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cadcaecam 课程设计

资源描述：

包括说明书，SolidWorks零件模型，铣床数控文件。有全套数控程序，说明书符合课程设计要求。说明书内容有模型绘制过程，有限元分析结果，数控程序生成说明。

内容简介：

设计说明书（报告） 第 I 页 摘 要 本文以异形轴为例，研究 术在零件 的 设计、分析、加工中集成一体的全过程 1。文章基于 及 先建立异形轴的三维模型，再根据 行异形轴进行静力学仿真分析，查看在其过程中的应力分布以及变形量，并对输出结果进行分析。 使用 件设计带有 曲线 工件 ，并使用 辅助制造 生成加工刀具轨迹，并进行加工刀具轨迹的仿真，从而，生 成 控加工代码，控制数控机床完成工件的加工。采用 体化技术，各环节技术集成起来，统一数据库和文件传输格式，实现信息集成和数据资源共享，使得设计更加柔性化与专业化。 关键词 ： 异形轴 ； 静力学 分析 ； as an of AM in of of to in of is to C AM to 计说明书（报告） 第 目 录 摘 要 . I . I 1 设计任务 . 1 2 异形轴三维建模 . 1 算机辅助设计 . 1 形轴三维模型建立 . 1 3 异形轴的静力学分析 . 2 算机辅助工程 . 2 形轴静力学分析计算 . 2 4 生成 工件加工数控加 工代码 . 4 算机辅助制造 . 4 成数控代码 . 5 结 论 . 6 致 谢 . 7 参考文献 . 8 附录 数控加工代码 . 9 设计说明书（报告） 第 1 页 1 设计任务 运用已学习 计算机辅助设计三维软件 及金 属切削原理、 金属切削机床、 制造工艺 与夹具 等理论 课程 ， 进行计算机辅助设计 、计算机辅助工程、 以及计算机 辅助制造，培养大学生 的 独立性、合作 精神 、创新能力、应用知识和自我学习的能力、严谨的科学态度。给学生 提供科研实践机会 ，使其尽早 进入专业科研领域 ，接触学科前沿，明晰本学科发展动态。 （ 1） 查阅 资料， 了解 概念 、 操作 及发展动态 。 （ 2） 对典型零件进行 三维建模，并对所建立的三维模型 进行静力分析或 动力分析。 对典型 车削、铣削加工零件进行三维建模，生成数控加工代码， 并进行 数控加工 。 2 异 形 轴 三维建模 算机辅助设计 计算机辅助设计 是 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 2。简称 20 世纪 50 年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。 20 世纪 80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世， 术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来， 术向标准化、集成化、智能化方向发展。 目前， 在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木筑、地质 、计算机艺术等各个领域得到广泛应用 3。 形 轴三维模型建立 首先建立 零件三维模型 ，以便于 对异形轴进行后续的分析操作。 异形轴属于 回转类零件， 三维建模采用 维建模软件 。由于 异形轴属于回转类零件，因此采用旋转 方式建模。绘制 草绘如图 2示 。 设计说明书（报告） 第 2 页 图 2绘截面 经过旋转操作 得到零件如图 2示 。 图 2形轴 3 异形轴的静力学分析 在对异形轴 进行三维建模之后，需要对异形轴进行静力学分析，以便于 检验 其设计的合理性 。 算机辅助工程 计算机辅助工程技术的提出就 是要把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。因此，统是一个包括了相关人员、技术、经营管理及信息流和物流的有机集成且优化运行的复杂的系统 4。 形轴静力学分析 计算 对异形轴 进行 分析 采用的是 的 块，对异形轴进行 有限元分析 。 对异形轴 创建 新的 分析，并对其进行 静应力分析 设置。 异形轴 材料为 45 钢 ， 使用 场设计说明书（报告） 第 3 页 合为前后两 端 固定，中间部分受到扭矩 ， 大小为 68Nm，受力情况 如图 3示 。 图 3形轴 受力 异形轴 的受力设置 之后 ，需要对异形轴 进行网格 划分，以便于进行 后续分析。 网格划分结果 如图 3示 。 图 3形轴网格划分 对异形轴静应力分析 进行计算，得到分析结果，如图 3示 。 a）异形轴 受力 合 位移 设计说明书（报告） 第 4 页 b） 异形轴 应变 分布 c） 异形轴 应力分布 图 3形轴静应力分析结果 4 生成 工件加工数控加工代码 算机辅助制造 计算机辅助制造指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的过程。 计算机辅助制造的核心是计算机数值控制 (简称数控 )，是将计算 机应用于制造生产过程的过程或系统。 1952 年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上设计说明书（报告） 第 5 页 的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易出错，最早的 是计算机辅助加工零件编程工作 5。 统一般具有数据转换和过程自动化两方面的功能。 涉及的范围，包括计算机数控，计算机辅助过程设计 6。 成数控代码 生成工件数控代码 采用的是 件 ，采用 铣削 的方式进行制造 。 对工件 进行 数控编程 ，首先需要 确定 加工原点，对于 铣削加工零件 ，加工原点 在右上角 ，如图 4示 。 图 4件 加工原点 创建加工设备 ， 根据实际的 加工设备设定机床参数，并定义刀具。 定义工 件毛坯形状，如图 4示 。 设计说明书（报告） 第 6 页 图 4坯 根据 求， 需要定义铣削 加工边界 ， 并 定义加工参数 ，最 终 生成加工 路径。如图 4示 。生成数控代码见附录 1。 图 4削 路径 结 论 本 此设计 通过 异形轴 设计为例，采用了 术，体现了以辅助手段来进行设计的优势，从 3D 建模到静力 学分析 ，最后 基于数控铣仿真，各环节技术集成起来，统一数据库和文件传输格式， 使用软件不同 模块 对整个设计过程进行 真与分析，将 软件的优势发挥出来 。 设计说明书（报告） 第 7 页 致 谢 设计说明书（报告） 第 8 页 参考文献 1 周卫东 ,钟振龙 ,粟亮 发展现状及技术展望 J与自动化 ,2006(03):42 张继红 ,高佑芳 ,王恩俊 数控加工后置处理方法的研究与实践 J 2007,20(01):1883 张开兴 ,张树生 ,刘贤喜 型检索技术研究现状与发展分析 J2013 4 徐毅 ,孔凡新 计算机辅助工程 (术及其应用 J2003,06:1465 汪文虎 ,刘晓辉 ,张军 术的现状及发展趋势研究 J2007,(01):556 杜平安 ,范树迁 ,葛森 ,刘建涛 法与