镶铜套齿轮.docx
一、实体建模（一）基于PRo/E5.0绘制齿轮1、计算齿轮参数齿轮的参数为：模数m=2,齿数z=25,压力角alpha=20齿轮材料为45号钢齿轮分度圆直径d=mz=50,齿顶圆直径da=54,齿根圆直径df=44.5,基圆直径db=46.98472、新建文件启动Pro/E,单击“文件”/“新建”命令或者单击口按钮，系统弹出“新建”对话框，选择“零件，/“实体”类型，输入文件名取消选择“使用缺省模块”复选框，确认后在“新文件选项”对话框中选择mmns-part-solid模块，进入实体建模环境。3、建立相关基准曲线单击“插入”/“模型基准”/“草绘”命令或者单击基准工具栏上的圆按钮，在弹出的“草绘”对话框中选择FRoNT面作为草绘平面，按照系统默认的视图方向和参照平面进入草绘环境，绘制分度圆、齿顶圆、吃根圆和基圆，如图1所示。4、建立渐开线单击“插入”/“基准模型”/“曲线”命令或者单击基准工具栏上的,系统弹出“曲线选择”菜单管理器，选择“从方程”/“完成”。根据系统弹出的菜单管理器的提示选择系统默认的坐标系，并在“设置坐标类型”菜单管理器中选择“笛卡尔”类型，在系统弹出的记事本中输入如图2所示的渐开线方程单击记事本中的“文件”/“保存”命令，保存并退出，在如图3所示的“曲线：从方程”对话框中单击“确定”按钮，完成之后的渐开线如图4所示至此，齿轮齿廓的渐开线得到了一条，另外一条在此基础上得到，根据标准圆柱齿轮的关系可知，齿廓的两条渐开线关于某个平面对称，因此首先应该构建这样的一个平面。图3图45、创建基准点、基准线、基准平面×(1) 单击基准工具栏上的基准点工具按钮*,按住Ctrl键连续选择前面创建好的分度圆曲线和渐开线曲线，在两条曲线相交处创建基准点，如图5所示。(2) 单击基准工具栏上的基准轴工具按钮/,按住Ctrl键连续选择TOP面个RIGHT面，在两个平面的相交处创建基准曲线，如图6所示。(3) 单击基准工具栏上的基准平面工具按钮,按住cirl键连续选择刚刚创建好的基准轴线A-2和基准点PNTO,创建如图7所示的DTMh图5FRONT图6图76、镜像渐开线对于标准齿轮，在分度圆上的齿宽和齿槽宽相等，因此对应的圆周角相等，其值为360/(2*z)c要创建齿廓的另一条渐开线，可将已知的渐开线进行镜像，镜像平面应该是某个齿轮的对称面，此零件只需将上一步创建的基准面DTMl绕A-2轴旋转360/(4*z)的角度就可以得到。(1) 单击基准工具栏上的基准平面工具按钮乙7,按住Ctrl键连续选择DTMl和轴线A-2,在弹出的如图8所示的绘图区或者“基准平面”对话框中输入旋转角度3.6,单击“确定”按钮完成基准平面DTM2的创建。(2) 在绘图区选择前面完成的渐开线，单击编辑特征工具栏上的镜像工具按钮,再弹出的操作面板中需选择基准平面DTM2为镜像平面，得到的第二条渐开线如图9所示。图8图97、创建齿根圆单击基础特征工具栏上的拉伸工具按钮占1,选择FRoNT面为草绘平面，按照系统默认视图方向和参照平面进入草绘，使用口工具按钮提取齿根曲线的环边为草绘截面，另外绘制一条直径为32的圆如图10。选取“V”拉伸深度为32mm如图11,选取完成,仃口口13200卫/乙匚放置选项属性图11FRONl图128、创建第一个轮齿单击基础特征工具栏上的拉伸命令田,在定义草绘平面时再“草绘”对话框中单击“使用先前的"按钮进入草绘环境，使用口工具按钮提取已知的边并草绘圆角，绘制的截面如单击草绘工具栏上的3结束草绘，在“拉伸”操作面板中设置好拉伸方向、拉伸方式,拉伸深度为27mm,如图14。得到第一个齿轮如图15亍口有2匹ZBXn匚放置选项属性图14拉伸面板图15第一个齿轮9、齿轮倒角并与第一个齿轮成组(1)倒第一个角点取倒角按钮A,选取需要倒角的边,倒角类型D*D,D=25倒角面板如图16,选取卜CL得到第一个倒角如图17。