件名称零件号 减速箱 加工简图及技术条件 工序号190 工序内 容 粗 精铣键槽 材料牌号硬度 净重 kg 每台件数 45HRC551 机床名称型号 资产编 号 冷却液体 车铣复合 加工中心 C60UMT 五轴联 动车铣复合加 工中心 夹具名称夹具编号 专用夹具三爪卡盘 工 步 工步名称 工具名称及编号主轴转 速 r min 切削速 度 m min 进给量 mm r 进给 次数 切削深 度 mm 工时 min 刀具量具辅具 机动时 间 辅助时间 1 铣键槽 14 18硬质 合金键 槽铣刀 游标卡 尺 8001500 2411 700 31 2铣键槽 游标卡 尺 8001500 2511 700 31 编制陈翔校对审核会签批准日期2016 12 7 18 第第 4 4 章章 减速箱低速轴的减速箱低速轴的 CADCAD CAECAE CAMCAM 4 1 减速箱低速轴的 CAD 过程 1 主要部件装配方式 上 下箱体用配对和对齐 完全约束 高速轴 低速轴和箱体之间用轴对齐 不完全约束 轴与齿轮之间用键 不完全约束 轴与键之间用对齐 完全约束 键和齿轮之间用对齐 完全约束 轴与轴承之间用对齐 相切和配对 完全约束 图 4 1 主视图 19 图 4 2 剖视图 2 三维建模过程 在此 选用 PRO E 对减速箱低速轴进行三维建模 具体步骤如下图 图 4 3 草绘低速轴 20 图 4 4 旋转建模 图 4 5 新建平面 草绘 18 键槽 21 图 4 6 拉伸切除 18 键槽 图 4 7 新建平面 草绘 14 键槽 22 图 4 8 拉伸切除 14 键槽 图 4 9 倒角 低速轴全览 23 3 低速轴工程图 图 4 10 低速轴工程图 24 4 2 减速箱低速轴的 CAE 过程 在此 选用 SOLIDWORKS 对减速箱低速轴进行 CAE 受力分析 具体步骤如下图 图 4 10 定义夹具 轴承 图 4 11 添加力 键槽扭矩 25 图 4 12 添加压力 图 4 13 定义轴的材料 45 钢 26 图 4 14 CAE 结果 静态位移 图 4 15 CAE 结果 静应力分析 27 4 3 减速箱低速轴的 CAM 过程 在此 选用 UG 对减速箱低速轴进行 CAM 数控仿真 具体步骤如下图 图 4 16 定义左端机床坐标原点 图 4 17 指定加工部件 28 4 18 指定加工毛坯的尺寸 4 19 创建避让几何 29 图 4 20 创建刀具 45 度外圆硬质合金车刀参数 图 4 21 创建刀具 45 度外圆硬质合金端车刀刀杆参数 30 图 4 22 创建刀具 90 度外圆硬质合金车刀参数 粗车 图 4 23 创建刀具 90 度外圆硬质合金端车刀刀杆参数 粗车 31 图 4 24 创建刀具 95 度外圆硬质合金车刀参数 精车 图 4 25 创建刀具 95 度外圆硬质合金端车刀刀杆参数 精车 32 图 4 26 平端面 切销参数 图 4 27 平端面 进给参数 33 图 4 28 平端面刀轨 图 4 28 平端面仿真模拟加工 34 图 29 粗车外圆 切销参数 图 4 30 粗车外圆 进给参数 35 图 4 31 粗车外圆刀轨 4 32 粗车外圆仿真模拟加工 36 图 4 33 精车外圆 切销参数 图 4 34 精车外圆 进给参数 37 图 4 35 精车外圆刀轨 图 4 36 精车外圆仿真模拟 38 图 37 定义掉头加工 右端 机床坐标原点 图 4 38 指定加工部件 39 图 4 39 指定加工毛坯的尺寸 图 4 40 创建避让几何 40 图 4 41 创建刀具 90 度外圆硬质合金车刀参数 粗车 图 4 42 创建刀具 90 度外圆硬质合金端车刀刀杆参数 粗车 41 图 4 43 创建刀具 95 度外圆硬质合金车刀参数 精车 图 4 44 创建刀具 95 度外圆硬质合金端车刀刀杆参数 精车 42 图 4 45 粗车外圆 切销参数 图 4 46 粗车外圆 进给参数 43 图 4 47 粗车外圆刀轨 图 4 48 粗车外圆模拟仿真加工 44 图 4 49 精车外圆参数 切销参数 图 4 50 精车外圆 进给参数 45 图 4 51 精车外圆刀轨 图 4 52 精车外圆模拟仿真加工 46 图 4 53 创建机床坐标原点 14 键槽 图 4 54 指定加工部件 47 图 4 55 创建刀具 14 铣刀参数 图 4 56 铣键槽 14 键槽切销参数 48 图 4 57 铣键槽 14 键槽进给参数 图 4 58 14 键槽加工刀轨 49 图 4 59 14 键槽模拟仿真加工 图 4 60 创建机床坐标原点 18 键槽 50 图 4 61 指定加工部件 图 4 62 创建刀具 18 铣刀参数 51 图 4 63 铣键槽 18 键槽切销参数 图 4 64 铣键槽 18 键槽进给参数 52 图 4 65 18 键槽加工刀轨 图 4 66 18 键槽模拟仿真加工 53 生成后处理程序 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 T02 N0050 G12 1 N0060 G00 G90 X1 5748 Y0 0 C0 0 S650 M03 N0070 G43 Z 7874 H00 N0080 Z 0394 N0090 X1 622 N0100 G01 X1 6142 F10 2 M08 N0110 X 0039 F12 8 N0120 X 0118 F25 6 N0130 G00 Z 0787 N0140 X1 622 N0150 Z 0787 N0160 G01 X1 6142 F10 2 N0170 X 0039 N0180 X 0118 F25 6 N0190 G00 Z 0394 N0200 X1 5016 54 N0210 Z 1125 N0220 G01 X1 4961 Z 1181 F10 2 N0230 X 0039 N0240 X 0118 F25 6 N0250 G00 X1 5748 N0260 Z 7874 N0270 X3 1496 N0280 Z3 937 N0290 G91 G28 Z0 0 N0300 T02 M06 N0310 T03 N0320 G00 G90 X1 5748 Y0 0 C0 0 S800 M03 N0330 G43 Z 7874 H00 N0340 Z 0079 N0350 X1 4508 N0360 G01 Z0 0 F9 4 N0370 Z 11 8898 F15 7 N0380 X1 4961 F9 4 N0390 X1 5016 Z 11 8842 F63 N0400 G00 Z 0079 N0410 X1 4055 55 N0420 G01 Z0 0 F9 4 N0430 Z 11 8898 N0440 X1 4508 N0450 X1 4564 Z 11 8842 F63 N0460 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