课程设计之CADCAMCAE设计实践

成绩： 《CAD/CAM/CAE设计实践》课程设计

课 程： CAD/CAM/CAE设计实践 学 期： 2013～2014学年第一学期 教 师： 陶 林 时 间： 2013 年 11 月 18 日 姓 名： 龚 华 德 学 号： 20107150 年级、专业： 2010级机制1班

西南交通大学峨眉校区机械工程系 目录 1、金刚石钻孔机产品的简介 ..................................................................................... 1 1.1金刚石钻孔机产品的工作原理及应用领域 ................................................. 1 1.1.1工作原理 .............................................................................................. 1 1.1.2应用领域 .............................................................................................. 1 1.2金刚石钻孔机产品的国内外研究的情况 ..................................................... 1 2、金刚石钻孔机产品的装配 ..................................................................................... 2 2.1金刚石钻孔机的结构分析 ............................................................................. 2 2.2金刚石钻孔机的连接和装配 ......................................................................... 3 2.3传动轴的工程图 ............................................................................................. 4 3、传动轴零件的CAM过程 ...................................................................................... 6 3.1绘制加工轮廓线 ............................................................................................. 6 3.2选择机床系统 ................................................................................................. 6 3.3设置工件素材 ................................................................................................. 6 3.4车右端面 ......................................................................................................... 6 3.5粗车右半边工件 ............................................................................................. 7 3.6精车右半边工件 ............................................................................................. 9 3.7左半边工件的车端面、粗车、精车加工 ................................................... 10 3.8加工键槽 ....................................................................................................... 11 3.9进行加工 ....................................................................................................... 11 3.10主要的程序段（程序截取前10句） ....................................................... 12 4、传动轴零件的CAE过程 ..................................................................................... 17 4.1定义材料和施加载荷 ................................................................................... 17 4.2进行受力分析 ............................................................................................... 18 5、结论 ....................................................................................................................... 19 6、参考文献 ............................................................................................................... 19 1

金刚石钻孔机产品的CAD/CAM/CAE设计 1、金刚石钻孔机产品的简介 1.1金刚石钻孔机产品的工作原理及应用领域 1.1.1工作原理 发动机的动力经变速器后通过齿轮传动传给主轴箱，从而带动钻机主轴旋转，在钻机主轴下端装有金刚石薄壁空芯钻头，通过旋转升降机构手轮，可使滑动支座带动主轴箱及发动机等一起沿立柱上下移动。通过钻头的旋转运动和上下移动，即可实现钻孔作业。 由于工作过程中，钻头在进给及退出时，需要滑动支座带动主轴箱及发动机等一起沿立柱上下移动，整体质量较大。升降机构中采用齿轮齿条副驱动使机构实现上升，操作轻便省力。 在底座上设计有用于钻孔时固定钻机的膨胀螺钉所用槽孔。 该类钻机在野外工作时，通常需配水车或水槽，给钻头提供冷却水并冲刷钻渣。为了增加供水的压力，本机可选配水泵系统，以保证冷却系统可靠工作。

1.1.2应用领域 金刚石钻孔机广泛使用于各种建筑工程施工的钻孔作业中，如：各种混凝土路面、沥青路面、桥梁、地铁隧道、大坝等建筑施工中工程质量检测的取芯钻孔；高速公路、普通公路、桥梁、旅游景点安装各种标牌标识、安全扶手、栏杆、指示灯、照明灯等的钻孔；水泥混凝土路面板底脱空压浆处注浆孔、排气孔的钻孔；工厂车间安装设备地脚螺钉的钻孔；新老建筑物各种管道的安装钻孔；大理石、花岗岩、陶瓷、耐火材料等各种硬脆性材料的钻孔加工。

1.2金刚石钻孔机产品的国内外研究的情况 国内外金刚石钻孔机生产厂家众多，国外典型的有美国 “硬点”（HARDPOINT）工业用钻石钻孔机、日本富士工业株式会社、东芝公司等；国内生产厂家有河南黄河旋风股份有限公司、郑州恒威科技实业有限公司、台州市椒江建设工程机械 2

厂、德州电动工具厂等。 金刚石钻孔机的结构类型较多。按动力源的不同，可分为串激电机驱动、三相异步电机驱动、单相电机驱动、汽油机驱动和其它动力驱动等。 其产品的主要技术参数如下： 最大钻孔直径（mm） 250 最大钻孔深度（mm） 550 主轴转速（r/min） 700～900 发动机功率（kW） 30 整机质量（kg） 1300 外型尺寸（mm） 770×360×1100

2金刚石钻孔机产品的装配 2.1金刚石钻孔机的结构分析 利用proe软件进行三维建模，绘制成的金刚石钻孔机的装配图和爆炸图如图2-1和图2-2所示：

图2-1 金刚石钻孔机的装配图 3 图2-2 金刚石钻孔机的爆炸图 2.2金刚石钻孔机的连接和装配 连接：由爆炸图可看出，两半外壳之间通过螺钉连接，电动机与外壳螺钉连接，电动机与轴接之间键连接，两个轴接通过螺栓螺母连接，一级传动轴与轴接之间键连接，使电机转速传出，一级斜齿轮与传动轴1键连接，两个圆柱斜齿轮之间齿轮传动，二级斜齿轮与输出传动轴之间键连接，钻头与输出轴之间螺纹连接。 装配：由爆炸图可看出，外壳作为装配的最初基准零件，电动机和外壳通过1个基准轴和1个基准面对齐进行装配，电机轴键槽和键通过3个基准面对齐进行装配，轴接和电机轴通过1个基准轴和2个基准面对齐，两个轴接通过1个基 4

准轴和2个基准面对齐，螺栓和轴接通过3个基准面对齐，螺母和螺栓通过1个基准轴和2个基准面对齐，一级传动轴和轴接通过1个基准轴和1个基准面对齐，一级圆柱斜齿轮和一级传动轴通过1个基准轴和2个基准面对齐，一级传动轴上的角接触球轴承和一级传动轴通过1个基准轴和1个基准面对齐，一级传动轴上的轴套和一级传动轴通过1个基准轴和1个基准面对齐，输出轴和外壳通过1个基准轴和1个基准面对齐，二级圆柱斜齿轮和输出轴通过1个基准轴和2个基准面对齐，输出轴上角接触球轴承和输出轴通过1个基准轴和1个基准面对齐，输出轴上轴套和输出轴通过1个基准轴和1个基准面对齐，外水套和输出轴通过1个基准轴和1个基准面对齐，钻头和输出轴通过1个基准轴和1个基准面对齐装配。

2.3传动轴的工程图 利用CAD软件绘制齿轮传动轴的工程图，如图2-3所示：