高位自卸車課程設計CAD、CAE、CAM

1、成績:CAD/CAM/CAE設計實踐大作業(yè)課程:CAD/CAM/CAE設計實踐學期:XXXXXXXXXXXXX教師:XX時間:XX 年XX 月X日姓名(學號:XXXXXX年級、專業(yè):XXXXXXXXXXXX機械工程系圖2 高位自卸汽車卸貨 高位自卸汽車工作機構的CAD/CAM/CAE 設計1、 高位自卸汽車工作機構CAD/CAM/CAE 設計的意義目前國內(nèi)生產(chǎn)的自卸汽車其卸貨方式為散裝貨物沿汽車大梁卸下,卸貨高度都是固定的。若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些,目前的自卸汽車就難以滿足要求。為此需設計一種高位自卸汽車(圖1,它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨(圖2。由于所設計的是工

2、作機構,需要很直觀的表現(xiàn)機構的合理性,所以手動繪圖需要投入更多的人力和物力;手工繪圖難以直觀地表達復雜產(chǎn)品的裝配關系;沒有CAM 系統(tǒng),復雜曲面難以加工;雖然有CAD 的數(shù)據(jù)但是缺少CAM 系統(tǒng),顯然需要實際加工獲得初步的模型,這樣資源耗費過大;產(chǎn)品雖然完成了三維建模,但是不知道產(chǎn)品的強度是否滿足要求,CAE 則可以幫助用戶完成受力分析。由此可知,需要對高位自卸汽車工作機構進行CAD/CAM/CAE 設計,它不僅能縮短產(chǎn)品設計周期,降低設計成本,設計數(shù)據(jù)能有效地共享和充分地利用,設計階段就可以清楚地掌握其加工方式和力學性能,而且能夠很直觀的表現(xiàn)機構的合理性數(shù)據(jù),為投產(chǎn)掌握了理論數(shù)據(jù)。2、 高位

3、自卸汽車工作機構的CAD 過程主要產(chǎn)品模塊:車體、車廂、車架、后車門、滑槽、滑塊、桿1、桿2、液壓缸、Y 型桿、深溝球軸承、滑動軸承、銷釘、端蓋、墊片1、墊片2、螺釘裝配關系:焊接:車體與滑槽槽連接:滑塊與滑槽銷釘連接:桿1與滑塊、桿2與后車門、車廂與車架、車架與桿2、液壓缸與車架、Y 型桿與車廂、軸與桿1、滑動軸承與桿2剛性連接:深溝球軸承與車體、深溝球軸承與桿1、圓柱連接:Y 型桿與液壓缸對齊、配對:墊片1與桿1、端蓋與墊片1、墊片2與端蓋、螺釘與墊片2 端蓋的工程圖,見附件1。三維模型圖,見圖3:圖1自卸汽車 圖3三維模型3、高位自卸汽車工作機構的CAM過程選擇了端蓋來進行CAM模擬加工

4、,簡要過程:毛坯類型:鑄鐵 180*22的圓柱體機床類型:銑床默認刀具類型:M8平底刀、M6平底刀、M5平底刀、M19鉆孔刀加工過程簡述:視角為頂視圖,對端蓋外端進行標準挖槽,采用M5平底刀,加工方向:順銑,挖槽類型為:使用島嶼深度,切削方式為:平行環(huán)切,進刀模式為:螺旋形。視角為底視圖,對端蓋內(nèi)端進行標準挖槽,采用M8平底刀,加工方向:順銑,挖槽類型為:使用島嶼深度,切削方式為:平行環(huán)切,進刀模式為:螺旋形。視角為底視圖,對端蓋內(nèi)端斜圓槽進行標準挖槽,采用M6平底刀,加工方向:順銑,挖槽類型為:標準,切削方式為:平行環(huán)切,進刀模式為:螺旋形,深度切削:錐度斜壁。視角為頂視圖,采用M19鉆孔刀

5、對端蓋進行鉆孔。具體參數(shù)設置過程如下:Step1:選擇選擇“刀具路徑標準挖槽”,用M5平底刀進行加工,參數(shù)設置見圖4: 圖4刀具選擇切削參數(shù)設置如下圖5:圖5切削參數(shù)粗加工設置如圖6: 圖6粗加工設置精加工見圖7: 圖7精加工設置共同參數(shù)設置,采用了絕對座標,見圖8: 圖8Step2:點擊“進行模擬加工,得到1號刀加工后的圖形,如下圖9結果圖: 圖9 Step3:將視角換為底視圖,進行端蓋銑槽加工;Step4:對端蓋進行有錐角加工,選擇“刀具路徑標準挖槽”,用M6平底銑刀進行加工,參數(shù)設置如下圖10切削參數(shù): 圖10深度切削見圖11: 圖11得到的結果圖形如下圖12: 圖12 Step5:將視

