盘形零件的3D模型创建及数字化制造说明书

1、XXXX设计（XXX）任务书 课题名称盘形零件的3D模型创建及数字化制造 课题性质 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 导师职称 一选题的意义及背景通过盘形零件的3D模型创建与数字化制造，培养学生根据图纸制定正确的工艺方案的能力，包括零件图工艺分析、装夹方案、工艺路线的确定和刀具、切削工艺参数的合理选择；培养学生编写数控加工程序的能力，包括零件基点节点的计算，设定工件坐标系，编写加工程序。是学生对从毛坯到最终零件的工艺全过程有一全面了解，综合运用机械制图、机械制造工艺、数控加工与编程、CAD/CAM等专业知识，初步具备独立实施数控加工工艺的能力。二、毕业设计主要内容：1.用PRO/E软件完成典

2、型零件的三维数字化模型的创建。2.确定生产类型，对零件进行工艺分析。 3.切丁毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。 4.拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具和辅具）。5.确定工序尺寸及公差，各工序切削用量，画出工序简图。 6.按图样要求完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，编写加工程序。三.计划进度 第 1 周：查阅资料、按图样要求用PRO/E软件完成零件的三维造型，制定正确的工艺方案。 第 23周：查阅资料，选择合理的刀具和切削工艺参数，按图样要求完成零件节点、几点计算。 第 4 周：按图样要求设定工件坐标系，编写加工程序，完成零件的加工。 第 5 周：撰

3、写毕业设计说明书。第 6 周：答辩。四、毕业设计结束应提交的材料1.零件的三维PRT模型和二维drw模型。2.毕业设计说明书1份。指导教师 教研室主任 年 月 日 年 月 日摘 要盘形零件种类繁多，其尺寸精度、几何精度和互相位置精度以及各表面的加工质量有严格要求。目前典型零件主要应用在汽车、车床、拖拉机等，因此盘形零件的加工具有很重要的现实意义。本次毕业设计是主要对典型零件的加工工艺、夹具设计和自动编写程序进行分析。从毛坯到成品的加工过程，通过对零件的图形分析，材料分析，选好了加工毛坯尺寸和设备和设备，另外还对加工的工序，工艺进行分析，切削用量的选择等进行了具体的分析，切削用量的选择等进行了具

4、体的分析，制定了零件的加工工艺内容从而根据加工典型零件的全部工艺过程、工艺参数等使用适合铣床进行编程。基于本院现有的数控设备，完成这次设计我做了以下工做：1.零件图分析和数字化建模。本零件是对称图形，具有体积小，零件复杂的特点。根据零件图，合理的构思出加工顺序，并数字话建模，用PRO/E软件画出零件的立体图、工程图，并选择毛坯材料和尺寸。2.零件加工工艺分析。加工的零件是对称且含有孔的图形，应先加工平面后加工孔，平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，若加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工孔。还有典型零件的毛坯图、零件图和夹

5、具装配图的绘制；如何保证技术条件是加工过程最为重要的问题而夹具也起着至关重要的作用。根据刀具和零件的要求算出切削用量及加工时间定额，制定工艺卡片。3.零件的编程。使用手工编写程序，实现工艺卡片的要求先后分别进行粗精加工。手工编程仅要求我们熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。关键词：典型零件、加工工艺、编程、Pro/EAbstractThe machine parts, the size of precision, geometry, precision and location accuracy and the surface of the process qu

6、ality demands. the typical parts of the main applications in the car, lathes, or tractors, so typical of the parts of the processing of important actual significance. this graduation design is the main parts of a processing and fixture design and analysis. to write programs automatically.From roughc

7、ast to finish product of processes, parts of the analysis and graphical material analysis, has roughcast size and equipment and procedures for processing, analysis, cutting production volume of choice and make a concrete analysis of the usage of choice and cutting out specific analysis and formulati

8、on of the parts of the content and processing process is based on machining parts of a completely process and technological parameters used for programmatic milling machines.Finish the design made the following 1. typical parts of the analysis and digital modeling. this part is symmetric and has a s

9、mall volume, part of the complex features. according to the parts, and conceived the process modeling and figures, in order words, with pro e software components of the block diagram, engineering, and choose roughcast material and size.2. a processing and analysis component parts. the process of cou

10、rse, owing to a graphic than the machining of the accuracy of the processing of high precision, so the benchmark process for the first punch, and in the face to the benchmark process; there is typical of parts, components and roughcast the means to draw to ensure that the assembly drawing ；for proce

11、ssing process is the most important question, the jigs are also plays an important role. under the tools andparts of the quantity, amount to process the card.3. typical parts of the programming. use the pro e to write programs and processes for each card in a coarse finish machining. keywords：typica