选取一条边或一个边链以创建倒角集.图17第一个倒角倒第二个角点取倒角按钮,，选取需要倒角的边，倒角类型：角度水D,D=4.23倒角面板如图18,选取BO得到第二个倒角如图19o选取一条边或一个边链以创建倒龟集.用济I角度XDT角度12.00卜D4.23IT/集过渡段选项属性图18倒角面板图19第二个倒角(3) 倒角与齿轮成组在模型树里按住CTRL选取第一个齿轮、第一个倒角和第二个倒角。放开CTRL,单击右键出现如图20。得到一个组。表不册赊蛆隐含翁辑动态编辑创建驱动尺寸注释元素编辑参数图20成组10、阵列齿轮在模型树或者实体模型上选择刚刚创建的组，单击编辑特征工具栏上的图按钮，在弹出的操作面板中选择“轴”阵列方式，并选择A-I轴为阵列轴，输入阵列数25以及阵列角14.4,如图21所示。令选取基准轴,坐标系轴来定义阵列中心.轴F”1个项目)X125114.40NCJi主O-4上IID壬iYSf三4>¼图21单击操作面板上的旧按钮完成其他齿轮的创建，如图22所示。图22阵列特征II、孔倒角点取倒角按钮、，选取需要倒角的边（按住CTRL点取两内孔的边），倒角类型D*D,D=2.5倒角面板如图23,选取得到倒角如图24所示。i选取一条边或一个边链以创建创角集D 2.50选项雇性图23倒角面板集 过渡 段图24孔倒角12、创建圆销孔图26与左端面距离为5.67855«如图27、28图27得到两基准点如图29所示。图28图29(2) 创建1基准线图30(1)创建两个基准点在右边活动面板中单击x”按钮在外圆曲面上选取点。将除基准点外的两个辅助点其中一个拖到ToP面,与top面的距离为0；另一个拖到齿轮齿根端面距离为1.59625.如图25、26所示。确定得到第一个基准点PNTl图25同理做出第二个基准点，与TOP面距离为0,所示。确定得到第二个基准点PNT2在右边活动面板中单击,按钮，按住CRTL选取刚刚创建的两基准点PNT1、PNT2,单击确定得到基准线如图30所示。(3)旋转创建圆销孔单击右边活动面板中的句?按钮，放置、定义选取TOP面，参照RIGHT草绘，草绘如图31所示。选取3。在旋转面板中点取刚刚创建的轴A6,旋转角度360。如图32所示。图31图33口口切阿讷詈 Ii5 屋性13、 齿轮模型的最终示意图1 ； 360.。图32(二)基于PRo/E5.0绘制铜套1、绘制铜套基本模型在基础特征工具栏上单击声按钮，放置、定义选取FRONT为草绘平面，RIGHT为参照平面。草绘两圆直径分别为32mm、25mm。如图34所示。拉伸深度定为27mm。得到拉伸模型如图35所示。为了在装配便于区别铜套，我们将模型着色成趋近于铜的颜色。图35图342、绘制圆销孔类似前面齿轮上的圆销孔，先利用建2个基准点确定1条基准线，再围绕这条基准线旋转得到圆销孔。理基准点X箱定 取消图36图37基准点1在外圆上如图36所示，基准点2在内孔上如图37所示。连接2基准点作基准轴A-5在基础特征工具栏上单击6件按钮，放置、定义选取TOP而进行草绘平面，RIGHT为参照平面，草绘如图38所示，点取力。在旋转面板中选取基准轴A-5,旋转360°如图39所示。点取巨I完成。得到的效果如图40所示。图38图40仃以©（土J736O.OOHX苕匚/放置选项属性图39（三）装配将以上两个实体进行装配，注意两圆销孔对齐，铜套端面与齿轮倒角底平齐。得到装配效果图如下：二、加工工艺（一）零件的分析1、题目所给定的是镶铜套齿轮，齿轮和套筒装配，用一个斜孔来定位，齿轮和套筒的精度都不是很高，2、齿轮需要铳平面和钻孔，平面的粗糙度为1.6,需要粗铳和精铳，并且是两面都要铳，钻孔为直径32的孔，粗糙度为6.3需要钻-扩；套筒加工需要钻孔直径为25,粗糙度为1.6需要钻-扩-校。(一)工艺规程设计齿轮材料为45钢、套筒为铜，为了满足刚度以及所受载荷，零件为锻造。