6、角換為頂視圖,對端蓋進行鉆孔,選擇“刀具路徑鉆孔”,用M19鉆孔刀進行加工,參數(shù)設置如下,刀具設置見圖13: 圖13共同參數(shù)設置見圖14: 圖14補正方式設置見圖15: 圖15最終得到的加工圖形見圖16頂視圖、圖17底視圖: 圖16 圖17Step6:單擊,進行后處理,得到加工程序代碼:%O0000(TN100 G20N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90(G17:XY平面選擇;G40:刀具補償;G49:刀具偏置;G80:固定循環(huán)注銷 N104 T1 M6(換1號刀N106 G0 G90 G54 X53.421 Y-2.8775 A0. S2000 M3(建立加工坐標系,刀具旋

7、轉(zhuǎn)N108 G43 H1 Z15. (建立刀具長度補償N110 Z11.N112 G1 Z10.1 F300.N114 X53.3457 Y-2.7675 Z10.093 F500.N116 X53.2734 Y-2.6555 Z10.086N118 X53.2042 Y-2.5416 Z10.079N8470 M5 (主軸停止N8472 G91 G28 Z0.N8474 A0.N8476 M01 (計劃停止N8478 T3 M6 (換3號刀N8480 G0 G90 G54 X-70. Y0. A0. S1000 M3 (建立加工坐標系,刀具旋轉(zhuǎn)N8482 G43 H3 Z10.1 (建立刀具

8、長度補償N8484 G99 G81 Z-11.7082 R10.1 F300.N8486 X0. Y70.N8488 X70. Y0.N8490 X0. Y-70.N8492 G80N8494 M5 (主軸停止N8496 G91 G28 Z0. (Z軸回零N8498 G28 X0. Y0. A0. (XY軸回零N8500 M30 (程序結束%4、端蓋部件的CAE過程選擇了端蓋進行CAE,采用了PRO/E的Mechanica模塊進行受力分析,過程簡要:首先對端蓋進行材料設置,然后對端蓋進行受力分析并且設置力的大小和方向,接著對端蓋設置約束條件,而后進行Mechanica分析/研究,得出結果圖。具

9、體過程參數(shù)設置: Step1:首先對端蓋材料進行設置,單擊,設置參數(shù)如下圖18: 圖18Step2:對端蓋進行約束定義,根據(jù)裝配過程以及模型的分析,得出所受力的分布如下圖19端蓋外端、圖20端蓋內(nèi)側: 圖19 圖20單擊“”對端蓋的通孔進行位移約束,由于是連接在桿上的,所以都是固定約束,見圖21: 圖21Step3:單擊“”,對端蓋進行Mechanica分析/研究,分別進行了靜態(tài)、模態(tài)、疲勞分析,點擊開始運行,等待已完成后,再單擊,淺色區(qū)代表了應力最大區(qū)和應變最大區(qū)以及安全系數(shù)低的區(qū)域,結果如下,: 圖22靜態(tài)分析>條紋>應力>變形 圖23靜態(tài)分析>條紋>應力&g

10、t;無變形 圖24靜態(tài)分析>條紋>應變 圖25模態(tài)分析>條紋>位移>變形 圖26模態(tài)分析>圖形>應力>內(nèi)圓 圖27模態(tài)分析>圖形>應力>外圓 圖28疲勞分析>條紋>安全系數(shù)5、結論通過CAD/CAM/CAE設計,實現(xiàn)了對高位自卸汽車工作機構的設計、制造以及有限元分析,不僅縮短產(chǎn)品設計周期,降低設計成本,設計數(shù)據(jù)能有效地共享和充分地利用,設計階段就可以清楚地掌握其加工方式和力學性能,而且能夠很直觀的表現(xiàn)機構的合理性數(shù)據(jù),為投產(chǎn)掌握了理論數(shù)據(jù),對一個企業(yè)來講是非常經(jīng)濟的,也能提高自己產(chǎn)品的設計質(zhì)量,且能多元化的提出新的產(chǎn)品概念。高位自卸汽車工作機構的設計需改進地方:1.需掌握實際高位自卸車的構造,再融合設計的機構,這樣更能說明機構的合