镶铜套齿轮.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、 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”

2、命令或者单击基准工具栏上的按钮，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所示的渐开线方程图1 图2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

3、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Ctrl键连续选择刚刚创建好的基准轴线A-2和基准点PNT0，创建如图

4、7所示的DTM1。图5 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）。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DTM1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,按住 Ctrl键连续选择DTM1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

5、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，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“”拉伸深度为32mm如图11，选取完成，得到的拉伸特征如图12所示。图10图11图128、 创建第一个轮齿单击基础特征工具栏上的拉伸命令，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，使用工具按钮提取已知的边并草绘圆角，绘制的截面如图13所示。单击草绘工具栏上的结束草绘，在“拉伸”操

6、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图13 截面图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，选取需要倒角的边，倒角类型D*D，D=2.5倒角面板如图16，选取。得到第一个倒角如图17。图16 倒角面板图17 第一个倒角（2） 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*D，D=4.23倒角面板如图18，选取。得到第二个倒角如图19。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

7、20。得到一个组。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按钮，在弹出的操作面板中选择“轴”阵列方式，并选择A-1轴为阵列轴，输入阵列数25以及阵列角14.4，如图21所示。图21单击操作面板上的按钮完成其他齿轮的创建，如图22所示。图22 阵列特征11、 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。图23 倒角面板图24 孔倒角12、 创建圆销孔（1） 创建两个基准点在右边活动面板中单击按钮在外圆曲面上选取一点。将除基准点外的两个辅助点其中一个拖到

8、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PNT1 图25 图26 同理做出第二个基准点，与TOP面距离为0，与左端面距离为5.67855。如图27、28所示。确定得到第二个基准点PNT2 图27 图28 得到两基准点如图29所示。 图29 图30（2） 创建1基准线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按钮，放置、定义选取TOP面，参照RIGHT草绘，草绘如图31所示。选取。在旋转面板中点取刚刚创建的轴

9、A-6，旋转角度360。如图32所示。 图31 图33图3213、 齿轮模型的最终示意图 （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34 图352、 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。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。图36图37连接2基准点作基

10、准轴A-5在基础特征工具栏上单击按钮，放置、定义选取TOP面进行草绘平面，RIGHT为参照平面，草绘如图38所示，点取。在旋转面板中选取基准轴A-5，旋转360如图39所示。点取完成。得到的效果如图40所示。 图38 图40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、齿轮需要铣平面和钻孔，平面的粗糙度为1.6，需要粗铣和精铣，并且是两面都要铣，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

11、为25，粗糙度为1.6需要钻-扩-铰。（二）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 粗铣直径44.5mm的左端面。工序 精铣直径44.5mm的左端面。工序 粗铣直径44.5mm的右端面。工序 精铣直径44.5mm的右端面。工序 钻直径31mm的孔。工序 扩直径32mm的孔。工序 钻直径2.8mm的孔。工序 铰直径3mm的孔。工序 车倒角。工序 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

12、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铣加工余量为3mm，精铣为1mm，可知：毛坯的宽度为32+3+3+1+1=40mm。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，铰孔25mm。毛坯的尺寸为22mm。（四）确定切削用量工序 粗铣直径50mm的左端面1、 加工条件工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要求：粗铣直径44.5mm的左端面

13、机床：数控铣床刀具：刀片高速钢，刀杆尺寸50*12mm，前角=20，后角=20，2、 计算切削用量（1） 粗铣直径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=0.1mm/r取刀具为5个齿，f=0.5mm/r。查得切削速度V=30m/min，3、 确定主轴转速 n=1000v/3.14*d=1592r/min工序 精铣直径50mm的左端面。刀具同上，f=0.2mm/r, V=30m/min, n=1592工序 粗铣直径44.5mm的右端面。工序 精铣直径44.5mm的右端面。 都同上工序 钻直径31mm的孔。1、 加工条件 工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要