1制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。工艺路线方案：工序I粗铳直径44.5mm的左端面。工序II精铳直径44.5mm的左端面。工序In粗铳直径44.5mm的右端面。工序IV精铳直径44.5mm的右端面。工序V钻直径31mm的孔。工序VI扩直径32mm的孔。工序Vn钻直径2.8mm的孔。工序VIll较直径3mm的孔。工序X车倒角。工序XI检查(三)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定齿轮的零件材料为45钢，根据上述原始材料及加工工艺，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：1、直径50mm的左、右端面查机械制造工艺设计简明手册可知粗铳加工余量为3mm,精铳为Imm,可知：毛坯的宽度为32+3+3+1+1=4Omm。2、钻直径32的孔查机械制造工艺设计简明手册可知钻孔加工余量为2mm。钻孔31mm,扩孔32mm。毛坯的尺寸为28mm。3、钻直径25mm的孔查机械制造工艺设计简明手册可知钻孔加工余量为2mm。钻孔24mm,扩孔24.8mm,较孔25mm。毛坯的尺寸为22mm。(四)确定切削用量工序I粗铳直径50mm的左端面1、加工条件工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要求：粗铳直径44.5mm的左端面机床：数控铳床刀具：刀片高速钢，刀杆尺寸50*12mm2,前角=20°,后角=20°,2、计算切削用量(1)粗铳直径44.5mm的左端面进给量f根据切削用量简明手册、数控加工工艺可查得每齿进给量f=0.1mmr取刀具为5个齿，f=0.5mmo查得切削速度V=30mmin,3、确定主轴转速n=1000v3.14*d=1592rmin工序II精铳直径50mm的左端面。刀具同上，f=0.2mmrtV=30mmin,n=1592工序In粗铳直径44.5mm的右端面。工序IV精铳直径44.5mm的右端面。都同上工序V钻直径31mm的孔。1、加工条件工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要求：钻直径31mm的孔。机床：数控铳床刀具：高速钢钻头，刀杆尺寸70*3Imm22、计算切削用量进给量f根据切削用量简明手册可查得进给量f=0.6mmr查得切削速度V=lL5mmin3、确定主轴转速n=1000v3.l4*d=118.1r/min工序VI扩直径32mm的孔。F=Immr,根据切削用量简明手册表2.12表2.30查得T=Il0,ap=0.8,d=24.8mm,Cv=48,ZV=O.3,Xv=O.2,Yv=0.5,m=0.3ZvV=CVdyT*apxv*fyv*kv=30.61m/minn=1000v3.14*d=393r/min工序Vn钻直径2.8mm的孔。工序IX较直径3mm的孔。工序X车倒角。工序XI检查。三、数控加工（一）粗铳左端面（1）新建一个制造文件。打开PR0/ENGINEER5.0,选择【文件】一【新建】，出现选择文件的对话框如图3所示，选择【制造】，名称为：ChiIUnjiagOng单击【确定】进入NC设计的主界面。（2）零件毛培采用锻造得到,所以要先构建一个毛培图（保留一定加工余量）。（3）单击【制造元件】中的装配参照模型碍按钮，导入参照模型，然后选择己构建好拨叉实体作为参照模型，已缺省的方式放置于主界面中，然后装配工件，选择之前构建好的毛胚调入模型，如下图所示:图3.1将其保存，然后在主工具栏上按照“插入”/“工件”/“创建”或者在右边工具栏中找到ILJ按钮拉开利用勺，输入名称2,出现界面如图3.2,选取“实体”/“伸出项”出现界面如图3.3“拉伸”/“实体”/“完成”，然后出现界面如图3.4。