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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p> 一、計算機輔助設(shè)計及制造簡介------------------------------------ 1</p><p> 二、二維圖形的計算機輔助設(shè)計及計算機輔助數(shù)控編程--------------- 3</p><p> 2.1零件1的計算機輔助設(shè)計及加工仿真-------
2、--------------------- 3</p><p> 2.2零件2的計算機輔助設(shè)計及加工仿真---------------------------- 5</p><p> 三、三維曲面造型及刀具路徑規(guī)劃---------------------------------- 7</p><p> 3.1紐扣的造型及具路徑規(guī)劃--------------
3、------------------------ 7</p><p> 3.2香蕉的造型------------------------------------------------- 11</p><p> 四、實體造型--------------------------------------------------- 12</p><p> 4.1 螺
4、母的實體造型-------------------------------------------- 12</p><p> 4.1 銑刀的實體造型-------------------------------------------- 14</p><p> 五、小節(jié)------------------------------------------------------- 16&
5、lt;/p><p> 六、參考資料--------------------------------------------------- 16</p><p> 一、計算機輔助設(shè)計及制造簡介</p><p> 1. CAD/CAM的內(nèi)容或功能</p><p> 在CAD/CAM系統(tǒng)中,人們利用計算機完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)描述,工程信息表達,工程信
6、息傳輸與轉(zhuǎn)化,信息管理等工作。因此,CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備以下基本功能:產(chǎn)品與過程的建模、圖形與圖像處理、信息存儲與管理、工程分析與優(yōu)化、工程信息傳輸與交換、模擬與仿真、人機交互、信息的輸入與輸出。</p><p> 2. 應(yīng)用領(lǐng)域 </p><p> 數(shù)控加工編程及加工工程仿真技術(shù);計算機輔助制造技術(shù);計算機輔助生產(chǎn)管理與控制;智能制造與虛擬制造;計算機輔助圖形處理技術(shù);幾何
7、建模及特征建模技術(shù);計算機輔助設(shè)計技術(shù);計算機輔助工程分析。</p><p> 3. 與傳統(tǒng)設(shè)計制造的區(qū)別</p><p> 產(chǎn)品形式多樣化、個性化,生產(chǎn)方式由大批量、少品種變成少批量、多品種;市場響應(yīng)速度快,由大吃小逐漸轉(zhuǎn)變成為快吃慢;產(chǎn)品的范圍也發(fā)生變化,由單一產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品、質(zhì)量、時間、服務(wù)等的結(jié)合;競爭范圍由區(qū)域轉(zhuǎn)變成全球;各種新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用。贊同</p>
8、<p><b> 4. 集成的含義</b></p><p> CAD/CAM系統(tǒng)集成是指將基于信息技術(shù)的CAD/CAM各組成部分以及制造系統(tǒng)與CAD/CAM有關(guān)的其它子系統(tǒng)有機地組織和管理起來,形成一個協(xié)同工作的整體,集成包括功能交互、信息共享以及數(shù)據(jù)通信三個方面的管理與控制。 </p><p> 5. 后置處理的作用</p>
9、<p> 由于各種機床使用的控制系統(tǒng)不同,所用的數(shù)控指令文件的代碼及格式也有所不同。通常設(shè)置一個后置處理文件,在進行后置處理前,編程人員需對該文件進行編輯,按文件規(guī)定的格式定義數(shù)控指令文件所使用的代碼、程序格式、圓整化方式等內(nèi)容,在執(zhí)行后置處理命令時將自行按設(shè)計文件定義的內(nèi)容,生成所需要的數(shù)控指令文件。另外,由于某些軟件采用固定的模塊化結(jié)構(gòu),其功能模塊和控制系統(tǒng)是一一對應(yīng)的,后置處理過成已固化在模塊中,所以在生成刀位軌跡的同
10、時便自動進行后置處理生成數(shù)控指令文件,而無需再進行單獨后置處理。后置處理里因為有不同型號種類的 CNC機床 所以也需要選擇不同的型號機床模板都在后置處理中。</p><p> 6. 計算機輔助編程的含義、方法</p><p> 計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機分級結(jié)構(gòu)控制和管理制造過程的多方面工作,它的目標是開發(fā)一個集成的信息網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測一個廣闊的相互關(guān)聯(lián)的制造作業(yè)范圍,并根據(jù)一個總體的
11、管理策略控制每項作業(yè)。 一般CAD/CAM系統(tǒng)編程部分都包括下面的基本內(nèi)容:查詢被加工部位圖形元素的幾何信息;對設(shè)計信息進行工藝處理;刀具中心軌跡計算;定義刀具類型;定義刀位文件數(shù)據(jù)。 </p><p> 7. 圖形化計算機輔助編程的優(yōu)點</p><p> 圖形交互式自動編程軟件和相應(yīng)的CAD軟件是有機地聯(lián)在一起的一體化軟件系統(tǒng)——既可用來進行計算機輔助設(shè)計,又可以直接調(diào)用設(shè)
12、計好的零件圖進行交互編程,對實現(xiàn)CAD/CAM一體化極為有利。整個編程過程是交互進行的,簡單易學(xué),在編程過程中可以隨時發(fā)現(xiàn)問題并進行修改。編程過程中,圖形數(shù)據(jù)的提取、節(jié)點數(shù)據(jù)的計算、程序的編制及輸出都是由計算機自動進行的。因此,編程的速度快、效率高、準確性好。在通用計算機上運行的,不需要專用的編程機,所以非常便于普及推廣 </p><p><b> 8. 常用軟件</b></p>
13、;<p> 基本圖形資源與自動繪圖 AutoCAD</p><p> 幾何造型 Pro/E, Unigraphics, CATIA, SolidWorks</p><p> 工程分析與計算 ANSYS, NASTRAN, COSMOS</p><p> 仿真與模擬
14、 DelCAM, TecnoMatrix</p><p> 專用設(shè)備控制程序生成 MasterCAM, EdgeCAM</p><p> 集成與管理 ORACLE, SYBASE</p><p> 9. Mastercam簡介</p><p> Mastercam不但具有強大穩(wěn)定的造型功能,可設(shè)計
15、出復(fù)雜的曲線、曲面零件,而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗功能使Mastercam可模擬零件加工的整個過程,模擬中不但能顯示刀具和夾具,還能檢查出刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況,真實反映加工過程中的實際情況,不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。同時Mastercam對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低,使用戶無論是在造型設(shè)計、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中,都能獲得最佳效果。</p>
16、<p> 二、二維圖形的計算機輔助設(shè)計及計算機輔助數(shù)控編程</p><p> 2.1 零件1的計算機輔助設(shè)計及加工仿真</p><p> 1. 二維圖形的建立</p><p><b> 具體步驟:</b></p><p> 1)用直線命令繪制俯視圖輔助線</p><p>
17、 2)用畫圓命令繪制半徑為50,60,90,100的圓</p><p> 3)根據(jù)尺寸畫出其余直線并倒圓角</p><p> 4)再用直線命令繪制剖視圖</p><p> 5)打剖面線并修剪全圖</p><p><b> 6)標注尺寸</b></p><p><b> 圖1-1
18、</b></p><p><b> 二維圖形的加工</b></p><p> 選擇默認銑床建立毛坯</p><p> 用材料設(shè)定命令中的邊界盒,為了讓毛坯比零件大,設(shè)定參數(shù)為X=360毫米,Y=250毫米,Z=31毫米</p><p><b> 工序劃分</b></p>
19、;<p> 切削路徑圖與最終加工模型圖</p><p> 圖1-2 圖1-3</p><p> 生成的NC文件如下 </p><p> 2.2 零件2的計算機輔助設(shè)計及加工仿真</p><p> 1. 二維圖形的建立</p><p><b&
20、gt; 具體步驟:</b></p><p> 1.用直線命令繪制俯視圖輔助線</p><p> 2.用畫圓命令繪制半徑為9,24,25,40的圓</p><p> 3.用切線命令繪制剩余直線</p><p> 4.再用直線命令繪制前視圖</p><p> 5.修剪全圖并標注尺寸</p>
21、;<p><b> 二維圖形的加工</b></p><p> ?。?)選擇默認銑床建立毛坯</p><p> 用材料設(shè)定命令中的邊界盒,為了讓</p><p> 毛坯比零件大,設(shè)定參數(shù)為X=180毫米,</p><p> Y=100毫米,Z=51毫米。
22、 圖2-1</p><p><b> 工序劃分</b></p><p> 切削路徑圖與最終加工模型圖</p><p> 圖2-2 圖2-3</p><p> 生成的NC文件如下 </p><p> 三維
23、曲面造型及刀具路徑規(guī)劃</p><p> 3.1 紐扣的造型及具路徑規(guī)劃</p><p><b> 設(shè)計方案一</b></p><p><b> 畫出基本線框。</b></p><p><b> 圖3-1</b></p><p> 用平面修剪命
24、令繪制一個小平面圖3-2,再用掃描曲面命令繪制出圖3-3。</p><p> 圖3-2 圖3-3</p><p> 3)用曲面正向切換命令設(shè)置曲面法向全部向內(nèi),再用曲面/曲面命令倒圓角,半徑為1毫米并選擇修剪。重新用曲面正向切換命令設(shè)置曲面法向全部向內(nèi)并鏡像所有曲面,見圖1-10。</p><p>&l
25、t;b> 圖3-4</b></p><p> 用旋轉(zhuǎn)曲面命令旋轉(zhuǎn)剩余輪廓得圖3-5。</p><p> 5)用曲面正向切換命令設(shè)置圓盤蓋曲面法向向內(nèi),再用曲面/曲面命令倒圓角,半徑為1毫米并選擇修剪,見圖3-6。</p><p> 圖3-5 圖3-6</p>&
26、lt;p><b> 設(shè)計方案二</b></p><p> 1)畫出基本線框,見圖3-1。</p><p> 用實體掃描命令建立實體1并鏡像,見圖3-7。</p><p><b> 圖3-7</b></p><p> 用實體旋轉(zhuǎn)命令建立實體1并鏡像,見圖3-8。</p>
27、<p> 用布爾運算-切割命令,切割圓盤,見圖3-9。</p><p> 圖3-8 圖3-9</p><p> 倒圓角并用由實體產(chǎn)生曲面命令,得到曲面紐扣,最后刪去或隱藏實體,見圖3-6。</p><p><b> 3. 方案對比</b></p>
28、<p> 方案二由實體生成曲面較為簡單。由于方案一涉及多次曲面正向切換,任何曲面的方向設(shè)置錯誤都會導(dǎo)致兩曲面倒圓角發(fā)生誤差或無法加工。因此我選擇方案二。</p><p><b> 紐扣的加工</b></p><p> (1)選擇默認銑床建立毛坯</p><p> 用材料設(shè)定命令中的邊界盒,為了讓毛坯比零件大,設(shè)定參數(shù)為X=13
29、0毫米,Y=130毫米,Z=32毫米。</p><p><b> 工序劃分</b></p><p> 切削路徑圖與最終加工模型圖</p><p> 圖3-10 圖3-11</p><p> (4) 生成的NC文件如下 </p><p
30、><b> 3.2香蕉的造型</b></p><p><b> 設(shè)計方案一</b></p><p> 按照參考書,輸入40個點,具體見</p><p> banana.txt文檔,用3D MAX打開文檔,</p><p> 用曲線連接各點形成圖4-1。</p><
31、p><b> 圖4-1</b></p><p> 用平面修剪命令,畫出香蕉的兩頭,見圖4-2。</p><p> 用昆氏曲線逐個連接每個小長方形,見圖4-3。</p><p> 圖4-2 圖4-3 </p><p><b>
32、 2. 設(shè)計方案二</b></p><p> 任意畫一段弧,任取5點做5個大小不經(jīng)相同等的八邊形,用曲線連接各點形成圖4-4.</p><p> 2)用平面修剪命令,畫出香蕉的兩頭,見圖4-5。</p><p> 圖4-4 圖4-5</p><p> 3)
33、用昆氏曲線逐個連接每個小長方形,見圖4-6。</p><p> 圖4-6 </p><p><b> 方案對比</b></p><p> 方案一的操作相對與方案二比較復(fù)雜,在最開始需要輸入各點的坐標,然而方案二的操作雖然簡單,但如果中間的八邊形畫的過大,就會造成香蕉的中段特別鼓
34、。方案二需要多次嘗試才能畫出比較接近圖示的香蕉。因此在給出坐標的條件下,方案一更能畫出比較標準的香蕉。 </p><p><b> 實體造型</b></p><p> 4.1螺母的實體造型</p><p><b> 設(shè)計方案一</b></p><p> (1)畫出基本線框如圖5-1。
35、 圖5-1 </p><p> 用實體旋轉(zhuǎn)命令做出螺母的主體,再用實體掃描擠命令選擇三角形切割主體,最后用擠出命令選擇頂部的圓修剪主體得圖5-2。</p><p> (3) 新建圖層,用直紋/舉升曲面命令繪制出六角平面,再使用實體修剪命令,選擇曲面修剪得圖5-3。</p><p> 圖5-2
36、 圖5-3</p><p> 隱藏曲面得到螺母,見圖5-4。</p><p> 圖5-4 圖5-5</p><p><b> 2. 設(shè)計方案二</b></p><p> (1)畫出基本線框如圖5-
37、5。</p><p> (2)用實體掃描命令選擇六邊形做出螺母的主體,再用實體掃描命令選擇三角形切割主體,最后用擠出命令選擇頂部的圓修剪主體得圖5-6。</p><p> (3)用實體旋轉(zhuǎn)命令選擇不規(guī)則圖形切割主體,得圖5-7。</p><p> 圖5-6 圖5-7</p>
38、<p><b> 3. 方案比較</b></p><p> 方案二相對方案一來說較為簡單。方案一涉及到圖層與平面對實體的修剪,在處理平面的時候要處理得當,如果只是簡單的刪除會造成實體修剪失效。因此必須新建一個圖層,在圖層中將其隱藏才不會影響到實體造型。而方案二直接通過實體與實體的剪切完成,操作相對簡單。</p><p> 4.1銑刀的實體造型<
39、/p><p><b> 設(shè)計方案一</b></p><p> ?。?)畫出基本線框,見圖6-1。</p><p> 用實體舉升命令依次選擇不規(guī)則圖形得圖6-2。</p><p> 用擠出命令選擇小圓得到銑刀,見圖6-3。</p><p> 圖6-1
40、 圖6-2 圖6-3</p><p><b> 2. 設(shè)計方案二</b></p><p> 畫出基本線框,用弧線連接不規(guī)則圖形得到圖6-4。</p><p> 用昆氏曲面命令繪制4個平面得圖6-5.</p><p> 旋轉(zhuǎn)并用平面修剪將地面與端面補齊得圖6-
41、6。</p><p> 用由曲面生成命令,選擇刪除平面得到實體,再擠出小圓得到銑刀,見圖6-3。</p><p> 圖6-4 圖6-5 圖6-6</p><p><b> 方案對比 </b></p><p> 方案二由
42、曲面生成實體較為復(fù)雜,操作的步驟較多。在弧線的連接與昆氏曲面的生成方面都容易發(fā)生方向上的錯誤。而方案一只需要通過舉升即可完成。</p><p><b> 小結(jié)</b></p><p> 為期一個禮拜的計算機輔助設(shè)計及制造課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。在這短短的幾天里,我收獲了很多??粗约和瓿傻囊粋€個實體,平面造型,覺得自己的能力又得到了提升。</p>&l
43、t;p> 本次課程設(shè)計不僅鞏固與加深了上學(xué)期計算機輔助設(shè)計課程中所學(xué)習(xí)的知識,更加培養(yǎng)了我們的學(xué)習(xí)能力,創(chuàng)造能力以及協(xié)作能力。同時,還讓我們學(xué)會如何綜合運用以前所學(xué)的多門課程,將計算機輔助設(shè)計知識,計算機繪圖知識,機械制造及工藝知識,數(shù)控技術(shù)及數(shù)控編程等多種知識融匯到課程設(shè)計中。我們經(jīng)行復(fù)雜零件的二維圖形繪制,三維曲面建模,三維實體造型,數(shù)控加工及數(shù)控加工自動編程等過程中,遇到了各種各樣的問題。這反映出我們對CAD/CAM基本概
44、念,基本原理及技術(shù)運用等方面掌握的還不是很全面,操作也不夠嫻熟。然而,在老師細心,耐心地幫助下,我們的問題都得以圓滿的解決。</p><p> 通過本次課程設(shè)計,我感到我的知識是有限的。有些東西以為自己會,往往在運用的過程中就會發(fā)現(xiàn)問題。為了完成好課程設(shè)計,我查閱了許多資料,希望能在一個模型中想出多種設(shè)計方案。往往我們會被一種思路所局限。在與同學(xué)的交流中,我們拓寬了彼此的思路。現(xiàn)在,我能熟練的運用平面與實體的轉(zhuǎn)
45、換。有些平面造型,用實體轉(zhuǎn)為平面操作更簡單,工序更加明了。雖然設(shè)計的過程中有些磕磕絆絆,但我學(xué)到了很多東西,增長了獨立工作的能力,樹立了自信心。我想這對今后的學(xué)習(xí)工作生活都有一定的意義。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 1.《CAD/CAM技術(shù)》,葛友華,何玉安,機械工業(yè)出版社,2004</p><p> 2
46、.《MasterCAM應(yīng)用教程》, 劉瑞新, 機械工業(yè)出版社,2003</p><p> 3.《MasterCAM實用教程》,荀琪等, 機械工業(yè)出版社,2001</p><p> 4.《SolidWorks2004基礎(chǔ)及應(yīng)用》,張鎖懷,化學(xué)工業(yè)出版社,2004</p><p> 5.《SolidWorks三維設(shè)計》,李啟炎,同濟大學(xué)出版社,2004</p
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