机械CADCAM斜齿轮课程设计

1、精品 料推荐目录1课程设计任务书 .22第一章建模分析 .43 第二章数控加工 .144第三章数控加工仿真 .175第四章 cl 数据的输出和 nc 代码的生成 .306第五章设计总结 .327 第六章参考书目 .321精品 料推荐机械 cad/cam 任务书一、设计题目：齿轮零件的 cad/cam设计二、设计目的cad/cam课程设计是开设机械cad/cam 课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习 cad/cam 技术的基本原理、基本方法的基础上，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：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

2、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 ，训练和提高 cad/cam 的基础技能。三、设计任务本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务：1、熟悉并掌握大型机械 cad/cam 软件 pro/engineer 的草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型，最终完成零件的造型设计。3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。如刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检

3、查设计结果是否正确合理。4、编写课程设计说明书。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（b5 纸， 1 万字左右）。正文：宋体五号，单倍行距；页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“cad/cam课程设计说明书”字样；页脚：右下脚页码。3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容）4、严禁抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。五、设计内容及时间分配2精品 料推荐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 熟悉 pro/eng

4、ineer wildfire 3.0，并进行零件的三维造型。3 进行零件的数控加工。（ 4天）4 进行零件的数控加工。（ 3天）5 编写课程设计说明书。（ 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 wildfire 3.0的基础训练教程、 pro/engineer wildfire 3.0的零件设计教程、pro/engineer wildfire 3.0的数控加工教程等等。七、成绩评定采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。主要考察：课程设计的科学性和条理性：设计过程的态度和出勤率；软件的熟悉程

5、度；设计结果的正确合理性；答辩情况。学生签名 :日期 :评阅意见：_教师签名：3精品 料推荐日期 ：第一章建模分析在菜单栏选取【文件】下拉菜单，选取【新建】选项，系统将弹出如图 1-1 所示的【新增】对话框，选中其中的【零件】单选按钮，在【名字】编辑框中输入“zwp”。单击对话框下部的按钮，进入三维实体建模图 1-1 【新增】对话框图 1-2 【文件选项】对话框1.1 设定齿轮各项参数 进入菜单栏中工具参数，然后添加并设定下列参数(可随意命名 ,只要自己知道各项参数名所代表含义)如图 1-3m=2(代表模数 ) =42 (代表齿数 )alpha=20(代表压力角 )beta=30.67 （右）

6、(代表齿轮螺旋角) =15.5（代表齿轮宽度）ax（代表齿顶系数）hfx=0.25 （代表齿根系数）图 1-3齿轮参数表4精品 料推荐1.2 绘制四个圆草绘曲线 , 分别绘制四个圆，分别代表齿顶圆，分度圆，齿根圆，基圆，并添加关系式控制（front 面上）齿顶圆直径 d a =100.03基圆 89.93969齿根圆 91.04分度圆 97.66085图 1-4绘制的四个圆1.3 绘制渐开线 点选绘制曲线的图标，然后选从方程，再选笛卡尔坐标系，然后再选第三步建立的坐标系然后定义方程：db=89.93969ang=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin

7、(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=05精品 料推荐图 1-5渐开线方程图 1-6 方程对话框（ 1）依次在主菜单上单击“插入”“模型基准”“曲线”，或者在工具栏上单击按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图1-7（2 ）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”“完成”，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如图1-8图 1-7 曲线选项”菜单图 1-8 坐标系设置（ 3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，（ 4 ）在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔” ，系统弹出一个记事本窗口；（5 ）在弹出的记事本窗口中输入

8、曲线的方程，如下：db=89.93969ang=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)6精品 料推荐y=yc-s*cos(ang)z=0（6 ）保存数据，退出记事本，完成后的曲线如图所示；图 1-9 渐开线图1.4 镜像渐开线4.1 创建基准轴基准点基准面如图单击基准平面工具，按住ctrl 连续选择dtm1 和轴线 a-1 ，然后输入旋转角 度 （ 3 6 0 / （ 4 * 4 2 ） = 2. 1 4 3 ， 单 击 确 定 完 成d t m 2的 创 建图 1-10 基准点基准面基准轴图 1-11镜像图以