在齿轮的中间做一个基准面，由基准面向两边拉伸按照图3.5所示，最后得到工件毛胚图3.6J万C忘122.972-Ni匚放置选项属性图3.4万pa!40coE%/匚放置选项属性图3.5图3.2图3.3（4）操作设置。NC设计的操作工具栏如下所示: 单击【步骤】一【操作】出现如下对话框：图3.6图3.7单击【NC机床】对应的网l*按钮，定义机床，选择3轴的铳床。然后设定【机床零点然后新建一个坐标系ACSO作为零点，再设置退刀曲面，然后单击【确定L即完成了操作设置。单击按钮诙进行端面铳削。出现选择窗口如图:选择【名称】、【刀具】、【参数】、【坐标系】、【体积】，然后单击【完成】，进入刀具设置面板，在操作对话框中可以设置刀具名称、类型、材料以及几何参数，设置完成后单击【应用】一【完成】即可。菜单管理热“匚序列序列设置播放路径 定制序列信息 完成序列 下一序列 放弃序列序列设置0名称注释回刀具附件叼参数回坐标系。退刀曲面0体积窗口封闭环扇形凹口曲面口除去曲面 顶部曲面逼近薄壁 构建切削口起始口终止完成退出文件电）编辑 信息© 工具参数森全部 英别：所有类别，Z®参数名祖株左端面切削进给30强进给最-自由进给-RETRACTeFEED-移刀进给量-：切入进给量-步长深度12公差0.01号度5允许轮廓坯件0允许粗加工坯件0允许的底部税根切割角4 I 定11取消I .1»做细节图3.8图3.9刀具设置和参数设置拉伸体积块，圆直径50,深度为3,得到如图4.0r uNM.r rr 图4.0拉伸加工体积块对该体积块进行铳削，铳削步长深度为IX播放路径演示/屏幕演示。为便于观察路径，把加工零件弄成消隐，如图4.1、4.2所示图4.2如此，粗铳左端面完成。(一)精铳左端面步骤类似上例中的粗铳。将加工的体积快改为下图，圆直径50,深度为3。见图4.3,刀具不变。参数不变图4.3对该体积块进行铳削，铳削步长深度为1。播放路径演示/屏幕演示。为便于观察路径，把加工零件弄成消隐，如图4.4、4.5所示图4.4(三)粗、精铳右端面将加工的体积快分别改为下图，圆直径50,深度为3和1。图4.6、4.7,刀具不变。参数不（四）钻直径31的孔、扩直径32的孔刀具设置如图4.8,参数见图4.9机床零点设置好退刀距离为30mm图4.8U编辑序列参数钻直径3111的孔”-口×播放路径演示/屏幕演示，见图5.0图4.9图5.0扩直径32的孔，基本步骤、机床零点和参数与钻相同，只需刀具的尺寸改为32（五）钻直径2mm的孔、扩直径3mm的孔在钻此圆销孔之前先做好机床零点坐标。坐标的位置如图5.1所示。退刀距离50mm图5.1刀具设置如图5.1,参数见图5.2图5.12编辑序列参数钻直径211的孔11i×（六）铳倒角倒角铳出用播放路径演示/屏幕演示，见图5.4播放路径演示/屏幕演示，见图5.3图5.4另外一边的倒角类似与左边的。（七）数控加工模型树及整体图模31树嘀苜PgChilunjiagong.asmNC_ASM_RIGKTZ7HC_ASM_TOPZ7NC_ASM_FRONTHC_ASM_DEF_CSYS+Ckiluahi.prt+O1PRT¾ACS0若ACS2*ACS3冷MAeHO2FSETPOTt1MACHOI.UJOPOlOMACHO1+西拉伸1M1LL_V0L_2-铳削体积块+01相铳左端面0P010+四拉伸2M1LL_V0L_l-跣削体积块+将挑左端面0P010+阿拉伸1M1LL_V0L_3-铳削体积块+N3.粗铳右端面0P010+画拉伸2MILL_V0L_4-跣削体积块.