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09机械三班黄晓亚综合课程设计综合性实验任务书一、设计题目：_零件的综合性实验二、设计目的 综合性实验是开设三维CAD造型、机械CAD/CAM、机械制造学、数控机床课程之后进行的一个综合性、设计性教学环节.在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法以及机床数控技术的基础上,着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力.其目的是:1. 掌握产品的计算机辅助设计过程和方法,培养利用计算机进行结构设计的能力;2. 掌握零件的计算机辅助制造过程和方法,培养数控编程及加工仿真的能力;3. 通过应用PRO/ENGINEER(Wildfire3.0),训练和提高CAD/CAM的综合运用能力.三、设计任务 本设计的零件是拖脚盖,主要设计任务是:1. 三维CAD造型:熟悉和掌握机械CAD/CAM软件和PRO/ENGINEER(Wildfire3.0)的草绘模块、零件模块进行三维CAD造型;2.拟定工艺路线:根据三维几何模型,拟定该零件的数控加工工艺路线(需要选择毛坯、机床、刀具、切削用量、夹具辅助量具等);3.数控加工程序设计:在PRO/ENGINEER(Wildfire3.0)软件的平台下,设计数控加工程序,包括描述选择确定数控加工的部位、加工方法、刀具、切削用量等,根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类和型号,生成数控加工程序;4.数控加工仿真:在PRO/ENGINEER(Wildfire3.0)软件平台下,根据前面得到的数控加工程序进行数控加工仿真,考虑工件有毛坯成为零件过程中形状、尺寸的变化,检查刀具与被切工件轮廓的干涉情况和检查刀具、夹具、机床、工件之间的运动碰撞等,完成几何模型的计算机仿真加工;5.数控程序与程序传输:根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类与型号,生成通过了计算机仿真的合格零件的数控加工程序,并将数控加工程序传输给加工中心机床;6.编写设计说明书。四、设计要求 1.要求设计过程在计算机上完成; 2.设计说明书用计算机打印(A4纸,1万字左右). 正文:宋体五号,单倍行距; 页眉:宋体小五号,内容包含班级,姓名, “综合性实验”字样; 页脚:右下脚页码. 3.设计结果应包括:课程设计说明书(应包括设计任务书、设计思想、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果.).五、设计内容及时间分配1 准备工作：布置设计任务，认真阅读设计任务书，收集资料（1天）2 零件proe三维造型及仿真。 （3天）3 零件加工工艺设计。 （3天）4 零件实物加工。 （1天）5 说明书编写。 （1天）6 设计结果提交及答辩。 （1天）六、 参考资料 有关PRO/ENGINEER软件的参考书及数控加工工艺的参考书。如PRO/ENGNEER的基础训练教程、PRO/ENGINEER的零件设计教程、PRO/ENGINEER的数控加工教程等等。七、综合性实验的考核办法与内容 根据计算机几何模型仿真的情况进行综合考核,具体参考:1. 实验报告内容的科学性、条理性和正确性2. 实验过程的态度3. Pro/Engineer软件的熟悉程度4. 实验报告文档的质量。采用优、良、中、及格、不及格五级记分评定学生的综合性实验成绩。学生签名:_ 日期:_评阅意见: _- 教师签名:_日期:_机械综合课程设计说明书班 级 09机械3班学 生 黄晓亚 指导教师 张海 华东交通大学机电学院 2012年12 月17日 09机械三班黄晓亚综合课程设计目录目录1前言1第一章 设计思路及实体模型21.1设计思路21.2 三维模型2第二章 实体建模3第三章 数控加工73.1设计思路73.2设计要求：73.3各工序所需刀具及参数汇总83.4加工过程：9第四章 设计小结19第五章CL数据的输出和NC代码的生成20参考文献22附录一：端面一体积块粗加工代码23附录二:孔加工代码24附录三:轮廓加工代码25前言 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是一门多学科综合性技术，是当今世界发展最快的技术之一，目前已经形成产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。