1、 典型零件加工工艺过程模拟仿真摘要：本设计利用Pro/E完成了四种典型零件加工工艺的过程模拟,分别为轴类零件、齿轮类零件、套筒类零件和箱体类零件，并且有典型零件加工过程中的注意事项。通过对Pro/E软件的熟悉掌握，完成各类零件的绘制，着重体现了典型零件加工工艺的步骤。该设计旨在为学生和工人的工艺学习培训提供帮助，给学生和工人一个直观的的三维概念，提高学习效果以及加深记忆。关键词：工艺，Pro/E，过程模拟Typical parts machining process simulationAbstracts: This design using Pro/E to complete the pro
2、cess simulation of four kinds of typical parts processing process, shaft parts, gear parts, respectively, the sleeve parts and body parts, and the matters needing attention in the process of the typical parts processing. Based on Pro/E software of master, finish all kinds of parts, mainly embodies t
3、he typical parts processing steps. Which is designed to to help students and workers technology training, to students and workers of an intuitive 3 d concept, improve the learning effect and deepen our memory.Key words: process,Pro/E,process simulation目 录前 言11.轴类零件加工工艺过程模拟21.1轴类零件概述21.1.1轴类零件的功用与结构特
4、点21.1.2轴类零件的技术要求31.1.3轴类零件的材料、毛坯及热处理31.2轴类琴件加工工艺过程与工艺分析42.套筒类零件加工工艺过程模拟82.1套筒类零件概述82.1.1套筒零件的功用与结构特点82.1.3套筒零件的材料与毛坯92.2套筒.件加工工艺过程与工艺分析93齿轮类零件加工工艺过程模拟153.1圆柱齿轮类零件概述153.1.1圆柱齿轮的结构特点153.1.2圆柱齿轮传动的精度要求153.1.3精度等级与公差组153.2齿轮的材料、热处理与毛坯163.2.1齿轮的材料与热处理163.3圆柱齿轮的机械加工工艺过程及工艺分析174.箱体类零件加工工艺过程模拟244.1箱体零件概述244
5、.2箱体类零件加工过程模拟24总结30参考文献31致 谢321前 言机械制造业是国民经济的支柱产业，是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现。机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成产品的方法和过程。它是应先进工业和科学技术的发展需求而发展起来的。现代工业科学技术的发展又为制造业技术提供了近一步发展的技术支持，如新材料的使用、计算机技术、微电子技术、控制理论与技术、信息处理技术、测试技术、人工智能理论与技术的发展与应用都促进了制作工艺技术的发展。现代机械制造中较多的采用了数控机床、机器人、柔性制造的单元和系统等高技术的集成，来满足产品个性化和多样化的要求。零件的机械加工工艺规程是指导车间生产的
6、主要技术文件、生产准备和管理准备的重要资料、新建或扩建工厂和车间的基本依据、还便于交流与推广先进经验。生产前用它做生产准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。正确的工艺规程可以确保产品质量，提高生产效率，降低成本和安全生产。 所以工艺课程是每一个机械行业的人员必须学习的课程，但是一般的工艺教材中只是利用二维图进行编写，研究本课题的意义就在于利用Pro/E进行典型零件的绘制，为机械加工工艺过程卡片提供三维的图片。这样可以让学生和工人学习工艺课程的时候可以更加直观，提高学习效果以及加深记忆。201.轴类零件加工工艺过程模拟1.1轴类零件概述1.1.1轴类零件的功用与结构特点轴类零件是
7、机器中的主要零件之一，它的主要功能是支承传动件(齿轮、带轮、离合器等)和传递转矩。常见轴的种类如图1-1所示。图1-1轴的种类a)光轴b)空心轴c)半轴d)阶梯轴e)花键釉f)偏心轴g)十字轴h)凸轮轴从轴类零件的结构特征来看，它们都是长度L大于直径d的旋转体零件，若L/d12，通常称为钢性轴，而L/d12，则称为挠性轴。其加工表面主要有内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。1.1.2轴类零件的技术要求a）尺寸精度轴类零件的支承轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面，它影响轴的旋转精度与工作状态。通常对其尺寸精度要求较高，为IT5-IT7;装配传动件的轴颈尺寸精度要求可低一些，为IT6
8、-IT9。b）形状精度轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般应将其限制在尺寸公差范围内，对精度要求高的轴，应在图样上标注其形状公差。c）位置精度保证配合轴颈装配传动件的轴颈)相对支承轴颈(装配轴承的轴颈)的同轴度或跳动量，是轴类零件位置精度的普遍要求，它会影响传动件(齿轮等)的传动精度二普通精度轴的配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动。一般规定为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。d）表面粗糙度一般与传动件相配合的轴须的表面粗糙度Ra值为2.5-0,63m，与轴承相配合的支承轴颈的表面粗糙度Ra值为0.63-0.16m。1.1.3轴类零件的材料、毛坯及热处理
