飛機減速系統(tǒng)殼體類零件三維設計與加工仿真論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計論文</b></p><p>　　題 目 飛機減速系統(tǒng)殼體類零件 </p><p>　　三維設計與加工仿真 </p><p>　　專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　學生姓名 </p><p&

2、gt;　　指導教師 </p><p>　　畢業(yè)時間 2014.6 </p><p><b>　　畢業(yè) 任務書</b></p><p><b>　　一、題目</b></p><p>　　飛機減速系統(tǒng)殼體類零件三維設計與加工

3、仿真</p><p>　　二、指導思想和目的要求</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）是培養(yǎng)學生自學能力、綜合應用能力、獨立工作能力的重要教學實踐環(huán)節(jié)。</p><p>　　在畢業(yè)設計中，學生應獨立承擔一部分比較完整的工程技術設計任務。要求學生發(fā)揮主觀能動性，積極性和創(chuàng)造性，在畢業(yè)設計中著重培養(yǎng)獨立工作能力和分析解決問題的能力，嚴謹踏實的工作作風，理論聯(lián)系實際，以嚴

4、謹認真的科學態(tài)度，進行有創(chuàng)造性的工作，認真、按時完成任務。</p><p><b>　　三、主要技術指標</b></p><p>　　1、pdf零件圖一張；</p><p>　　2、三維實體模型一個；</p><p>　　3、實體加工仿真NC程序一個；</p><p>　　4、加工仿真驗證結果；&

5、lt;/p><p>　　5、設計說明書一份；</p><p><b>　　四、進度和要求</b></p><p>　　1、查閱和翻譯相關機械專業(yè)英語文獻（1周）</p><p>　　2、認真分析圖紙，把握零件結構。（2周）</p><p>　　3、用UG繪制零件圖形，完成三維造型（3-5周）</

6、p><p>　　4、查閱有關仿真加工資料，設計出仿真加工的方式方法（6-7周）</p><p>　　5、完成仿真加工及驗證（8-12周）</p><p>　　6、撰寫畢業(yè)論文（13-14周）</p><p>　　7、論文打印及答辯（15-16周）</p><p>　　五、主要參考書及參考資料</p><

7、p>　　[1]、詹熙達,catiav5r20快速入門教程. 機械工業(yè)出版社2011</p><p>　　[2]、網絡教程（httpwww.cad1.cn）CATIA編程入門視頻教程</p><p>　　[3]、馬蘭，機械制圖，機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[4]、施平., 機械工程專業(yè)英語教程. 第二版. 2008</p><

8、;p>　　[5]、吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊，第3版2006</p><p>　　[6]、王素玉, 高速切削加工表面質量的研究.山東大學博士論文，2006</p><p>　　[7]、宋愛平，CAD/CAM技術綜合實訓指導書，機械工業(yè)出版社，2012</p><p>　　學生 吳江波 指導教師 高云龍 系主任 &

9、lt;/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，隨著數(shù)控技術與仿真技術的發(fā)展，在現(xiàn)代制造工業(yè)中，性能良好的加工中心設備和數(shù)控仿真技術使許多零件的加工更為方便，使得產品質量和加工效率都有所 近年來，隨著數(shù)控技術與仿真技術的發(fā)展，在現(xiàn)代制造工業(yè)中，性能良好提高。利用這些設備如何能高效地加工出更為優(yōu)質的零件，已成為企業(yè)關心的問題。</p&g

10、t;<p>　　而在現(xiàn)代工業(yè)生產中，大部分的產品都需要進行三維造型與實體加工仿真，本文以電視盒零件為例，應用CATIA軟件，結合專業(yè)課程理論，進行三維造型與實體加工仿真。首先對電視盒的結構進行分析，構思實體造型思路，通過UG里面的建模模塊，應用拉伸，旋轉，布爾運算等特征功能對實體進行造型。通過對實體的造型，根據(jù)實體結構的分析確定了加工思路，通過CATIA的加工模塊，應用設置刀具，選擇毛坯，生成刀軌等特征功能對實體進行加工。

11、對飛機減速系統(tǒng)殼體類零件的三維造型及實體加工仿真進行了深入的探究，詳細介紹了三維造型的過程。</p><p>　　通過對殼體類零件實體加工仿真，可以縮短產品開發(fā)周期，降低生產成本，提高產品質量和生產效率，激發(fā)我國制造業(yè)發(fā)展的新思路，促進我國制造業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　關鍵詞: CATIA,殼體類零件，三維造型,加工仿真 </p><p><b>　

12、　ABSTRACT</b></p><p>　　In recent years,with the development of computer technology and simulation technology, in the modern manufacturing industry, good performance of the machining center and CNC simu

13、lation technology to make it more convenient in many parts of the processing,it makes the product quality and processing efficiency has increased in.How to use these devices to make more efficient processing of the high-

14、quality parts, has become a business concern. </p><p>　　In modern industrial production, most of the products need to be 3D modelling and simulation entity processing, based on the TV box parts as an example

15、, the application of CATIA software, combining the theory of professional courses, 3D modelling and simulation entity processing. First carries on the analysis about the structure of TV box, thinking entity modelling ide

16、a, through the modeling module in UG, application of stretching, rotating, characteristic functions such as Boolean operation on </p><p>　　Through to the shell parts 3D modelling and simulation entity proce