从传统意义上看，产品从需求分析开始，经过产品设计、工艺设计和制造等环节，最终形成用户所需要的产品。在产品设计阶段，要完成任务规划、概念设计、结构设计与分析、详细设计和工程设计等工作，如果借助计算机手段完成这些工作任务，称之为CAD；在工艺设计阶段，要完成毛坯设计、工艺路线规划、工艺设计、工装设计等任务，如果借助计算机手段来完成这些任务，称之为CAPP；在生产阶段，要完成数控（NC）加工编程、加工过程仿真、数控加工、质量检验、产品装配、性能测试与分析等工作，如果借助计算机手段来完成这些工作，称之为CAM。以上三阶段统称为CAD/CAM，计算机将为其提供一个集成工作环境，即为CAD/CAM技术。 作为一名当代大学生，特别是一名机械专业的学生，我们理应熟练掌握CAD/CAM技术，理应善于操作部分CAD/CAM软件，以便于工作的使用。机械CAD/CAM课程设计给我们同学们提供了一个很好的学习、提升机会，首先，经过老师的努力，我们获得了由江西江铃齿轮股份有限公司提供的标准企业用图纸，让同学们首次接触到真正的实用图纸；其次，在老师精心安排的助教的指导下，我们更加方便答疑，从助教那里我们学到了很多东西；最后我们采用Pro/ENGINEER 5.0 M050努力完成了图纸所示模型的建模、工程图的绘制以及数控加工仿真的演示，CAD/CAM的基础技能得以训练和提高。第一章 设计思路及实体模型1.1设计思路本次课程设计是通过PRO/E 5.0 M050软件来实现的。PRO/E是大型三维建模软件，它具有三大特点参数化设计，特征建模的基本思想，数据库。包含众多功能模块，我们这次课程设计主要应用建模和制造两个模块。我需要设计的零件是针齿圈，通过一段时间的读图、思考，拟定设计建模思路如下：1. 进行PRO/E软件的配置；2. 新建零件，进行建模；3. 通过拉伸工具创建零件的基体；4. 利用各种工具在基体上建立左右两侧的不同特征；5. 检查修改，完成实体建模；6. 新建绘图，将建好的模型插入到绘图中；7. 设置各视图及各辅助剖面；8. 标注尺寸，并调整图纸布局；9. 选择基体上具有代表性基、本特征进行数控加工，系统自动生成程序1.2 三维模型图1-1 模型线框图 图1-2 实体模型 第二章 实体建模本次课设做的是#45锻件，用PROE/ENGINEER建模，使用verycast加工并生成NC代码,下是详细的加工过程：PROE/ENGINEER建模步骤一：创建【零件】1.打开PROE/ENGINEER，点新建一个文件如图2-1，点零件，不使用缺省模板如图2-2，点确定，进入建模界面图2-3，点，放置在top面，画长方体100*146mm,拉伸13mm,如图2-4，生成如图2-5所示：图2-1 创建文件 图2-2 选择单位 图2-3 窗口 图2-4 草绘 图2-5 实体步骤二：创建零件槽特征点，放置在top面，画两个长方体94*20mm并倒角R=6mm,拉伸13mm如图2-6，生成实体如图2-7所示： 图2-6草绘 图2-7实体2步骤三：镜像步骤二的特征选中上述特征，点击，作关于right面对称的特征生成图形如图2-8所示： 图2-8实体3 步骤四：创建四方槽特征壁厚为2mm，拉伸7mm,草绘如图2-9所示，得到的图形2-10所示：步骤五：创建三角形块特征,草绘如图2-11所示，拉伸3mm,得到的图形2-12所示,然后将快特征分别关于FRONT,RIGHT面镜像，得到模型如图2-13所示： 图 2-9 草绘 图 2-10实体 图 2-11草绘 图 2-12实体 图 2-13实体步骤六：创建孔特征.在top平面上拉伸14mm，高3mm的沉孔，和10mm的通孔镜像后的实体结果为2-14所示:. 