12、l parts, the production process, programming and pro /e目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 盘形零件设计的意义11.2 盘形零件加工的工艺路线的拟定11.3 盘形零件设计完成的任务11.3.1 盘形零件图形分析与数字化建模11.3.2 盘形零件的加工工艺分析11.3.3 夹具的确定21.3.4 手工编写程序2第二章 盘形零件数字化建模32.1零件的建模的基本特征32.1.1 概念32.1.2 零件的设计步骤32.2 盘形零件图的创建32.2.1 盘形零件图32.2.2 盘形零件图创建的操作步骤5第三章 机械加工工艺规程1

13、43.1 盘形零件的工艺分析143.1.1 根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析143.1.2 盘形零件的工艺分析143.2 确定盘形零件毛坯种类和制造方法173.2.1 选择毛坯种类和制造方法173.2.2 确定盘型零件毛坯，绘制毛坯简图193.3 拟定工艺路线203.3.1 拟定工艺路线需要做的工作203.3.2 拟定盘型零件工艺路线223.4 盘形零件加工工序内容设计253.4.1 加工余量的确定253.4.2 切削用量选择263.4.3 估算时间定额303.5 填写机械加工工艺规程文件33第四章 盘形零件加工程序的编制384.1零件编程的方法的介绍384.2盘形零件的编程加工38

14、结 论50参考文献51致 谢527徐州工业职业技术学院第一章 绪论近年来，数控加工和数控设备的应用发展迅速，以组合为主的大量生产正在向数控设备为主的生产方式转变，产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加，社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，特别是对掌握数控加工技术的人才需求量最大。本次设计选择了多边形凸台零件的铣削加工。该零件属于平面类零件，是适合数控铣削的主要加工对象。从成本角度考虑，成本适中，适合数控铣削加工。1.1 盘形零件设计的意义现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业，我们在学完了机械制造技术等技术基础和专业课理论知识之后

15、的一个实践学习环节，其目的是巩固和加深理论内容，培养我们学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题能力。1.2 盘形零件加工的工艺路线的拟定工艺路线方案：加工完成该工件需要完成5个步骤，如下：1.加工中间部分边长为120mm的正方形轮廓时，使用50mm的铣刀，4次装夹工件，装夹时加工面朝上，依次将四面铣削完成。2. 铣削下表面拔槽形状的曲线轮廓和上边面的圆形轮廓时，使用50mm的铣刀进行粗加工，留单边余量0.1mm，在进行精加工到尺寸。3.加工下表面拔槽曲线轮廓的R3mm倒圆角，采用球头铣刀铣削，逐层拟合成弧形轮廓。4.工件上表面有一个封闭的环形槽，同时还有5个封闭的曲线槽，其轮廓尺寸与封

16、闭槽是重合的，加工时考虑到尺寸的一致性，应使用同一把刀进行精加工，采用螺旋插补的入刀方式。5.加工孔系，先用11的钻头钻出通孔，再用相应的刀具加工出M36X1.5-7H的螺纹孔、36的沉孔及16的预孔。1.3 盘形零件设计完成的任务1.3.1 盘形零件图形分析与数字化建模分析零件图选择毛坯尺寸，对零件加工尺寸、表面粗糙度等技术要求综合分析，得出零件的加工过程，最后选择合适的机床。根据零件图，用PRO/E生成三维模型和其工程图。PRO/E作为数控行业适用最广的数字化制图软件。它不仅三维建模功能强大，而且整个软件功能齐全，仿真走刀路线加工很形象，再加上对PRO/E数字化建模的熟悉，所以选择PRO/

17、E这个软件生成零件的立体图。最后使用手工编程方法来编制零件加工程序。1.3.2 盘形零件的加工工艺分析毛坯选择45号钢调质处理180200HBW。毛坯的形状与零件图形基本相同，根据需要加工的内轮廓给出加工条件，查阅相关资料，计算出加工零件是所需要的切削速度，主轴转速及背吃刀量，选择所需的刀具（精加工和粗加工选择不同的刀具加工），并制定加工的工艺卡片。1.3.3 夹具的确定我们所设计加工的零件是规则的四边形铣床加工零件，所以要完成该零件的加工只需平口虎钳装夹工件，只要找正方法正确，用平口虎钳装夹就可以达到垂直度和平行度的要求。1.3.4 手工编写程序手工编程从工艺分析、数值计算、到数控程序的校验