17、ssing, can shorten the product development cycle, reduce production cost, improve product quality and production efficiency, and stimulate new train of thought on the development of manufacturing industry in our country,

18、 promote the development of manufacturing industry in our country. </p><p>　　KEY WORDS: CATIA, Shell parts, 3D modelling, machining simulati</p><p><b>　　目錄</b></p><p>&

19、lt;b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第一章 緒論1</p><p>　　1.1 選題的背景1</p><p>　　1.2 課題研究的目的意義和主要內容2</p><p>　　第二章 零件結構分析與工藝流程3</p>

20、<p>　　2.1零件圖分析3</p><p>　　2.2 加工流程4</p><p>　　第三章 零件三維建模設計5</p><p>　　3.1 CATIA簡介6</p><p>　　3.2 CATIA的特點6</p><p>　　3.3零件的三維建模7</p><p&g

21、t;　　第四章 零件的仿真加工19</p><p>　　4.1 CAM簡介19</p><p>　　4.1.1數(shù)控加工仿真技術19</p><p>　　4.1.2虛擬數(shù)控加工的主要流程19</p><p>　　4.2仿真加工20</p><p>　　4.2.1 創(chuàng)建毛胚20</p><p

22、>　　4.2.2創(chuàng)建坐標系21</p><p>　　4.2.3 零件操作定義22</p><p>　　4.2.4 零件的加工操作24</p><p>　　4.2.5刀路仿真27</p><p>　　4.2.6 后處理28</p><p>　　第五章 總結32</p><p&g

23、t;　　參 考 文 獻33</p><p><b>　　致 謝34</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計小結35</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 選題的背景</b><

24、/p><p>　　制造業(yè)是一個國家經濟發(fā)展的基礎，當今世界任何經濟實力強大的國家都擁有發(fā)達的制造業(yè)，美日德英法等國家之所以被稱為發(fā)達國家，很大程度上是由于他們擁有世界上最發(fā)達的制造業(yè)。我國在大力推進國民經濟胡的同時，必須清楚的認識到，制造業(yè)是現(xiàn)代國民經濟的支柱?，F(xiàn)階段我國機械制造業(yè)較落后。一些精密、復雜、長壽命的零件每年仍需大量進口。為使我國機械制造業(yè)有較大發(fā)展，一些特殊零件的研究應得到足夠的重視。</p>

25、;<p>　　在飛速發(fā)展的工業(yè)和日益激烈的市場競爭中，企業(yè)需要進一步縮短產品的生產周期并不斷提高產品的加工質量。在數(shù)控機床和數(shù)控加工中心非常普及的今天，切實的提高數(shù)控加工水平是縮短產品生產周期、提高產品加工質量的重要手段之一。而在實際的數(shù)控加工過程中，數(shù)控加工程序的質量是評定數(shù)控加工水平的一個重要指標，是影響零件加工質量和加工效率的關鍵因素之一。因此，如何保證數(shù)控加工程序的正確性、如何實現(xiàn)數(shù)控程序的優(yōu)化、如何減少數(shù)控機床的

26、安全隱患以及如何提高數(shù)控設備利用率就成為了當今制造業(yè)必須面臨的幾個關鍵問題。</p><p>　　然而現(xiàn)有的編程方法都難以保證所編數(shù)控程序能夠完全正確，容易出現(xiàn)諸如無效運動過多、過切或欠切、刀具或切削參數(shù)選擇不合理、干涉或碰撞等問題。傳統(tǒng)的數(shù)控程序的檢驗方法費時、費力代價太大。利用計算機模擬加工技術可避免很多傳統(tǒng)檢驗方法的弊端，大大提高了效率，很大程度上降低了成本。 </p><p&g

27、t;　　面向虛擬制造的虛擬數(shù)控加工是隨著計算機技術，CAD/CAM技術和系統(tǒng)仿真技術等的發(fā)展而發(fā)展起來的。是我們的加工業(yè)向自動化方向發(fā)展邁進了腳步。</p><p>　　本課題以箱體模型為研究對象，一方面通過CATIA軟件建立零件的實體模型，通過數(shù)控自動編程規(guī)劃刀具路徑，生成刀位文件。后經過后置處理生成適用于相應機床的G代碼程序。高效高質量得生成加工程序，從而大大提高加工效率，縮短開發(fā)周期，降低生產成本。<

28、/p><p>　　1.2 課題研究的目的意義和主要內容</p><p>　　本次畢業(yè)設計主要就飛機減速系統(tǒng)殼體類零件實體建模與加工仿真進行研究。在對本課題的研究中，根據(jù)航空發(fā)動機復雜殼體類零件的結構特點，利用切割的思想實現(xiàn)三維建模，進而進行加工模擬及NC編程。</p><p>　　在整個設計過程中,我們將加深對零件結構的認識；認真分析零件圖,可以培養(yǎng)我們獨立識圖能力,增

29、強我們對零件圖的認識和了解,通過對零件圖的繪制,能增強我們的繪圖能力和運用CATIA 軟件的能力。對于工件的安裝及夾緊，刀具的選用，零件的加工流程等等有深刻的認識和切身體會，為以后的工作奠定了基礎。</p><p>　　殼體的結構復雜。航空類殼體零件一般由許多不規(guī)則型腔和型面組成，且孔距精度要求高，殼體的壁薄厚不均，由于設計要求高，從而加工難度大，導致制造周期過長，這也是制約航空發(fā)動機燃油附件產品研制生產的瓶頸。