9、a）轴类零件的材料轴类零件应根据不同工作条件和使用要求选用不同的材料和不同的热处理，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是一般轴类零件常用的材料，经过调质可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合力学性能，重要表面经局部淬火后再回火，表面硬度可达45-52HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴，这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学性能。轴承钢GCr15和弹簧钢651Mn可制造较高精度的轴，这类钢经调质和表面高频感应加热淬火后再回火，表面硬度可达50-58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和耐磨性。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMoTi
10、、20Mn2B等低碳合金钢或3CrMoAL中碳合金渗氮钢，低碳合金钢经正火和渗碳淬火处理后可获得很高的表面硬度、较软的芯部，因此耐冲击韧性好，但缺点是热处理变形较大;面对于渗氮钢，由于渗氮温度比淬火低，经调质和表面渗氮后，变形很小面硬度却很高，具有很好的耐磨性和耐疲劳强度。b）轴类零件的毛坯轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴(如曲轴)，在质量允许时才采用铸件。由于毛坯经过加热锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及坑扭强度，所以除光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒料外，一般比较重要的轴大都采用锻件，这样既可改变力学性能，又能
11、节约材料、减少机械加工量。根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。自由锻设备简单、容易投产，但所锻毛坯精度较差、加工余量大且不易锻造形状复杂的毛坯，所以多用于中小批生产;模锻的毛坯制造精度高、加工余量小、生产率高，可以锻造形状复杂的毛坯，但模锻需昂贵的设备和专用锻模，所以只适用于大批量生产。另外，对于一些大型轴类零件，例如低速船用柴油机曲轴，还可采用组合毛坯，即将轴预先分成几段毛坯，经各自锻造加工后，再采用红套等过盈连接方法拼装成整体毛坯。c）轴类零件的热处理轴的质量除与所选钢材种类有关外，还与热处理有关。轴的锻造毛坯在机械加工之前，均需进行正火或退火处理(碳的质量分数大于0.7
12、铸的碳钢和合金钢)，使钢材的晶粒细化(或球化)，以消除锻造后的残余应力，降低毛坯硬度。改善切削加工性能。凡要求局部表面淬火以提高耐磨性的轴，须在淬火前安排调质处理(有的采用正火)。当毛坯加工余量较大时，调质放在粗车之后、半精车之前，使粗加工产生的残余应力能在调质时消除;当毛坯余量较小时，调质可安排在粗车之前进行。表面淬火一般放在精加上之前，可保证淬火引起的局部变形在精加工中得到纠正。对于精度要求较高的轴，在局部淬火和粗磨之后，还需安排低温时效处理，以消除淬火及磨削中产生的残余应力和残余奥氏体，控制尺寸稳定;对于整体淬火的精密主轴，在淬火粗磨后，要经过较长时间的低温时效处理;对于精度更高的主轴，
13、在淬火之后，还要进行定性处理，定性处理一般采用冰冷处理方法，以进一步消除加工应力，保持主轴精度。1.2轴类琴件加工工艺过程与工艺分析轴类零件的加工工艺过程随结构形状、技术要求、材料种类、生产批量等因素有所差异。日常工艺工作中遇到的大量工作是一般轴的工艺编制.其中机床空心主轴涉及到轴类零件加工中的许多基本工艺问题，是轴类零件中很有代表性的零件。下表为设计的典型轴类零件加工过程模拟，零件为齿轮传动轴。机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片零件名称齿轮传动轴工序号工序名称工 序 内 容工序图加工设备夹具名称0锻造5车1. 以左端外圆面定位，加工中部、右端、光右端面（保持有效总长243）打中心孔；2.
14、 以4050外圆面定位，加工左端、光左端面、打中心孔CA6140三爪卡盘10粗车见图CA6140三爪卡盘，尾顶尖15精车（调头）见图CA6140三爪卡盘，尾顶尖20检验图略25热处理调质25HRC-29HRC图略30研磨顶尖孔研去两端60锥面的氧化皮图略C618三爪卡盘35精车CA614040精车（调头）CA6140桃形夹头，双顶尖45铣铣两处键槽X52K铣床，轴用虎钳（或V形铁）50检验检验35、40、45道工序尺寸图略55磨磨四处外圆柱面，同时靠平三处太界面（分两次定位安装）M1432A或（M1332）桃形夹头，死顶尖60钳去两键槽周边毛刺R0.1图略65洗涤1. 用汽油精洗整个零件表面2. 压缩空气吹干图略70总检（按零件图）图略75油封入库1. 黄油涂抹整个零件表面2. 油蜡纸包装3. 入库图略2.套筒类零件加工工艺过程模拟2.1套筒类零件概述2.1.1套筒零件的功用与结构特点 套筒零件是机械中常见的一种零件，通常起支承或导向作用。它的应用范围很广，例如支承旋转轴上的各种形式的轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机上的气缸套以及液压缸等，图2-1为套筒零件示例。 图2-1套筒零件示例a、b)滑动轴承c）钻套d）轴承衬套e）气缸套f)液压缸由于它们功用不同，套筒零件的结构和尺寸有着很大的差别，但