精在右端面0P010钻直径31MM的孔0P010扩直径32MM的孔0P010钻直径2MM的孔0P010扩直径3MM的孔0P010跳倒角10PU1010诜倒角20P010在此插入图5.5各加工模型及整体图四、CL数据的输出和NC代码生成单击菜单管理器中的【工具】I【CL数据】I【编辑】选项，在“选取特征”菜单下选择各个加工工序，点确定后出现保存副本对话框，如图3-62所示，图4-1保存副本保存后出现菜单管理器直接点完成/返回即可，如图3-63所示。l三4-2文件视图然后点击菜单管理器中的【工具】I【CL数据】I【后处理】选项，出现下列对话框，如图3-64所示，图心3后处理选项选择好机床后直接点enter即可完成生成nc序列的全部过程。图4-4选择机床工作目录下的nc序列文件如下图3-66所示tt<)OD：的Ogl标文卷aOpOlOdaima-记本。用退，文M夹区文咏已AWte）格式g）查寻（W帮助（ti）N10NIlN12N13N14N15N16N17N18N19N20N21K22N23N24MT1H6S18O0M3GOX-2.5V-2.5C43230.Hl23.GlZ-.5F360.X99.5V-.S3X-2.5IV1.439IX99.5?V3“99IX-2.5IVS.379>XS.635)¼4.635V5.79Z-.5'G2×4.5V6.I1.36SJ.621IG1VZ.348>X-2.5IY9.318×.s?V11.288IX-2.5|V13.258；XteA弋图4-5工作目录中的nc序列文件NC代码演示选取其中之一的粗铳端面及代码为例%N0005(FADALVMC6030-VH65)N0010G90G40G80N0015T1M6N0020S1592M3N0025G0X-.09Y21.N0030G43Z20.H1M7N0035Z6.N0040GIZ0.F30.N0045X.09N0050G2Xl3.l78Yl6.35I-.09J-21.N0055GlXl3.l78Yl6.35Z0.N0060X-13.178N0065X-13.178Y16.35Z0.N0070G3X-l7.437Y11.70II13.178J-16.35N0075GIX17.437N0080G2X19.78Y7.052I-l7.437J-11.701NOO85G1X19.78Y7.052Z0.N0090X-19.781N0095X-l9.781Y7.052Z0.NOl00G3X-20.862Y2.403119.781J-7.052NO105G1X20.862NOIl0G2X20.879Y-2.247I-20.862J-2.403NO115G1X20.879Y-2.247Z0.N0120X-20.879NO125X-20.879Y-2.247Z0.NOI3OG3X-19.835Y-6.896I20.879J2.247NOl35GIX19.835NOl40G2X17.54IY-11.5451-19.835J6.896NO145G1X17.541Y-11.545Z0.NO150X-17.541N0155X-17.541Y-1I.545ZO.NO160G3X-l3369Y-16.194117.541J11.545N0165GIX13.369NOI70G2X2.555Y-20.844I-13.369J16.194NOl75G1X2.555Y-20.844Z0.N0180X-2.555NOl85X-2.555Y-20.844Z0.NO190G3X-2.555Y-20.844I2.555J20.844NOl95G1X-2.555Y-20.844Z0.N0200Z20.N0205M5N0210M2%五、参考文献1肖乾、张海、周大陆、周新建编.Pro/EnginCerWildfire3.O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/Engineerwildfire3.0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.机械工业出版社附录零件图:
