机械设计课程设计CA6140卧式车床法兰盘课程设计.doc

设计思路这次课程设计是通过PRO/E5.0软件实现的。PRO/E5.0是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广；它是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，设计人员可以采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。本次综合课设我的设计题目CA6140车床法兰盘，创建思路是通过旋转工具创建零件，然后利用拉伸，倒角，倒圆角等创建其余特征,最终完成实体建模，并完成加工，攥写加工工序，刀具的选择等。一、零件的分析1、零件的作用CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。2、零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以20mm的孔为中心 ,包括：mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为mm的圆柱面,90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个9mm的透孔， mm的外圆柱面及上面的6mm，4mm的孔, 90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。3、制定工艺路线工序 1 粗车100端面及外圆柱面工序 2 粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面及外圆柱面工序 3 钻、粗绞20的孔 工序 4 半精车100的端面及外圆柱面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车20孔的左端倒角工序 5 半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的右端面，车3×2退刀槽，车45圆柱面两端的倒角，车20 内孔的右端倒角工序 6 精车45的外圆，精车90的右端面及外圆柱面工序 7 精车100的端面及外圆柱面工序 8 成形车刀粗、半精、精车B面工序 9 粗铣90圆柱面上的两个平面工序 10 半精铣90圆柱面上离中心线34mm的平面工序 11 半精铣90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 12 精铣90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 13 精磨90圆柱面上离中心线24mm的平面工序 14 磨45外圆柱面工序 15 钻4×9透孔 工序 16 钻4孔，铰6孔工序 17 抛光B面工序 18 去毛刺工序 19 刻线、刻字工序 20 镀铬工序 21 检验入库4、工序尺寸及毛坯尺寸下：1. mm外圆表面毛坯：5 粗车外圆：3 半精车外圆：1.4 精车外圆：0.4 精磨外圆0.22. 外圆表面mm毛坯：6 粗车外圆：4 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.5 3B面毛坯：4 粗车外圆：2 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.54、B面中两个端面：毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.25孔20mm毛坯：20 钻孔：18 扩孔：1.7 铰孔：0.2 精铰：0.16.mm外圆毛坯：6 粗车外圆：4 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.57. mm左端面毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.28、mm右端面毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.29、mm圆柱面上离mm孔中心线34mm的平面毛坯：11 粗铣：10.3 半精铣：0.710、mm圆柱面上离mm孔中心线24mm的平面毛坯：21 粗铣：20.1 半精铣：0.7 精铣0.15 精磨：0.05二、零件的创建过程：由于零件是回转体零件，所以可以采用旋转来创建，创建如下图2-1所示的草绘：图2-1草绘图样然后单击旋转按钮，做如下图2-2的设置：图2-2旋转设置菜单单击打勾，完成旋转创建。创建后的模型如下图2-3：图2-3零件旋转后模型之后对零件进行倒角，如下图所示，单击倒角按钮，选中零件要倒角的两条边，进行倒角，倒角后如下图2-4所示：图2-4 倒角后模型参数设置如下图2-5：图2-5 倒角设置下一步骤为对零件进行倒圆角，参数设置如下图2-6：图2-6倒圆角参数设置倒角后如下图2-7所示：图2-7倒圆角后模型接下来对零件进行钻孔，采用拉伸来进行创建草绘如下图样2-8：图2-8拉伸草绘图样选择拉伸操作，设置如下图2-9：图2-9拉伸设置单击勾，完成创建。还是采用拉伸，创建零件的中心孔，草绘如下图2-10：图2-10拉伸设置设置如下2-11：图2-11拉伸设置单击勾完成。之后，采用拉伸来进行创建，草绘如下2-12：图2-12拉伸草绘图样采用拉伸，设置如下图2-13：图2-13拉伸设置单击勾完成设置。下一步为侧壁孔的创建；创建如下图2-14所示的两个平面DTM1和DTM2图2-14 创建出的两个基准面之后创建一条基准轴线，如图2-15所示：图2-15 创建出的基准轴选择拉伸一个直径4毫米的孔，之后拉升一个指定深度的6毫米的孔，设置分别如下图2-16和2-17：图2-16 拉伸设置图2-17拉伸设置注：草绘平面DTM1平面。最后进行零件上下端面孔的倒角，设置与上面倒角相同，此处省略。至此零件的创建全过程均完成。