18、、试切、修改均由人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。第二章 盘形零件数字化建模2.1零件的建模的基本特征2.1.1 概念基础特征是指由二维截面草图经过拉伸、旋转、扫描和混合等方式形成的一类实体特征。因为截面是以草图的方式回执，故也成为草绘特征。基础特征是Pro/E在零件建模过程中最主要的特征，按基础特征形成的方法分类，课大致可分为拉伸特征、旋转特征、扫描特征和混合特征四大类。在零件的建模过程中，可以使用“加材料”或者“切除材料”的方法建立基础特征。2.1.2 零件的设计步骤（1）启动PEO/E，进入零件设计的(PART)模式。如下图

19、2.1所示 图2.1 建立新的零件造型（2）生成第一个基础特征，即基础特征（3）添加修改特征，完善设计（4）满意后存盘退出，否则返回上一步继续操作在下面设计的典型零件比较为简单，由截面轮廓草图主要经过拉伸而成，所以选择拉伸特征进行三维模型的创建。2.2 盘形零件图的创建2.2.1 盘形零件图 盘形零件图为下图2.2所示图2.2 零件图2.2.2 盘形零件图创建的操作步骤1. 创建工件中间部分的正方形轮廓（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图所示的【拉伸工具】操作板。图2.3【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截

20、面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择TOP面草绘平面，RIGHT朝右。绘制如2.4所示 图2.4 正方形轮廓二维截面草图（3）点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值23，如下图2.5所示。图2.5 正方形轮廓所得立体（4）点击按钮完成创建2. 创建上表面轮盘形状表面特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图所示的【拉伸工具】操作板。 图2.6【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择正方形轮廓上表面草绘平面，RIGHT朝右。绘制如图2.7所示。 图

21、2.7正方形轮廓二维截面草绘（3）点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值10，如下图2.8所示。 图2.8拉伸轮盘所得立体（4）点击 按钮完成创建3.创建封闭环形槽特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图所示的【拉伸工具】操作板。 图2.9【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择圆形轮盘上表面草绘平面，RIGHT朝右，如图所示图2.10 环形槽二维草绘图（3）点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值2，并点击去除材料按钮。如下图2.11所示。图

22、2.11拉伸环形槽所得立体(4)点击按钮完成创建，其中加亮部分材料就会被去除，即得到深度为2mm封闭的环形槽。4. 创建5个封闭曲线槽特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图所示的【拉伸工具】操作板。 图2.12【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择封闭槽底面为草绘平面，RIGHT朝右，如图2.13所示：图2.13曲线槽二维草绘图（3）在完成二维草绘之后，点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值2，并点击去除材料按钮。得到如下图2.14所示的模型。图2.

23、14曲线槽拉伸后所得立体（4）当完成一个特征创建之后，要对该特征进行阵列。单击【基础特征】工具栏中的【阵列】按钮菜单项，即，PRO/E将弹出下图所示的【阵列】操作板。图2.15【阵列工具】操作板并得到如图2.16所示模型。图2.16曲线槽阵列后的位置（5）点击按钮完成创建。即阵列完成，得到5个封闭的曲线槽。5.创建下表面拔槽形状的曲线轮廓特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图所示的【拉伸工具】操作板。图2.17【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择正方形底面为草

24、绘平面，RIGHT朝右，草绘如图所示：图2.18拔槽轮廓二维截面草绘（3）点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值10，如下图2.19所示。图2.19拉伸拔槽所得立体（4）点击按钮完成创建。即完成拔槽轮廓的拉伸。6. 创建直径36，深度为5的沉孔的特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图2.20所示的【拉伸工具】操作板。图2.20【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择拔槽性状轮廓上表面为草绘平面，RIGHT朝右，草绘如图2.21所示，标注直径36的圆为二

25、维截面草图。图2.21沉孔二维截面草绘（3）点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值5，并按去除材料按钮。如下图2.22加亮部分所示。图2.22拉伸沉孔所得立体（4）点击按钮完成创建。7. 创建直径16预孔的特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图2.23所示的【拉伸工具】操作板。图2.23【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择沉孔底面为草绘平面，RIGHT朝右，如图2.24所示：其中标注直径16加亮部分为二维截面草图。图2.24预孔二维草绘截面（3）点

26、击 按钮创建造型特征，按去除材料按钮。如下图2.26所示。并打开【选项】上的滑面板设置为两侧穿透，如图2.25所示图2.25 去除材料选项图2.26拉伸预孔所得立体（4）点击按钮完成创建。即得到直径16的预孔的特征。8. 创建螺纹底孔及螺纹特征（1）单击【基础特征】工具栏中的【拉伸工具】按钮或【插入】菜单下的【拉伸】菜单项，PRO/E将弹出下图2.27所示的【拉伸工具】操作板。图2.27【拉伸工具】操作板（2）打开【放置】上的滑面板选择已有的截面作为拉伸特征的截面或者单击其中的【定义】选择轮盘上表面为草绘平面，RIGHT朝右，草绘如图2.28所示，标注直径34.5的圆为二维截面草图。 图2.2