14、求：钻直径31mm的孔。机床：数控铣床刀具：高速钢钻头，刀杆尺寸70*31mm2、 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= 0.6mm/r查得切削速度V=11.5m/min3、 确定主轴转速 n=1000v/3.14*d=118.1 r/min工序 扩直径32mm的孔。F=1 mm/r，根据切削用量简明手册表2.12表2.30查得T=110，ap=0.8，d=24.8mm，Cv=48，Zv=0.3，Xv=0.2，Yv=0.5，m=0.3 ZvV= Cv d /T *apxv*fyv*kv=30.61 m/minn=1000v/3.14*d=393 r/min工序 钻直径2.8

15、mm的孔。工序 铰直径3mm的孔。工序 车倒角。工序 检查。三、 数控加工（一）粗铣左端面（1）新建一个制造文件。打开PRO/ENGINEER5.0，选择【文件】【新建】，出现选择文件的对话框如图3所示，选择【制造】，名称为：chilunjiagong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】中的装配参照模型按钮，导入参照模型，然后选择已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

16、建”或者在右边工具栏中找到按钮拉开利用，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3.6图3.4图3.5 图3.2 图3.3 图3.6（4）操作设置。NC设计的操作工具栏如下所示：单击【步骤】【操作】出现如下对话框： 图3.7单击【NC机床】对应的按钮，定义机床，选择3轴的铣床。然后设定【机床零点】，然后新建一个坐标系ACS0作为零点，再设置退刀曲面，然后单击【确定】，即完成了操作设置。单击按钮进行端面铣削。出现选择窗口如图：选择

17、【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】【完成】即可。 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4.0图4.0 拉伸加工体积块对该体积块进行铣削，铣削步长深度为1.2。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4.1图4.2如此，粗铣左端面完成。（二）精铣左端面步骤类似上例中的粗铣。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对该体积块进行铣削，铣削步

18、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图4.5（三）粗、精铣右端面 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。参数不变 图4.6 图4.7铣削播放路径略（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4.8图4.9播放路径演示/屏幕演示，见图5.0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。

19、退刀距离50mm图5.1刀具设置如图5.1，参数见图5.2 图5.1图5.2播放路径演示/屏幕演示，见图5.3图5.3（六） 铣倒角 倒角铣出用播放路径演示/屏幕演示，见图5.4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】|【CL数据】|【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。图4-2文件视图然后点击菜单管理器中的【工具】|【CL数据】|【后处理】选项，

20、出现下列对话框，如图3-64所示， 图4-3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 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铣端面及代码为例%N0005(FADAL VMC 6030 - VH65)N0010G90G40G80N0015T1M6N0020S1592M3N0025G0X-.09Y21.N0030G43Z20.H1M7N0035Z6.N0040G1Z0.F30.N0045X.09N0050G2X13.178Y16.35I-.09J-21.N0055G1X13.178Y16

21、.35Z0.N0060X-13.178N0065X-13.178Y16.35Z0.N0070G3X-17.437Y11.701I13.178J-16.35N0075G1X17.437N0080G2X19.78Y7.052I-17.437J-11.701N0085G1X19.78Y7.052Z0.N0090X-19.781N0095X-19.781Y7.052Z0.N0100G3X-20.862Y2.403I19.781J-7.052N0105G1X20.862N0110G2X20.879Y-2.247I-20.862J-2.403N0115G1X20.879Y-2.247Z0.N0120X-2

22、0.879N0125X-20.879Y-2.247Z0.N0130G3X-19.835Y-6.896I20.879J2.247N0135G1X19.835N0140G2X17.541Y-11.545I-19.835J6.896N0145G1X17.541Y-11.545Z0.N0150X-17.541N0155X-17.541Y-11.545Z0.N0160G3X-13.369Y-16.194I17.541J11.545N0165G1X13.369N0170G2X2.555Y-20.844I-13.369J16.194N0175G1X2.555Y-20.844Z0.N0180X-2.555N0

23、185X-2.555Y-20.844Z0.N0190G3X-2.555Y-20.844I2.555J20.844N0195G1X-2.555Y-20.844Z0.N0200Z20.N0205M5N0210M2%五、 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.机械工业出版社附录零件图：专心-专注-专业