9、 dtm2 为对称平面镜像渐开线如图 1-111.5 创建齿根圆。图 1-12齿根圆图 1-13第一个齿轮廓7精品 料推荐1.6 创建第一个齿复制旋转（ 2*arcsin （b*tg （ beta） /d） 10.8018 截面，在创建分度圆面画投影线。扫描混合生成第一个齿如图1-15图 1-14 旋转的截面图 1-15 扫描混合第一个齿1.7 阵列生成其他齿点击阵列按钮，然后选择混合生成的第一个齿如图1-15，选择中心轴为阵列中心，数量为 42 个，角度间隔为 360/42=8.87 具体参数如图 1-16，然后生成的齿轮如图 1-18图 1-16 阵列设置选项图 1-17 阵列效果图 1-

10、18 阵列生成的其他齿8精品 料推荐1.8 拉伸一侧的 42h2 的圆柱点击拉伸按钮，在齿轮截面上草灰拉伸截面如图1-19，拉伸参数如图1-20拉伸后效果如图1-21.图 1-19 草汇截面参数图 1-20拉伸效果图 1-21 拉伸参数1.9 拉伸另一侧的 42h9.5 的圆柱点击按钮，选择齿轮另一个端面为草绘平面草绘截面截面如图1-22，拉伸参数如图1-24 ，拉伸效果如图1-23图 1-22草绘截面图 1-23 拉伸结果图9精品 料推荐图 1-24 拉伸参数设置1.10 拉伸 30h27 的圆柱点击按钮，选择 42 圆柱端面为草绘平面草绘截面截面如图1-25，拉伸参数如图1-26，拉伸效果

11、如图1-27图 1-25 草绘截面图 1-26拉伸结果图图 1-27 拉伸选项设置1.11 倒 r6 圆角10精品 料推荐点击倒圆角工具，选择要倒的边如图1-28，设置倒角半径为6 如图 1-29，倒角效果如图 1-30.图 1-28 倒角边的选取图 1-29 倒角参数设置图 1-30倒角结果1.12 倒 r4 的圆角点击倒圆角工具，选择要倒的边如图1-31，设置倒角半径为4 如图1-32，倒角效果如图1-33.图 1-31 倒角边选取图 1-32 倒角参数设置11精品 料推荐图 1-33 倒角效果1.13 倒角 0.5x45点击倒角工具，设置好倒角参数如图1-34 ，选择要倒角的边如图1-3

12、5，最后点确定，倒出结果如图1-36.图 1-34 倒角参数图 1-35 选择倒角边图 1-36 倒角效果（箭头所指）1.14 挖凹槽点击旋转按钮，弹出对话框如图1-37 ，选择 right 面作为草绘面， 草汇截面如图1-38，参数设置如图1-37，点击，生成效果如图1-39 和12精品 料推荐图 1-40.图 1-37 旋转对话框和参数设置图 1-38 草绘截面图图 1-39 旋转效果正面图 1-40 旋转结果反面第二章数控加工13精品 料推荐2.1 机床选择由于为齿轮，而且齿轮厚度最大处为 27mm，太薄，不利于车床装夹，而且加工精度比较高，并且都是表面铣削和孔的制造，加工表面比较多，所

13、以我们选择数控铣床，可以减少装夹次数。孔用钻孔加工解决。2.2 零件的工艺分析（ 1）平面加工：两个端面的粗糙度要求为 ra=1.6，故为精加工，故为粗铣- 半精铣 - 精铣（2）孔的加工：一个30 00.008028 的孔，粗糙度要求为ra=0.8。（ 3）凹槽加工：粗糙度要求 ra=25（ 4）曲面加工： r4 和 r6 的曲面，粗糙度 ra=252.3 刀具的选择及材料表 2-1 刀具及其材料表序号编号刀具规格名称数量加工表面备注1t000110 硬质合金立铣1铣出基本轮廓刀2t000216 硬质合金立铣1粗铣端面刀3t000320 硬质合金立铣1半精铣端面刀4t000425 硬质合金立

14、铣1精铣端面刀5t000525r3 高速钢铣刀1铣凹槽6t00064 球铣刀1铣 r4 的曲面7t000715 基本钻头1钻孔8t000828 基本钻头1钻孔9t000930 铰刀1饺孔10t001010 高速钢端铣刀1铣另一侧的轮廓11t0011 6r2 硬质合金立1铣另一侧凹槽铣刀12t00126r2 外圆角铣刀1铣 r4 曲面14精品 料推荐13t001325 端铣刀1铣端面2.4 制订工艺路线根据上述原始资料及加工工艺 ,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下 :毛坯上下端面留余量 2mm。铣削端面时候分三步，粗铣留余量 1mm ，半精铣留余量 0.5，精铣完成加工。