图2-14 钻沉孔草绘 图2-15镜像后的实体 图2-16钻通孔草绘 图2-17镜像后的实体步骤七：修整四方槽将特征二的四方槽向下拉伸12mm去除材料，生成最后实体如图2-18所示:图2-18 实体模型第三章 数控加工3.1设计思路3.2设计要求：已知如图3-1所示的零件，采用自动生成工件方法创建毛坯，并利用数控加工方法完成零件的加工要求。图3-1参照模型 3.3各工序所需刀具及参数汇总表1零件数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称零件图号序号编号刀具规格名称数量加工表面备注1T0120硬质合金端铣刀1粗铣表面2T0820硬质合金端铣刀1精加工表面3T026硬质合金端铣刀1粗铣体积块4T0312硬质合金端铣刀1粗铣外轮廓5T049.8j基本钻头1打孔6T0514基本钻头17T06 10铰刀1绞孔8T076硬质合金端铣刀1半精铣铣体积块编制审校批准日期共1 页第 1页表2加工内容NC序列类型刀具材料刀具类型刀具直径mm进给速度mm/min主轴转速r/min跨度mm步长深度mm粗铣底面体积块硬质合金钢端铣刀2010002000151精铣底面体积块硬质合金钢外圆角铣削刀2010002400100.5粗铣上表面体积块硬质合金钢端铣削61200400043粗铣周表面外轮廓硬质合金钢端削刀1212003000/2钻通孔9.8钻孔硬质合金钢基本钻头9.8200800/钻沉孔14钻孔硬质合金钢基本钻头14200800/铰孔10铰孔硬质合金钢基本钻头101001000/半精铣面三体积块硬质合金钢外圆角铣削刀61200300020.5参数选择原则：查表可得硬质合金铣刀对钢件的加工切削速度参考值是66150mm/min,根据公式n=1000v错误！未定义书签。/(3.14*d)可得主轴转数查表可得对钢件的每齿进给量错误！未定义书签。为0.080.2，根据公式 错误！未定义书签。=n*错误！未定义书签。*z，可得切削进给量3.4加工过程：步骤一：创建【制造】文件在数控加工以前，首先要完成以下工作：新建：点击菜单目录中的文件的下拉菜单新建,选择制造NC组件，并命名图3-2，不适用缺省模板图 3-3，单击确定进入新建文件选项对话框，选择mmns-mfg-nc，确定 图3-2 选取菜单 图 3-3 选取单位步骤二：装配模型和工件1.选择快捷菜单中的.装配参照模型.进入对话框，插入实体模型。设置为缺省。 图 3-4 装配模型2. 选择快捷菜单中的，自动生成工件，进入对话框，设置为省略，成毛坯件： 图 3-5 自动生成工件图 3-6 装配图形 步骤三：设置机床选择步骤操作，进入操作设置对话框（图71）：单击设置机床；创建新坐标系，选择该坐标系原点为机床零点；设置退刀曲面z为10。完成设置后出现（图72）所示工具栏。 图 3-8 菜单 图3-9操作设置对话框 图 3-10 NC序列铣削类型图3-11 【坐标系】对话框步骤四：体积块铣削-粗加工1. 端面铣削刀具及其参数的设定【刀具设定】单击快捷菜单中的体积块铣削框，选择刀具、参数、曲面、定义参数，单击完成，进入刀具设定：图3-12 菜单 图3-13 【刀具设定】对话框 2.参数设定 图 3-14 【参数树】对话框3. 选取曲面在【选取曲面】菜单中选择【完成、返回】选项，如图3-15所示。则系统返回到【NC序列菜单】如图3-16所示 图3-15 【曲面拾取】对话框 图3-16 选择窗口 4.演示道具路径在【NC序列】菜单中选择【演示轨迹】选项，在【演示路径】菜单中选择【屏幕演示】选项，依次选取的菜单如图所示 图3-17 【 播放路径】对话框图3-18 铣削路径步骤五：体积块铣削-精加工1.体积块铣削刀具及其参数的设定 流程如步骤四刀具类型及其参数如表1，表2所示 2.定义【铣削窗口】同上如图3-16所示3.演示刀具路径在【NC序列】菜单中选择【演示轨迹】选项，在【演示路径】菜单中选择【屏幕演示】选项，依次选取的菜单，结果如图3-19所示 图 3-19 刀具轨迹步骤六：重新设置机床零点流程如步骤三，最后得到坐标如图 3-20所示图 3-20设置机床零点坐标步骤七：体积块铣削设计流程同步骤四 ，刀具及其参数如表1，表2所示，窗口如图 3-21所示，刀具轨迹如图3-22所示 图 3-21 选取窗口 3-22刀具轨迹图 步骤八：轮廓铣削1.