30、針對該殼體零件結構特點進行了深入研究，利用CATIA 軟件進行虛擬加工仿真。該方法既可提高生產效率，又可保證加工零件的質量。并能及早發(fā)現(xiàn)和暴露實際加工中可能隱藏的質量問題。</p><p>　　由于在學校期間我們沒有接觸過CATIA軟件，所以在本次實際過程中需要我們自學此軟件，鍛煉了我們的自學能力，為以后工作奠定了基礎?？梢哉f這次設計是我們能夠更好地適應社會不可缺少的經歷。</p><p>

31、;　　第二章 零件結構分析與工藝流程</p><p><b>　　2.1零件圖分析</b></p><p>　　圖（2-1）零件二維圖一</p><p>　　分析零件圖（2-1），（2-2），（2-3）可知：</p><p>　　1. 零件涉及體、曲面、鉆孔、螺紋等造型方法。</p><p>

32、　　2. 零件可以通過建立草圖、凸臺、旋轉槽、邊倒圓等常用命令進行造型。</p><p>　　3. 為了保證加工精度先進行立加，然后五軸加工，兩次裝夾即可完成，避免了過多的定位誤差，大大提高加工精度。</p><p>　　4. 該零件包括曲面、孔、型腔等結構，形狀比較復雜，但是工序相對容易，表面質量和精度要求不高，所以綜合考慮，工序安排比較關鍵。</p><p>　

33、　圖（2-2）零件二維圖二</p><p>　　5. 為了保證加工精度和表面質量，按照先主后次、先近后遠、先里后外、 先粗加工后精加工的原則依次劃分工序加工。</p><p>　　圖（2-3）零件二維圖三</p><p><b>　　2.2 加工流程 </b></p><p>

34、　　由于零件比較復雜，一次裝夾不能夠滿足加工要求，同時為了減少多次裝夾帶來的誤差，采取兩次裝夾來完成零件的加工 。零件涉及到平面、槽、輪廓、通孔、斜孔等 ，采取加工中心；同時由于要加工斜孔，五軸才能滿足加工要求。</p><p><b>　　圖（2-4）截面圖</b></p><p>　　加工時，需要先加工出燕尾，如圖（2-4）中粗實線部分， 然后立加，再五軸加工。加

35、工過程中為了保證加工精度，避免多次選取基準帶來誤差，在整個加工過程中應選取圖（2-4）中下表面為基準。如果采取燕尾即粗實線所在平面為基準，則在五軸加工銑去燕尾時會加工立加過程中的基準，會造成很多尺寸的變化，而以圖（2-4）中下表面為基準則可避免此弊端。</p><p><b>　　加工路線如下：</b></p><p>　　圖（2-5）加工路線</p>

36、<p>　　第三章 零件三維建模設計</p><p>　　CAD/CAM集成實質上是指在CAD、CAM各模塊之間形成相關信息的自動傳遞與轉換。集成的CAD/CAM系統(tǒng)借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網絡通訊技術以及標準格式的中性文件接口，把分散于機型各異的計算機中的CAD/CAM模塊高效地集成起來，實現(xiàn)軟、硬件資源共享，保證系統(tǒng)內信息的流動暢通無阻。</p><p>　　CAD/CAM技

37、術經過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機、小型機、工作站、微機時代，每個時代都有當時流行的CAD/CAM軟件。現(xiàn)在，工作站和微機平臺CAD/CAM軟件已經占據(jù)主導地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件，其中以法國著名飛機制造公司Dassau1開發(fā)的CATIA 軟件最具代表性，目前CATIA軟件已經在汽車、航空航天、機械制造等領域得到越來越廣泛的應用。</p><p>　　3.1 CATIA簡介</p&

38、gt;<p>　　CATIA是由法國著名飛機制造公司Dassau1t開發(fā)的CAD/CAM/CAE/PDM應用系統(tǒng)，CATIA起源于航空工業(yè)，其最大的標志客戶即美國波音公司，波音公司通過CATIA建立起了一整套無紙飛機生產系統(tǒng)，取得了重大的成功。 </p><p>　　CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產品整個開發(fā)過程的工作環(huán)境。在這個環(huán)境中，可以對產品開發(fā)過程的各個方面進行仿真，并能夠

39、實現(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產品整個開發(fā)過程包括概念設計、詳細設計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護。 作為世界領先的CAD/CAM軟件，CATIA可以幫助用戶完成大到飛機小到螺絲刀的設計及制造，它提供了完備的設計能力：從2D到3D到技術指標化建模，同時，作為一個完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機械設計、工程分析及仿真和加工等功能有機地結合，為用戶提供嚴密的無紙工作環(huán)境從而達到縮短設計生產時間、

40、提高加工質量及降低費用的效果。</p><p>　　3.2 CATIA的特點</p><p>　　1.重新構造的新一代體系結構 為確保CATIA產品系列的發(fā)展，CATIA V5新的體系結構突破傳統(tǒng)的設計技術，采用了新一代的技術和標準，可快速地適應企業(yè)的業(yè)務發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。 </p><p>　　2.支持不同應用層次的可擴充性 CATIA

