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CATIA加工编程之142齿面齿轮加工实例

作者:曾彪 发布时间:2018-11-02 浏览:

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一.操作要求

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1-1                                  1-2

如上图所示,这是一个齿数为142的面齿轮,其齿面如图1-2所示,根据齿轮的形状以及齿面的曲面特性。采用如下所示的毛坯模型,加工出齿轮的齿槽。

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1-3                                        1-4

二.操作原理

利用CATIA软件进行模型零件和毛坯零件的设计,对于毛坯的建立,CATIA软件提供两种毛坯创建方法,一种是利用Geometry Manager自动创建毛坯零件,这一创建毛坯的命令相对方便,但只能创建包容体类型的毛坯零件,对于圆管类毛坯零件的创建无法使用这一命令。另一种是手动创建毛坯零件,和目标文件装配在一起。这一毛坯创建方法相对灵活,适用于除包容体外的其他形状的毛坯。观察目标面齿轮的形状特性,宜采用管料类型的毛坯。

由于齿轮的齿面为曲面造型,因此为了提高加工精度以及避免过切,宜采用球刀进行加工,为了达到很好的加工效果,设置刀轴方向为垂直于齿面的方向。加工坐标系的原点设置为毛坯上表面的圆心,同时为避免换刀时刀具对零件造成碰撞划伤,设置以毛坯上端面为参考面,向刀轴上方偏置100mm的平面为安全平面。

 

三.工艺路线及加工过程分析

 

1. 工艺路线

如上图1-2中所示,齿槽由两个复杂的侧曲面以及一个底平面构成。因此先采用Roughing加工方法对毛坯进行粗加工处理,切除大量材料。再采用Sweeping的加工方法对粗加工后的齿槽侧曲面进行精加工处理,最后用Sweeping方法对齿槽的底平面进行精加工处理。加工出一个齿槽之后,采用刀具变换对刀路进行旋转变换,生成142个齿槽。具体参数如下表:

1

序号

加工方法

刀具参数

余量

加工区域

说明

1

Roughing

D2R1(直径为2的球刀)

0.2mm

整个齿槽

对齿槽粗加工过,去除大量材料

2

Sweeping

D1R0.5(直径为1的球刀)

0

齿槽侧曲面

对齿槽的侧曲面进行精加工,去除余量

3

Sweeping

D0.5R0.25(直径为0.5的球刀)

0

齿槽的底面

对齿槽的底面清根处理

(1)工序1具体参数如下:

a.几何参数

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3-1

选择整体几何体作为加工零件,加工边界选择如图3-1所示的边界曲线,设置加工最小厚度为0.3mm,加工侧为边界内侧,偏置为0,由于是粗加工,加工余量定义为0.2mm

b .刀具路径参数

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3-2

设置加工模式为通过区域,刀具路径方式为轮廓驱动,加工公差为0.01,切削模式为顺铣。

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3-3

径向参数设置进给为刀具的直径的50%

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3-4

设置最大下切深度为1mm

c .主轴转速以及进给率

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3-5

 

定义进刀进给300mm_mn,加工进给为2000mm_mn,退刀进给为2000mm_mn

d .定义进退刀路径

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3-6     

进刀退方式为径向,距离为10mm

(2)工序2具体参数如下:

a.几何参数

选择整体几何体作为加工零件,加工边界选择如图3-1所示的边界曲线,设置加工侧为边界内侧,偏置为0,由于是粗加工,由于是精加工,加工余量定义为0mm

b .刀具路径参数

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3-7

设置刀具路径方式为往复模式,加工公差为0.01

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3-8

径向参数设置上图3-8

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3-9

设置最大下切深度为1mm,层数设置为1层。

c .主轴转速以及进给率

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3-10

 

定义进刀进给300mm_mn,加工进给为2000mm_mn,退刀进给为2000mm_mn

d .定义进退刀路径

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3-11     

进刀退方式为径向,距离为10mm

 

(3)工序3具体参数如下:

a.几何参数

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3-12

选择整体几何体作为加工零件,加工边界选择如图3-12所示的边界曲线,加工余量定义为0

 

b .刀具路径参数

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3-13

设置径向参数如上图3-13所示。

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3-14

轴向参数设置如上图3-14所示,刀路层数为1,最大下切深度为1mm

c .主轴转速以及进给率

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3-15

定义进刀进给300mm_mn,加工进给为2000mm_mn,退刀进给为2000mm_mn

d .定义进退刀路径

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3-16     

进刀退方式为径向,距离为10mm

2. 加工过程

(1)工序1,粗加工齿槽。

如下图所示,3-17为生成的刀路,加工切除材料仿真如图3-18所示。

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3-17                                            3-18

(2)工序2,精加工侧曲面。

如下图所示,3-19为生成的刀路,加工切除材料仿真如图3-20所示。

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3-19                                         3-20

(3)工序3,精加工底平面。

如下图所示,图3-19为生成的刀路,加工切除材料仿真如图3-20所示

 

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3-21                                                 3-22

以上3道刀路仿真后结果如下:

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3-23

 

 

 

 

 

3. 余量与过切检测

1)余量分析

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3-24                                                    图3-25

观察图3-25所示的效果图与3-24的颜色相比对,发现铣削区域的残留材料较少,基本符合设计尺寸。

(2)过切分析

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3-26                                                 3-27

观察图3-27所示的效果图与3-26的颜色相比对,发现刀路无误。

下面是练习文件,读者可以观察视频学习详细的操作步骤:

 

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