三、零件的加工过程粗车100端面及外圆柱面进行如下的创建，如图3-1,3-2所示图3-1新建菜单图3-2新文件选项然后装配参照模型，把刚建好的零件装配进去，作为参照模型，再放置里选择缺省模式。装配好参照模型后，进行工件的创建，装配参照模型设置如下图3-3所示图3-3装配设置选择手动创建工件，之后根据确定的各部分的加工余量，选择旋转创建工件，创建好后的工件如下图3-4所示：图3-4 工件模型由于零件是回转体零件，所以采用车削，可以大大提高加工效率，根据工艺路线，先车该零件的大端面及圆柱面，过程如下：由于工件是回转的，在工件表面的回转中心点创建一个坐标系ACS0，作为加工的零点，其中，Z轴应为轴线方向。创建完坐标系后，设置如下图3-5图3-5 机床及夹具设置创建一个车床，设置机床，夹具，机床零点等，完成后单击车削轮廓按钮，草绘车削轨迹，如下图3-6所示： 图3-6车削轨迹 图3-7 车削设置选项单击完成退出草绘平面，之后点击勾完成车削轮廓绘制。单击轮廓车削按钮，进行系列等设置如图3-7：设置参数为下图，刀具设置为下图3-8：图3-8刀具设置加工参数设置如下图3-9所示：图3-9车削参数设置车床车削，主要需要设定切削进给、允许毛坯、允许Z坯件、主轴转数、刀具定向等。设置完成后单击“确定”完成。刀具路径的设置如下图，单击“插入”选取草绘的刀具轨迹，如下图3-10所示图3-10车削轨迹选取单击“确定”完成。之后即可进行屏幕演示，看加工过程是否正确，如果正确，则单击完成系列，完成车削过程的创建。如下图3-11所示下一工步为车削大圆圆柱面，草绘轨迹如图3-12 图3-11菜单管理器图 图3-12车圆柱面车削轨迹其余参数设置与车端面设置一样。粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面及外圆柱面车削轨迹及参数设置分别如下图3-13,3-14及3-15，3-16 图3-13车端面轨迹 图3-14 车圆柱面轨迹车削参数设置如下，刀具同上一工序不变 图3-15车端面参数设置 图3-16车圆柱面参数设置粗车90的端面及外圆柱面的车削轨迹如下图3-17,3-18图3-17 图3-18 参数设置如下图3-19及3-20 图3-19 车90端面 图3-20 车90端面由于这些表面都需要粗车、半精车、精车，但是它们的车削轨迹都是同上不变的，只是参数设置不同，以上各端面或圆柱半精车参数如下图所示3-213-28所示：图3-21半精车刀具参数 图3-22半精车100端面参数设置 图3-23 半精车100圆柱面面参数设置 图3-24半精车45端面参数 图3-25半精车45圆柱面参数图3-26 精车100端面及圆柱面参数 图3-27精车45圆柱面 图3-28精车45端面车零件的B面，起车削轨迹如下图3-29及3-30所示 图3-29车B面轨迹一 图3-30车B面轨迹二刀具及参数设置如下 图3-31 车B面刀具设置 图3-32粗车B面参数设置半精车及精车B面参数设置 图3-33半精车B面参数 图3-34精车B面参数钻、扩、粗铰、精铰20的孔由于钻的是中心孔，所以在车床上即可以实现加工，其需要设置的选项如下下图3-35所示： 图3-35系列设置 图3-36钻孔刀具设置钻孔刀具设置如图3-36所示坐标系选取位于45端面中心的ASC1,其孔选择要加工孔的轴线，如下图3-37所示： 图3-37 加工的孔的轴线及参数钻孔参数设置如下图3-38图3-38 钻孔参数设置至此，钻孔设置完成。扩孔，铰孔，精铰孔的刀具路径设置与钻孔相同，其参数及刀具设置如下3-393-44所示： 图3-39 扩孔刀具设置 图3-40扩孔参数设置铰孔刀具及参数设置 图3-41 铰孔刀具设置 图3-42 铰孔参数设置 图3-43 精铰孔参数设置 图3-44 精铰孔参数设置车45圆柱面与90端面间的退刀槽草绘刀具轨迹如下图3-45 图3-45退刀槽车削轨迹 图3-46刀具参数刀具及参数设置如图3-46及3-47所示图3-47车退刀槽参数屏幕演示看刀具运动正确后，点击完成系列退出系列设置。铣90圆柱上的两个面，步骤如下，由于是铣端面，所以在车床上无法进行加工，需要换机床，即到铣床上进行加工。创建铣床的过程如下图3-48：图3-48 操作设置单击“文件”下方的新建，然后单击按钮，进入到机床设置页面，如图3-49所示图3-49 机床设置然后再单击，之后选择机床名称，机床类型为铣床，轴数为三轴，最后单击确定，退出机床创建页面。由于铣削需要一个坐标系作为铣削的零点，因而需要先创建一个坐标系，如下图3-40所示：图3-40 创建铣削坐标系创建出的坐标系应使Z轴为需要铣削的平面的法线方向。由于是平面，所以采用平面铣削的方式进行铣削。步骤如下： 图3-41 铣削系列设置 图3-42 铣削刀具设置3-43铣削参数设置 3-45铣削平面看刀具走刀轨迹是否正确，如果正确，则单击完成系列，退出铣削。进行下一个系列的设置。下一个步骤仍然为铣削平面，由于上一步所建的坐标不符合要求，因此需要新建一个坐标，同样，Z轴正向为平面的法线方向，如下图3-46所示，图3-46新建坐标系余下步骤仍与上一步铣削相同，粗铣半精铣参数设置如下图3-47、3-48所示 图3-47 粗铣34端面参数设置 图3-48 半精铣34端面参数设置和上面同样的方式，单击完成系列，完成系列设置。最后钻圆柱壁上的孔步骤如下：由于先前所创建的坐标ACS2满足钻孔要求，所以可以不用去创建新坐标，直接运用ASC2坐标即可。单击钻孔命令按钮,之后进行系列设置，设置内容如下图3-49，参数设置如图3-50 图3-49 系列设置 图3-50参数设置刀具设置如图3-51所示： 图3-51 刀具设置 图3-52 孔选取坐标系及退刀平面的设置如图3-53所示图3-53 坐标系击退刀面单击完成系列，直径为4的孔加工系列完成。直径为6的孔加工过程与此相同，但参数设置及刀具设置如下图3-54及3-55 图3-54 刀具设置 图3-55 参数设置至此，工件的加工过程完成。四、后处理单击菜单栏“工具”“CL数据”“编辑”，选择要进行后处理的NC系列如下图4-1所示图4-1后处理菜单选取一个NC系列，单击确定。