27、8螺纹底孔二维草绘截面（3）在完成二维草绘之后，点击 按钮创建造型特征，选择【选项】按钮输入拉伸值20，并点击去除材料按钮。得到如下图2.29所示的模型。图2.29螺纹底孔拉伸所得立体（4）点击按钮完成创建。即得到直径34.5的螺纹孔的特征。（5）创建螺纹特征。选着【插入】按钮的【修饰】菜单下的【螺纹】菜单项就可得到如下图2.30所示的窗口。图2.30【螺纹修饰】操作板并根据该窗口所给的提示完成螺纹修饰条件。如下图2.31所示，加亮部分为修饰螺纹。图2.31螺纹修饰图通过以上基准特征，将该零件图建模创建完整第三章 机械加工工艺规程3.1 盘形零件的工艺分析零件图、装配图、每日班次和生产条件是本

28、次设计的主要原始资料，根据这些原始资料确定了生产类型和组织形式之后，即可开始拟定工艺规程。3.1.1 根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析设计工艺规程时，首先应分析零件圈和该零件所在部件或总成的装配图。了解该零件在部件或总成的装配图中的位置和功能以及部件会总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要加工表面，分析去主要技术关键和应相应采取的工艺措施，形成工艺规程设计的总体构思。（1）对零件的技术要求分析，应包括以下内容。掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况。了解该零件的主要工艺特点，构想有针对性工艺方案。分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加上表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表

29、面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，哪些表面是难加工表面，以便在选择加工方法以及拟定工艺路线时重点考虑。（2）对零件图和装配图今次那个工艺审核审查图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确，应统一、完整。对零件设计的结构工艺性进行评价，看是否有利于机械加工、装配、热处理及毛坯制造等。入发现有不合理之处应及时提出，并同有关设计人员商讨图样修改方案，报主管领导审批。（3）由产品的年生产纲领研究确定零件生产类型有不同德生产类型有着完全不同的工艺特征，根据计算求得的零件的年生产纲领，查表确定零件生产类型，在制定工艺规程时应充分考虑其工艺特征。3.1.2 盘形零件的工艺分析每一个

30、工件的加工方案，都是根据工件的类型、具体的加工内容以及给定的加工约束条件进行综合分析后确立的，在清楚加工内容后，结合机床类型和夹具类型，制定工艺路线，确定每一序所使用的刀具。 1.图样分析该工件的类型为盘形零件，主要由平面、曲线轮廓、槽型、孔系组成，按照工件外形特点，该工件主要加工内容可分为上、中、下三个部分。（1） 工件上表面的加工内容 上表面为轮盘形状轮廓，其中包括四项加工内容： 1）圆形外轮廓，高度，轮廓尺寸。2）封闭的环形槽,外轮廓，内轮廓，深。3）5个封闭的曲线槽，槽底距上表面，要控制的尺寸有、及。4）螺纹孔,底孔深，螺孔深。（2）工件中间部分的加工内容 正方形，高度，四边的相互垂直

31、度和平行度公差为，平面度公差为，表面粗糙度为。（3）工件下表面的加工内容 下表面为拔槽形状的曲线轮廓，高度，其中包括五项加工内容：1）铣削拔槽形状的曲线轮廓，控制尺寸，表面粗糙度。2）4个键槽，控制尺寸，。3）拔槽形状的曲线轮廓的圆角，表面粗糙度。4）沉孔，深5mm，5）的预孔，表面粗糙度为，要求对基准D的垂直度公差为，对的同轴度公差为。2.加工方案分析：（1）工件中间部分为边长的正方形轮廓，可以有两种加工方法，一种是使用铣刀，4次装夹工件，装夹时加工面朝上。该方法的特点为装夹次数多，但可以利用的铣刀提高铣削效率。另一种方法是使用铣刀加工，1次装夹工件，使用铣刀的侧刃进行轮廓加工，特点是装夹次数少，但铣削效率低。若找正技术熟练，第一种方法较好，在上下表面的加工前使用铣刀，铣削工件正方形轮廓至尺寸。（2）铣削下表面的拔槽形状的曲线轮廓和上表面的圆形轮廓时，应使用铣刀先进行粗加工，以便短时间内去除余量，留单边余量0.1，再进行精加工到尺寸。如图3.1所示是使用铣刀铣削拔槽外轮廓曲线的刀具轨迹。如果使用铣刀轨迹，刀具轨迹见图3.2所示，由于刀具半