41、V5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺可以進行靈活的搭配組合，可為產品開發(fā)鏈中的每個專業(yè)成員配置最合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司的需要。</p><p>　　3.與NT和UNIX硬件平臺的獨立性 CATIA V5是在Windows NT平臺和UNIX平臺上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應用支持。CATIA V5在Wind

42、ows平臺的應用可使設計師更加簡便地同辦公應用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而UNIX平臺上NT風格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺上高效地處理復雜的工作。</p><p>　　4.專用知識的捕捉和重復使用 CATIA V5結合了顯式知識規(guī)則的優(yōu)點，可在設計過程中交互式捕捉設計意圖，定義產品的性能和變化。隱式的經驗知識變成了顯式的專用知識，提高了設計的自動化程度，降低了設計錯誤的風險。</p><p&g

43、t;　　3.3零件的三維建模</p><p>　　1.打開CATIA，新建一個零件模型，并命名為“part.CATPart”。</p><p>　　圖（3-1）新建零件圖</p><p>　　點擊 開始——機械設計——零件設計—— 輸入文件名“part”——確定，如圖（3-1）。單擊【草圖】指令，繪制如圖（3-2）所示的草圖。</p><p&g

44、t;　　圖（3-2）繪制草圖及尺寸</p><p>　　完成草圖后，單擊【凸臺】指令，彈出【凸臺】對話框，選中草圖并在【凸臺】對話框的【長度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-3）所示。</p><p>　　圖（3-3）凸臺特征生成圖</p><p>　　2單擊【草圖】指令選定草圖平面，繪制如圖（3-4）所示的草圖。完成草圖后，單擊【凸臺】指令，彈出【凸臺】對話框，選中草

45、圖并在【凸臺】對話框的【長度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-5）所示。</p><p>　　圖（3-4）繪制草圖及尺寸 圖（3-5）凸臺特征生成圖</p><p>　　3.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-6）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-7）所示。</p

46、><p>　　圖（3-6）繪制草圖及尺寸 圖（3-7）凹槽特征生成圖</p><p>　　4.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-8）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-9）所示。</p><p>　　圖（3-8）繪制草圖及尺寸 圖 （3

47、-9）凹槽特征生成圖</p><p>　　5.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-10）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-11）所示。</p><p>　　圖（3-10）繪制草圖及尺寸 圖（3-11）凹槽特征生成圖</p><p>　　6.單擊【草圖】

48、選定草圖平面，繪制如圖（3-12）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-13）所示。</p><p>　　圖（3-12）繪制草圖及尺寸 圖（3-13）凹槽特征生成圖</p><p>　　7.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-14）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話

49、框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-15）所示。</p><p>　　圖（3-14）繪制草圖及尺寸 圖（3-15）凹槽特征生成圖</p><p>　　8.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-16）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸。如圖（3-17）所示。&l

50、t;/p><p>　　圖（3-16）繪制草圖及尺寸 圖（3-17）凹槽特征生成圖</p><p>　　9.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-18）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-19）所示。</p><p>　　圖（3-18）繪制草圖及尺寸 圖 （3-1

51、9）凹槽特征生成圖</p><p>　　10.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-20）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-21）所示。</p><p>　　圖（3-20）繪制草圖及尺寸 圖（3-21）凹槽特征生成圖</p><p>　　11.單擊【草圖】選定草圖平

52、面，繪制如圖（3-22）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-23）所示。</p><p>　　圖（3-22）繪制草圖及尺寸 圖（3-23）凹槽特征生成圖</p><p>　　12.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-24）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中

53、草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-25）所示。</p><p>　　圖（3-24）繪制草圖及尺寸 圖（3-25）凹槽特征生成圖</p><p>　　13.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-26）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-27）所示。</p&g

54、t;<p>　　圖（3-26）繪制草圖及尺寸 圖（3-27）凹槽特征生成圖</p><p>　　14.單擊【草圖】選定草圖平面，繪制如圖（3-28）草圖。完成草圖后退出，單擊【凹槽】指令，彈出【凹槽】對話框，選中草圖并在【凹槽】對話框的【深度】文本框中輸入尺寸，如圖（3-29）所示。</p><p>　　圖（3-28）繪制草圖及尺寸 圖

55、（3-29）凹槽特征生成圖</p><p>　　15.由于旋轉體軸線沒有在任何一個現(xiàn)有的平面，故需要建一個輔助平面。</p><p>　　選定一個與所需平面平行的平面，偏移輸入偏移尺寸既得如圖（3-30），</p><p>　　圖（3-30）創(chuàng)建輔助平面</p><p>　　單擊【草圖】選定所建草繪平面，繪制草圖。如圖（3-31）所示<

56、/p><p>　　完成草圖后退出，單擊【旋轉槽】指令，彈出【旋轉槽】對話框，選中草圖并在【旋轉槽】對話框中選擇旋轉軸線，預覽無錯后，確定既得如圖（3-32）所示。</p><p>　　圖（3-31）繪制草圖及尺寸 圖（3-32）旋轉槽特征生成圖</p><p>　　16.由于旋轉體軸線沒有在任何一個現(xiàn)有的平面，故需要建一個輔助平面。</p&g

57、t;<p>　　選定一個與所需平面平行的平面，偏移輸入偏移尺寸既得如圖（3-33）所示。</p><p>　　圖（3-33）創(chuàng)建輔助平面</p><p>　　單擊【草圖】選定所建草繪平面，繪制草圖。如圖（3-34）所示,完成草圖后退出，單擊【旋轉槽】指令，彈出【旋轉槽】對話框，選中草圖并在【旋轉槽】對話框中選擇旋轉軸線，預覽無錯后，確定既得如圖（3-35）所示。</p&

58、gt;<p>　　圖（3-34）繪制草圖及尺寸 圖（3-35）旋轉槽特征生成圖</p><p>　　17.由于旋轉體軸線沒有在任何一個現(xiàn)有的平面，故需要建一個輔助平面。</p><p>　　選定一個與所需平面平行的平面，偏移輸入偏移尺寸既得如圖（3-36）所示</p><p>　　圖（3-36）創(chuàng)建輔助平面</p>&l

59、t;p>　　單擊【草圖】選定所建草繪平面，繪制草圖。如圖（3-37）所示完成草圖后退出，單擊【旋轉槽】指令，彈出【旋轉槽】對話框，選中草圖并在【旋轉槽】對話框中選擇旋轉軸線，預覽無錯后，確定既得如圖（3-38）所示。</p><p>　　圖（3-37）繪制草圖及尺寸 圖（3-38）旋轉槽特征生成圖</p><p>　　18.由于旋轉槽比較多，在此就不一一列出，省略一些旋

60、轉槽步驟，然后根據(jù)圖紙把所需部位倒角既得，如圖（3-39）所示</p><p>　　圖（3-39）零件模型</p><p>　　第四章 零件的仿真加工</p><p><b>　　4.1 CAM簡介</b></p><p>　　計算機數(shù)控仿真是應用計算機技術對數(shù)控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向實際生產過

61、程的機床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個學生，對數(shù)控加工建立感性認識，可以反復動手進行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設備昂貴和有一定危險性，很難做到一人一機的問題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術的實用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用。</p><p>　　面向虛擬制造的虛擬數(shù)控加工是各種制造仿真技術的集成，其核心是建模技術、數(shù)控編程技術和數(shù)控加工仿真技術等。</p><p>　　

62、數(shù)控加工編程是指根據(jù)圖樣規(guī)定的技術特性、幾何尺寸及工藝要求等，加以必要的分析和處理，確定出合理的加工工藝，生成合理刀的位軌跡，然后通過后置處理生成機床可識別的數(shù)控程序并加以校驗的過程。數(shù)控加工程序的編制目前主要有手工編程和自動編程兩種方法。自動編程由計算機繪制刀軌，節(jié)財省時，大大提高了編程效率，而且編程人員可及時發(fā)現(xiàn)錯誤并進行修改，同時避免了繁瑣的人工數(shù)值計算，解決了復雜零件手工編程難的問題。</p><p>　

63、　4.1.1數(shù)控加工仿真技術</p><p>　　數(shù)控加工仿真集制造技術、機床控制理論、CAD、CAM、建模和仿真于一體，是數(shù)控機床在虛擬環(huán)境中的映射。此技術可以直觀、形象地模擬數(shù)控加工的全過程，實現(xiàn)切削過程中刀具的運動及切削狀態(tài)的三維顯示，可以實時觀察過切、欠切、碰撞和干涉等情況，是驗證數(shù)控程序可靠性和預測切削加工情況的良好工具。</p><p>　　4.1.2虛擬數(shù)控加工的主要流程&l

64、t;/p><p>　　虛擬數(shù)控加工的整個過程是通過計算機來實現(xiàn)的，是虛擬建模技術、數(shù)控加工編程技術和數(shù)控加工仿真技術的集成。一方面根據(jù)提取的零件參數(shù)，繪制零件的幾何模型，分析零件的加工工藝，選擇合適的數(shù)控編程模塊生成加工刀位數(shù)據(jù)文件，再經過后置處理自動生成適合特定機床的數(shù)控程序；另一方面構建虛擬加工環(huán)境，以生成的數(shù)控程序或刀位文件為驅動，動態(tài)仿真零件加工的整個過程，檢查加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉等問題，并對加工質量進行評

65、估。 </p><p>　　4 .1.3 基于CATIA-CAM的刀位軌跡的生成</p><p>　　合理的刀位軌跡是保證零件質量的關鍵，零件越復雜，程序越容易出錯。因此，研究零件的刀位軌跡十分必要。通過CATIA-CAM進行數(shù)控自動編程生成刀位軌跡既方便又準確。</p><p><b>　　4.2仿真加工</b></p><

66、;p>　　4.2.1 創(chuàng)建毛胚</p><p>　　1.單擊桌面上的CATIA V5R21圖標，啟動并進入CATIA V5R20軟件界面。</p><p>　　2. 單擊標準工具欄上的打開圖標，系統(tǒng)打開文件選擇對話框，選擇合適的路徑，找到并雙擊文件進入零件設計界面。</p><p>　　圖（4-1）創(chuàng)建零件加工</p><p>　　3.

67、 執(zhí)行菜單中的開始—加工—曲面加工命令，進入曲面加工界面。</p><p>　　如圖（4-1）所示。</p><p>　　4. 單擊如圖所示幾何管理工具欄上的創(chuàng)建毛胚圖標，系統(tǒng)彈出如圖4-1所示的毛胚創(chuàng)建對話框，在該對話框的目標下的特征樹中單擊，系統(tǒng)彈出如圖4-1所示的是創(chuàng)建幾何體提示窗口，單擊是按鈕，在對話框的零部件下的特征樹中單擊特征樹中的. 零件幾何體 ，在對話框中的X，Y，Z的最大

68、值，最小值的數(shù)值框中輸入相應數(shù)值，輸入完畢后，DX,DY,DZ隨之變化。單擊對話框中的OK按鈕，系統(tǒng)自動生成如圖4-2毛胚。在你特征樹中增加了結點。如圖（4-2）（4-3）所示</p><p>　　圖（4-2）建立毛坯 圖（4-3）建立毛坯完成</p><p>　　4.2.2創(chuàng)建坐標系</p><p>　　1.創(chuàng)建定義坐標系要用到的

69、參考點。在模型樹中雙擊，系統(tǒng)進入零件設計界面。單擊如圖（4-4）所示的參考元素工具欄上的圖標，在毛胚上選取坐標點。</p><p>　　2.單擊模型樹中的加工設定結點，系統(tǒng)返回曲面加工界面。</p><p>　　3.單擊加工特征欄上的圖標，系統(tǒng)彈出加工坐標系對話框。單擊對話框中的坐標系圓點位置，對話框消失，到圖形區(qū)單擊步驟一建立的參考點，系統(tǒng)重新彈出如圖（4-4）的對話框，現(xiàn)在對話框中的坐

70、標系由紅色變?yōu)榫G色，表示在參考點處創(chuàng)建了新的加工坐標系，單機確定，結束加工坐標系創(chuàng)建。</p><p>　　圖（4-4）加工坐標系 </p><p>　　4.2.3 零件操作定義</p><p>　　零件操作定義主要是設置數(shù)控加工用的機床、加工的坐標系統(tǒng)、加工的目標零件、用于加工的目標零件毛胚、安全平面等內容。</p><p>　　1.在PP

71、R特征樹中雙擊“加工設定”，系統(tǒng)彈出如圖（4-5）所示的零件操作對話框。在零件操作對話框中單擊機床按鈕 ，系統(tǒng)彈出如圖（4-5）所示的數(shù)</p><p>　　圖（4-5）數(shù)控機床編輯器</p><p>　　控機床編輯器對話框。保持默認狀態(tài)，選擇5軸機床，單擊確認，返回如圖（4-6）的對話框，此時在機床按鈕后面的信息欄中出現(xiàn)5軸機床樣。在PPR特征樹中的加工資源結點出現(xiàn)了床名字。</p

72、><p>　　圖（4-6）機床選擇</p><p>　　2.設定加工坐標系。在零件操作對話框中單擊參考機床坐標系按鈕，系統(tǒng)彈出如圖（4-7）的對加工坐標系對話框。單擊對話框中的坐標系圓原點位置，對話框消失，到圖形區(qū)單擊步驟2創(chuàng)建的坐標系的原點處，單擊確定，對話框消失。返回圖（4-6）對話框。</p><p>　　圖（4-7）加工坐標</p><p&g

73、t;　　3. 選擇加工目標零件。在圖（4-6）所示的零件操作對話框中選擇幾何選項卡單擊仿真用加工零件按鈕，選擇一個目標加工零件，在特征樹中選擇零件，也可以在圖形區(qū)中選擇加工的目標零件，但是事先需要將毛胚零件隱藏。選擇零件后，雙擊鼠標左鍵，返回零件操作對話框。</p><p>　　4.選擇毛胚。在零件操作對話框中單擊毛胚按鈕，接著在PPR特征樹中選擇毛胚，或在圖形區(qū)選擇所需的毛胚。選擇完成后，雙擊鼠標左鍵零件操作對

74、話框。</p><p>　　5.選擇安全平面。在零件操作對話框中單擊安全平面按鈕，在幾何區(qū)域中選擇毛胚零件的上表面。選擇完成后自動回到零件操作對話框。接著在幾何區(qū)域中右擊安全平面，彈出安全平面預留快捷菜單，即對所選安全平面進行偏置，重新建立一個安全平面。此時在快捷菜單中輸入偏置距離。，形成新的安全平面。</p><p>　　6.結束參數(shù)設置。單擊確定按鈕，完成零件操作的參數(shù)設置。</

75、p><p>　　4.2.4 零件的加工操作</p><p>　　在曲面銑削加工中的加工操作工具欄中單擊挖槽按鈕，接著選擇特征樹中零件操作結點，彈出如圖（4-8）所示的挖槽對話框。在該對話框中列出了5個加工操作設置標簽，進給率和進刀/退刀。隱藏毛胚。</p><p>　　圖（4-8）挖槽對話框</p><p>　　1.設置幾何參數(shù)。在“幾何參數(shù)”

76、標簽中，單擊封閉的減輕槽。在對話框中選擇加工零件底部，對話框消失，在幾何圖形區(qū)鼠標選擇加工零件的底部，返回對話框中。在感應區(qū)域點擊引導元素，在圖形區(qū)點擊零件的輪廓。在感應區(qū)域點擊上方平面，在圖形區(qū)選取零件上方返回對話框。如圖（4-8）所示幾何參數(shù)標簽圖標紅燈變?yōu)榫G燈，表示必要的幾何區(qū)域定義已經完成，當然還可以繼續(xù)定義其它可選擇的參數(shù)。</p><p>　　2.設置刀具參數(shù)。單擊“刀具參數(shù)”標簽，再單擊平銑刀按鈕，

77、</p><p>　　預覽如圖4-9所示。可以修改刀具名稱。如果對刀具要進行修改，可以在</p><p>　　圖（4-9）設置刀具參數(shù)</p><p>　　相應尺寸上雙擊，然后在彈出的對話框中進行修改；或者在對話框中單擊“詳細”按鈕，展開如圖4-10所示的刀具參數(shù)隱藏部分，在其中對右邊對話框中的參數(shù)進行修改。如圖（4-2-10）中陰影數(shù)字，改直徑為10mm。<

78、/p><p>　　圖（4-10）刀具更多參數(shù)</p><p>　　3.設置刀具路徑參數(shù)。</p><p>　　單擊“刀具路徑”標簽 ，出現(xiàn)如圖（4-11）對話框。</p><p>　　徑向參數(shù)：選項卡下的刀路間距選擇最大距離輸入數(shù)值。</p><p>　　軸向參數(shù)：在選項卡的模式一欄選擇層數(shù)，在層數(shù)欄輸入數(shù)值10。如圖中

79、陰影數(shù)字10，單位默認為mm。</p><p>　　圖（4-11）設置加工層數(shù)</p><p>　　4.設置進給速度參數(shù)。單擊“進給率”標簽，設置進給速度和主軸轉速。</p><p>　　5.設置進刀退刀參數(shù)。單擊“進刀/退刀”標簽，設置進、退刀及之間參數(shù)。如圖（4-12）所示</p><p>　　圖（4-12）進、退刀參數(shù)</p>

80、;<p><b>　　4.2.5刀路仿真</b></p><p>　　在完成刀路參數(shù)設置之后，可以進行刀路仿真。在銑槽對話框中單擊播放刀具路徑按鈕，系統(tǒng)對刀具路徑進行計算，計算完成后，系統(tǒng)彈出如圖（4-12-13）的對話框，在圖形區(qū)顯示了如圖4-13所示的刀路情況，包括刀具的尺寸、進刀、退刀、刀路的形式。如圖圖（4-13）所示 </p><p>　　圖（

81、4-13）加工路徑</p><p>　　單擊返回仿真按鈕，和向前仿真按鈕。可以觀看走刀的演示動畫。在對話框中單擊全圖像按鈕，顯示了毛胚和刀具，單擊和按鈕，如圖（4-14）的切削仿真結果。單擊仿真和挖槽對話框中的確定按鈕，完成刀路參數(shù)設置和道具路徑模擬后，按成了挖槽加工。如圖 此時在特征樹種出現(xiàn)了挖槽加工步驟中所建立的刀具。如果需要對挖槽加工這個步驟的參數(shù)進行修改，還可以雙擊挖槽步驟，在系統(tǒng)彈出的對話框中進行對

82、相關參數(shù)的修改編輯。</p><p>　　圖（4-14）加工效果</p><p>　　4.2.6 后處理</p><p>　　完成數(shù)控加工步驟的設置后，需要進行后處理，根據(jù)數(shù)控加床的型號和要求生成數(shù)控程序。</p><p>　　1.選擇后置處理器。執(zhí)行主菜單中的工具——選項，彈出對話框。在左邊的結構特征樹中選擇加工；在選項對話框的右側單擊輸

83、出，在后置處理器選項區(qū)域中選中單擊按鈕，還可以在陰影處設置保存路徑。單擊確定按鈕，完成后置處理器的選擇。 </p><p>　　圖（4-15）后置處理設置</p><p>　　2.進入生成數(shù)控程序界面。在數(shù)控輸出管理工具欄中單擊交互式生成數(shù)控代碼按鈕，彈出如下圖所示的交互式生成數(shù)控輸出對話框。在數(shù)控數(shù)據(jù)類型下拉列表中選擇數(shù)控代碼類型，表示輸出數(shù)控程序。在輸出文件下面選中程序保存路徑。 &l

84、t;/p><p>　　圖（4-15）后置處理設置</p><p>　　3.選擇數(shù)控系統(tǒng)。單擊數(shù)控代碼標簽，在后置處理文件下拉列表框中選擇系統(tǒng)。如圖（4-16）</p><p>　　圖（4-16） 選擇數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　4.生成數(shù)控程序。在如圖4-16的對話框中單擊執(zhí)行按鈕，彈出提示窗口，提示用戶輸入將要輸出的數(shù)控程序號。之后點繼續(xù)按

85、鈕，系統(tǒng)彈出提示窗口，提示用戶數(shù)控程序輸出成功，單擊確定按鈕。</p><p>　　5.生成的數(shù)控文件。在當前零件文件所在的目錄下存在兩個文件，起分別是數(shù)控程序和刀位文件。用記事本打開，可以查看其中內容。由于生成的程序太多，在此只截取部分程序，如圖（4-17）所示。</p><p>　　圖（4-2-17）程序生成</p><p><b>　　第五章 總結