之后“工具”“CL数据”“后处理”， 选中刚才所保存的文件，单击打开，在弹出的菜单管理器中单击完成，如图4-2所示： 图4-2 菜单管理器 图4-3 后置处理器列表在弹出的后置处理器列表中选取一项，系统即会进行后处理。之后关闭弹出的窗口，在所保存的文件夹下即会有后处理的文件，其中文件后缀名为tap的文件及为加工代码。下面为程序的一些加工代码：粗车大圆端面的加工代码%G71O0001S160M03G00X70.Y0.Z-1.5M08G01X.5F104.Z5.5X70.M30%粗车大圆柱加工代码：%G71O0002S500M03G00X51.5Y0.Z4.707M08G01Z-17.793F250.X58.5Z4.707M30%车45圆柱加工代码：%G71O0003S320M03G00X-24.Y0.Z-104.892M08G01Z-56.5F179.2X-31.Z-104.892M30%钻孔、扩孔、铰孔加工代码：%G71O0004S400M03G00X0.Y0.Z-117.M08G80G00Z-77.G81X0.Y0.Z-202.408R-77.F153.6G80M30%G71O0005S140M03G00X0.Y0.Z-117.G80G00Z-77.G81X0.Y0.Z-202.949R-77.F134.4G80M30%G71O0006S140M03G00X0.Y0.Z-117.G80G00Z-77.G88X0.Y0.Z-197.R-77.F224.G80M30%G71O0007S140M03G00X0.Y0.Z-117.M08G80G00Z-77.G88X0.Y0.Z-197.R-77.F224.G80M30%粗铣24端面的加工代码：%G71O0008N0010T1M06S210M03G00X10.5Y-38.066G43Z15.H01M08Z5.G01Z-.8F1.76X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z4.2G01Z-2.6X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z2.4G01Z-4.4X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z.6G01Z-6.2X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-1.2G01Z-8.X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-3.G01Z-9.8X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-4.8G01Z-11.6X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-6.6G01Z-13.4X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-8.4G01Z-15.2X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-10.2G01Z-17.X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-12.G01Z-18.8X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-13.8G01Z-20.6X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-15.6G01Z-22.4X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-17.4G01Z-24.2X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z5.G00Y-38.066Z-19.2G01Z-25.1X-9.5Y-29.607X10.5Y-21.148X-9.5X-9.532Y-12.689X10.5Y-4.23X-10.652Y4.23X10.5Y12.689X-9.532X-9.5Y21.148X10.5Y29.607X-9.5Y38.066X10.5Z15.M30心得体会本次的综合性实验课程设计任务跟以往不同，而是更加严谨，按照生产要求，构建一个实实在在的零件实体，从三维建模，绘制工程图，到NC加工序列的生成，每一步都是自己结合已学知识独立完成，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 5.0进行实体建模和工程图绘制，之后根据零件的工艺过程进行数控加工。我加工的零件是CA6140车床的法兰盘，根据图纸，创建出零件来。在做该课程设计中，我也遇到过问题，体会到了自身的不足和知识的匮乏。它提醒了我，在今后的学习或是工作中都要时刻保持一颗谦虚的心，要多学习以充实自己，锻炼自己，扩展自己的知识面。本次课程设计让我们对PRO/E软件有了一个感性的认识，同时也让我们提前接触了一些企业所用的正规工程图纸的信息，让我们对本专业所学知识在实际中的应用有了一定的认识，我想我会继续学习有关知识，为将来找到好的工作而努力。在此感谢所有的老师同学所给以帮助，希望通过本次课设，我们都能有一个更大的进步！参考文献1 肖乾、张海、周大陆、周新建编.Pro/Engineer wildfire3.0中文版实用教程.中国电力出版社2 肖乾、周慧兰、唐晓红、付伟、康永平编 . Pro/Engineer wildfire3.0中文版模具设计与制造实用教程.中国电力出版社3翟瑞波主编.数控加工工艺.北京理工大学出版社4李益民主编. 机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社