15、而且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。粗铣时候刀直径小一些减少切削扭矩，精铣刀直径大一些，最好包容待加工表面的整个宽度（1）凹槽加工因为没什么要求，故一次加工完成。高速钢立铣刀多用于加工凹槽和凸台。所以用高速钢立铣刀加工凹槽（ 2）孔加工：加工 it7 级的孔，一般孔径小于 12 时候采用钻，粗饺，精铰。当孔径为 12-60mm时候为钻，扩，粗饺，精铰。（ 3）当工件表面粗糙度要求为ra12.5-25 时候，如果加工余量小于 5mm粗铣一次加工就可以完成要求；但在加工余量特别大而且机床刚性不足时候可分多次进给加工。2.5 工序卡表 2-2工序参数表工工进给速背吃步刀具规主轴转备步刀具

16、号格 mm速 r/min度刀量内mm/min注号容mm1铣外轮t00011025001800自1廓动2粗铣端t000216100060自0.5面动3半精铣t0003207501000自0.5端面动4精铣端t0004257009000.3面自5铣凹槽t000525r310004000.5动15精品 料推荐6铣曲面t0006410001000自动7钻孔t0007151200350自动8钻孔t0008281200350自动9饺孔t0009301200350自动10t00101015001000自铣轮廓0.5动自11铣凹槽t0011 6r210004000.5动12t0012 6r21500900自铣

17、曲面0.5动13铣端面t0013259007000.5第三章数控加工仿真3.1：新建制造文件在制造模型中以默认方式装配参照原件。16精品 料推荐图 3-1新建对话框图 3-2 装配选项图 3-3缺省装配图 3-4装配效果图3.2 新建工件毛坯上下表面留下余量查参考文献1p43 ，上下端面2.0 的余量制造模型 - 新建工件 - 加材料 - 草汇截面 - 拉伸生成毛坯如图3-5 和图3-6图 3-5 创建工件图 3-6 草汇截面图 3-7 拉伸参数图 3-8 拉伸效果17精品 料推荐3.3：设置车床参数点击制造设置如图3-9，然后弹出设置对话框如图3-10，选择铣床如图 3-11。设置加工零点如

18、图3-13。再设置退刀平面为z 轴上面 30mm 如图3-12.图 3-9 制造设置图 3-10 制造设置对话框图 3-11 选择铣床图 3-12 退刀平面18精品 料推荐图 3-13加工零点选择3.4 粗加工基本外轮廓（1）新建 nc 序列 -体积块如图3-14。再设置体积块的参数如图3-15。图 3-14 体积块序列图 3-15 体积块序列选项（2）为直径10 的端铣刀如图3-16，设置加工参数如图3-17图 3-16 刀具设置图 3-17序列参数（3）新建体积块：点击新建体积块，选择旋转生成体积块19精品 料推荐图 318 截面参数图 3-19旋转生成的体积块（4）屏幕演示结果如图3-2

19、0 和 nc 检测结果如图3-21图 3-20屏幕演示结果图 3-21nc 检测结果3.5 加工一侧端面由端面粗糙度1.6 的要求知道要对该面进行粗铣（留余量1） - 半精铣（余量 0.5） -精铣（余量0）a 粗铣（ 1）新建表面铣削序列20精品 料推荐图 3-22平面铣削参数设置（2）新建一直径为16 的刀具如图3-23，加工参数如图3-24图 3-23刀具设置图 3-24 加工参数（3）选择端面如图3.25图 3.25 选择加工平面（ 4）完成序列设置，轨迹演示 .屏幕演示如图 3-27，nc 检测如图 3-26图 3-26nc 检测结果21精品 料推荐图 3-27屏幕演示结果b 半精铣

20、设置刀具如图 3-28，切削参数如图 3-29 ，屏幕演示结果如图 3-30，nc 检测结果如图 3-31。图 3-28 刀具设置图 3-29工序参数图 3-30 屏幕演示结果22精品 料推荐图 3-31 nc 加工结果c 精铣设置刀具如图 3-32，切削参数如图 3-33 ，屏幕演示结果如图 3-34，nc 检测结果如图 3-35。图 3-32 刀具设置图 3-33 序列参数图 3-34 屏幕演示结果23精品 料推荐图 3-35 nc 检测结果3.6 加工一侧凹槽（1）新建序列凹槽加工如图3-36，完成序列选项如图3-37图 3-36腔槽序列设置图 3-37序列选项（2）设置刀具如图3-38