轮廓铣削刀具及其参数的设定【刀具设定】在快捷菜单中的轮廓铣削，进入对话框，选择刀具、参数、窗口，单击完成进入刀具设定对话框，新建刀具，确定进入编排序列参数“轮廓铣削”对话框，设置参数。 图 3-23 菜单 图 3-24 刀具设定 2.参数的设定 图 3-25 参数数设定3.选取曲面图 3-26 曲面选取 图3-27 曲面选取对话框4.演示刀具路径在【NC序列】菜单中选择【演示轨迹】选项，在【演示路径】菜单中选择【屏幕演示】选项，依次选取菜单，铣削轨迹如图2-28所示 图 3-28 铣削轨迹步骤九：孔加工9.8mm1.钻孔刀具的设定。【刀具设定】菜单中的.孔加工，进入对框，选择刀具、参数、窗口，单击完成进入刀具设定对话框，新建刀具，确定进入编排序列参数“孔加工”对话框，设置参数。图3-30 刀具设定2.参数的设定 图3-29 参数树设定3.创建轴集，选取轴线 图 3-30 选取孔轴线 图 3-31 创建孔集4.演示刀具路径在【NC序列】菜单中选择【演示轨迹】选项，在【演示路径】菜单中选择【屏幕演示】选项，依次选取的菜单，铣削轨迹如图3-32所示 图 3-32 铣削轨迹步骤十：钻埋头孔14mm及绞孔10mm钻孔，铰孔流程如步骤九，由于14mm，10mm同9.8mm是同轴孔，故孔集特征相同，如图图 3-32所示，刀具及其参数如表1，表2所示步骤十一：体积块半精加工端面 加工步骤同步骤一，创建窗口的过程如下：点击中的草绘，进入草绘界面，草绘如图 4-36所示的特征即可。 图 3-33 草绘特征 图 3-34 演示轨迹第四章 设计小结两周的综合课程设计接近了尾声，我通过自己的努力独立完成了这次课设的全部内容，使我受益匪浅。这次课程设计的任务是利用大型三维设计软件PRO/E进行实体建模和数控加工。在三维识图方面花了较多时间。我课设的任务在数控面主要做了两部分：是铣平面，二是钻孔，三是轨迹铣削，四是体积块铣削，通过查阅相关书籍和任继文老师的指导，把在该方面的问题得以解决，现在我对数控的操作流程更进一步的了解，并能在某些方面很好的掌握和灵活运用。这次课设让我对PRO/E大型三维造型软件有了一个认识，PRO/E是一个博大精深的软件，它涵盖众多领域。我觉的PRO/E作为三维造型软件，它的参数化设计是一个亮点，此特点给从事设计人员一个广阔的自由空间。在做该课程设计中，我遇到很多问题，体会到了自身的不足和知识的匮乏。但是PRO/E不是一朝一夕能学成的，它还有很多的优点，给人们的工作和学习带来很大的方便。短暂的课程设计只让我们对PRO/E软件一个感性的认识，而且有此软件涉及众多领域，我们应该选择和我们本身所学的专业相关的模块继续学下去，为将来找到好的工作而努力。24第五章CL数据的输出和NC代码的生成 右键点击模型树中每一个加工步骤，点击播放路径出现如图5-1所示界面，点击文件,选择另存为MCD，出现后处理器选项对话框，如图5-2所示选择详细、跟踪，点输出，出现图5-3保存副本，点确定，出现菜单管理器如图5-4所示，点击UNCX01.P20，完成NC序列代码的输出，打开保存的文件夹，找到tab文件，用记事本方式打开，如图5-5。 图5-1播放路径 图5-2后处理器 图5-3 保存副本 图5-4 数控系统选择图5-5 NC代码生成参考文献1.张武军，徐海军主编. Pro/ENGINEER4.0数控加工实例精解M. 北京：机械工业出版社，2008.2.矫津毅，岂兴明主编. Pro/ENGINEER4.0基础入门与范例精解M. 北京：机械工业出版社,2008.3.温建民，石玉祥等编著. Pro/ENGINEER3.0数控加工实例教程M. 北京：电子工业出版社，2007.4.徐峰，苏本杰主编. 数控加工使用手册M. 合肥：安徽科学技术出版社,2009.5.陈吉红，胡涛编著. 数控机床现代加工工艺M. 武汉：华中科技大学出版社，20096.常旭睿编著. 数控 铣削加工工艺及应用M. 北京：国防工业出版社，201