86、</b></p><p>　　在本次畢業(yè)論文中，首先對CAD/CAM進行了概述，然后對CAD/CAM技術的發(fā)展歷程進行了闡述。通過對零件圖進行分析，確定造型思路與方法，同時對將要使用的CATIA建模與加工模塊的功能與流程進行了介紹，并且在進行三維實體造型前，對實體造型進行了概述，然后按照造型思路，應用合適的UG造型工具進行實體造型，其中包括凸臺，孔，旋轉，等特征功能的應用。在徹底完成了實體造型以后，然

87、后對數(shù)控加工進行了概述，然后對實體的加工方案進行確定，并且利用CATIA里面的加工模塊對實體進行加工仿真，其中包括定義刀具，生成刀軌，進給和速度等特征功能的應用。主要對實體造型與加工模擬的步驟進行了詳細的介紹，并且采用文字與圖形相結合的方式進行闡述。</p><p>　　通過對零件圖的分析，應用CATIA建模模塊中的拉伸，旋轉，孔和布爾運算等特征功能進行實體建模，并且得到了實體模型。在得到實體模型以后，對實體結構

88、進行分析，確定加工工藝，然后應用CATIA加工模塊中的定義刀具，指定毛坯，生成刀軌等特征功能進行實體加工仿真，在進行粗細加工以后，經過后處理而得到一個NC加工程序文件。</p><p>　　但是在本篇論文中缺少對零件強度以及生產工藝卡片的探索，由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b>

89、;</p><p>　　[1] 馬蘭，機械制圖，機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[2] CATIA V5R20快速入門網絡教程</p><p>　　[3] 宋愛平，CAD/CAM技術綜合實訓指導書，機械工業(yè)出版社，2012</p><p>　　[4] 沈興全，現(xiàn)代數(shù)控編程技術以應用，國防工業(yè)出版社，2009</p>

90、<p>　　[5] 王建國，機械加工工藝，電子工業(yè)出版社，2012.</p><p>　　[6] 現(xiàn)代制造工藝基礎，西北工業(yè)大學出版社</p><p>　　[7] 李慶壽,，機床夾具設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1984</p><p>　　[8] 王素玉, 高速切削加工表面質量的研究.山東大學博士論文，2006</p><

91、p>　　[9] 宋愛平，CAD/CAM技術綜合實訓指導書，機械工業(yè)出版社，2012</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年的大學生活就要結束了，我也順利的完成了我的畢業(yè)設計，在此之際我要衷心的感謝在設計過程中的同伴以及老師。</p><p>　　我要感謝高云龍老師的指導，在高老師的指導下我少走了很多彎路。

92、同時我還要感謝跟我一起參與設計同伴，在討論中發(fā)現(xiàn)并解決問題，最終順利完成課程設計?，F(xiàn)在回想起來，在當時選題拿到這個畢業(yè)設計時，我非常的迷茫，不知道該如何開始操作，但是經過高老師的指導，慢慢的進入狀態(tài)，慢慢有了思路。在高老師耐心的引導下，我逐漸步入正軌，在專業(yè)知識與軟件應用方面懂得也越來越多了，在此指導過程中我深切的體會到了良好的精神氛圍，在以后的生活中要以嚴謹?shù)闹螌W，淵博的學識，深邃的思想，雄闊的視野為自己所追求的，并且使我身臨其境地體

93、會到了要以授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化的態(tài)度去幫助每一個需要幫助的人。</p><p>　　畢業(yè)設計的結束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設計將會成為我今后工作，學習生活中的一份堅實的基礎和保證。從中吸取的經驗教訓也將成為我們在今后生活道路上的一筆財富，挫折永遠是前進道路上所必須面對的，相信我們的未來會走的更好，也可以讓我們大學的老師放心。</p><p>　　由

94、衷地感謝各位老師在百忙之中對本設計論文進行審閱，提出寶貴意見，這些意見和建議都將給我極大的幫助，并有利于我以后的工作和學習。同時，也感謝我們這組設計的成員在這次設計中給予我的幫助！ </p><p>　　本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學術界的前輩們致敬！在此，我向在百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。祝愿各位老師在今后工作生活中身體健康、一帆風順。</p>

95、<p><b>　　畢業(yè)設計小結</b></p><p>　　歲月如梭，四年的大學生活就要結束，畢業(yè)設計是我們畢業(yè)的前奏，是一次把自己學到的知識運用到具體的設計中，是一次理論與實踐相結合的成果，是對這門課程所學知識的一次綜合實踐。畢業(yè)設計豐富和充實了我這學期的生活，在老師的指導下經過一段忙碌的生活終于完成了課程設計。老師的指導是成功的保障。</p><p>

96、　　在設計的過程中，我也走過不少彎路，有幾次快要完成時才發(fā)現(xiàn)有不太合適的地方，只能重新來做。接下來會更加小心謹慎，養(yǎng)成了細心地工作習慣，為以后的發(fā)展奠定了良好的基礎。本次畢業(yè)設計基于陌生的軟件，軟件的應用需要自學，很好地鍛煉了自主學習的能力。同時老師的指導對我起到了很大的幫助。</p><p>　　本次設計，不僅培養(yǎng)了我們所需的設計思路；同時，也讓我們掌握了工程設計的一般過程和方法。鍛煉了我們對所學知識的綜合運用