21、 和参数如图3-39图 3-38 刀具设置图 3-39 序列参数（3）演示结果屏幕演示结果如图3-40，nc 检测结果如图3-4124精品 料推荐图 3-40 屏幕演示结果图 3-41 nc 检测结果3.7 加工 r6 的曲面（ 1） 新建序列曲面铣削如图 3-42，选择刀具， 参数，定义切割如图 3-43，设置好刀具图 3-44 和序列参数如图 3-45，最后得到 nc 结果如图 3-46.屏幕演示结果如图3-47图 3-42 新建序列图 3-43序列选项25精品 料推荐图 3-44 刀具设置图 3-45序列参数图 3-46 nc 模拟结果图 3-47屏幕演示结果3.8 孔的加工易知这个孔需

22、三步加工，钻，扩，铰（1）钻孔 15 新建序列如图 3-48，序列参数如图 3-49，刀具设置如图 3-50， nc 检测结果如图 3-51图 3-48新建序列图 3-49 序列参数26精品 料推荐图 3-49 刀具设置图 3-50nc 检测结果（ 2）扩孔 28，刀具设置如图 3-51，序列参数如图 3-52，孔选取对话框如图 3-53， nc 检测结果如图 3-54图 3-51 刀具设置图 3-52 序列参数图 3-53 孔选取对话框图 3-54 nc 检测结果27精品 料推荐（3）饺孔 新建较孔序列如图 3-55，刀具设置如图 3-56，工序参数如图 3-57， nc 结果如图 3-58

23、图 3-55 新建较孔序列图 3-56 刀具设置图 3-57工序参数图 3-58 nc 检测结果3.9 加工另一侧的轮廓（1）新建一体积块加工序列以体积块方式除掉材料图 3-59 刀具设置图 3-60 序列参数28精品 料推荐图 3-61屏幕演示结果图 3-62 nc 检测结果3.10 凹槽加工参数设置同步骤3.6图 2-63 nc 检测结果3.11 r4 的曲面加工和另一个端面的加工。参数设置同步骤3.7 和步骤 3.5，最后结果如图3-6429精品 料推荐图 3-64 nc 加工结果第四章 cl 数据的输出和nc 代码的生成单击菜单管理器中的【制造】| 【输出】 | 【 nc 序列】选项，

24、在“nc序列列表”菜单下选择容器铣削序列, 在【轨迹】菜单下选择【文件】选项，在【输出类型】菜单下选择下选中“mcd文件”和“计算cl”选项，单击“完成”选项，弹出“保存副本” 对话框。输入 cl 文件的名称为seq0004 ，单击“确定”按钮，弹出“后置期处理选项”，完成后，单击“完成”，弹出“后处理列表”菜单，经过刀具计算生成刀位文件，将其转换为nc 代码文件，此过程成为后处理。单击“关闭”窗口，在单击【done output 】| 【完成 / 返回】选项。图 4-1 输出文件设置图 4-2 序列选择图 4-3 完成输出打开工作目录，选择 seq0004.tap 文件，用记事本打开，便可看

25、到生成的 nc 代码文件，部分代码如下所示30精品 料推荐g 代码%z30.x32.284g71g00y-20.5x25.859y20.5o0004z1.4x-25.859(e:ncjiagongseq0004.g01z-.9z30.ncl.1)x25.859g00y-20.5(07/08/10-12:14:22)x32.284y-6.833z.5n0010t4m06x-32.284g01z-1.8s700m03y6.833x25.859g00x-25.859y-20.5x32.284x32.284y-6.833g43z30.h04x25.859y20.5x-32.284z2.x-25.859

26、y6.833g01z-.3f900.z30.x32.284x25.859g00y-20.5x25.859y20.5x32.284y-6.833z1.1x-25.859x-32.284g01z-1.2z30.y6.833x25.859g00y-20.5x32.284x32.284y-6.833z.2x25.859y20.5x-32.284g01z-2.x-25.859y6.833x25.859z30.x32.284x32.284y-6.833g00y-20.5x25.859y20.5x-32.284z1.7x-25.859y6.833g01z-.6z30.x32.284x25.859g00y-20.5x25.859y20.5x32.284y-6.833z.8x-