机械毕业设计9CADCAM的实习

- 1 - 前言 随着计算机技术和现代工业的飞速发展 ,CAD/CAM 也正经历着由二维设计技术向三维设计的发展 .三维 CAD 技术符合人的设计思维习惯 ,整个设计过程完全在三维模型上进行 ,直观形象 ,易于工程与非工程人员之间的交流 .采用三维设计技术 ,不仅能预见设计产品的外观 ,更可建立统一的数据库 ,可进行应力分析、强度分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、模具设计与 NC 可加工性分析，还可自动生成标准、准确的二维工程图。到 20 世纪 90 年代初，以美国PTC 公司为代表的 Pro/ENGINEER 三维设计软件日趋成熟，基本成为三维 设计软件行业的标准。 Pro/ENGINEER 是美国 PTC 公司研制的一套由设计至制造的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，适宜个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。该公司最新推出的 Pro/ENGINEER Wildfite 版，更能将三维设计软件无论从易用性、设计的高效率，还是功能的实用性都推向一个新的顶点，可以说三维设计时代已经开始。 本报告内容丰富、实用，力图使读者快速入门并逐步成为业内高手。 编者 2006 年 10 月 - 2 - 目 录 第一部分 草绘练习 -3 第二部分 实体特造型 -8 第三部分 工程图及装配 -16 第四部分 曲面特征造型 -37 第五部分 常用铣加工工艺 -41 第六部分 后置处理 -52 结束语 -66 - 3 - 第一部分 二维截面草绘设计实例 草绘实例一 1.草绘 直径为 90 的圆 草绘半径为 35 的圆（两圆心相距 35） 2.草绘 长为 50 的直线（与第二圆心相距 65） 草绘与第一直线相距 -10 的长为 50 的 直线 两直线用半径为 5 的圆弧连接 3.草绘 半径为 35 的圆弧，使第二圆与第二直线相切 4.草绘 直线与第一圆相切且与水平线成 30 度角 5.草绘 直线 (长与第一圆心相距 ) 在该直线两端点草绘两条水平线与斜线 相交 草绘 直线（长与第一圆心相距）并倒角（） 草绘剪裁得到如图所示的图形修改尺寸保存 - 4 - 草绘实例二 新建草绘 确定 画两条互相垂直的线 以交点为圆心画半径为 50 和 10 的圆 在距离中心线 10 的点 画半径为 10 的圆 在距离中心 20 的点画半径为 10 的圆 另一侧镜像得 到 删掉多余的线 把 5 个圆约束为相等的圆 在距圆心 15 的正上方画半径为 65 的圆 同理外圆的五个圆（总长 125 厘米） 八五个圆约束为相等的圆 删掉多余的线并标注尺寸 在指定的长度内画个矩形（长度为 70，高 15） 根据三点圆弧画出半圆弧（距底边高 为 35） 根据三点圆弧画半径为 30 的圆弧 另一侧镜像得到 删除多余的线 尺寸标注 - 5 - 草绘实例三 一 创建二维截面草图 ,可以按下面的过程进行 : (1)绘制二维截面形状 (2)标注尺寸 (3)重新生成 (4)设定尺寸数值 ,若尺寸不足 ,可回 到步驺 (2) (5)重新生成 二 下面以图 1-1 为例介绍绘图步诹 : 1 文件新建类型草绘输入文件名 sec-1 后按确定按钮 2 草绘直线中心线水平线中心线点垂线 3 草绘圆相对于水平和垂直中心先做镜向完成四个图 4 草绘圆中心大圆在草绘出左右俩个中小圆 5 草绘直线绘与四个角上的圆相切的线绘与中心圆俩侧小圆相切的直线草绘剪裁得到如图所示的图形修改尺寸保存 草绘实例四 1.草绘圆同心圆得到同心的基准同心圆 2.草绘直线中心点划线 3.草绘圆在相应的位置绘出三个圆 4.草 绘直线分别做相应的切线 5.点选所有尺寸点选尺寸修改修改完尺寸按再生按确定得到如图所示 1-2 的图形保存 - 6 - 草绘实例五 - 7 - 草绘实例五 草绘实例六 - 8 - 草绘实例七 草绘实例八 - 9 - 第二部分 实体特征造型 二、 以下面的实体为实例作实体特征造型练习 1.支架的创建 (1) 文件新建零件（缺省） (2) 插入拉伸，选 TOP 为草绘平面 （ 3）确认截面完成后单击确定。 创建沉头孔，完成截面和旋转轴的绘制后，单击确定 （ 4）编辑特征操作，单击复制镜像完成。新建基准面 DTM1，插入扫描伸出项草绘轨迹，单击圆弧按钮，选择自由端点，然后单击完成 （ 5）插入筋，选择 RIGHT 基准面作为草绘平面， 接着以基准面 TOP 为偏移平面，偏移距离为 72，创建 DTM2（ 6）插入 拉伸 选 DTM2 草绘 关闭，输入深度值 34。 （ 7）确定，完成支架的创建 2. 跳棋盘的制作 （ 1） 创建拉伸实体特征 : a) 选择 RIGHT 为草绘平面 ,接受系统默认模式 ,绘制直径为 100 的圆 . b) 设置特征深度为 10 创建拉伸实体 . （ 2） 创建减材料的拉伸实体特征 . a) 选择 RRONT 为草绘平面 ,接受系统默认模式 ,绘制如图所示的平面 . b) 设置特征深度为 7.5 孔阵列 （ 3） 创建拔模 - 10 - （ 4） 孔阵列 （ 5） 所得到的图如图所示 3. 弹簧的创建 (1) 选择文件新建零件缺省，确定 (2)插入混合伸出项旋转完成光滑完 成，选择 FRONT 为草绘平面，依次绘制圆和坐标系，确定，输入角度值 120 度，重复以上步周， X 方向不变为 3mm， Y 每次递增 Imm （ 3）单击否按钮，绘制截面结束。确定，完成弹簧的创建 4. 轴承的大端盖的建模特征 .拉伸孔 阵列 - 11 - 5 .泵盖的创建，如图所示 拉伸沉孔阵列旋转倒角倒圆角 6. 绘制二维截面图如图所示 拉伸 . 阵列倒角倒圆角 - 12 - 7.螺栓 （ 1） 新建零件 在新建中单击零件，在“名称”对话框中输入“ part4-1”,单击“使用模板”复选框取消选中标志。单击“确定按钮”，打开“新文件选项”对话框。选择“ mmns-part-solid”模板，建立单位为公制的新文件。 生成的螺 杆特征 （ 2） 创建螺杆 单击右侧工具栏中的拉伸按钮，接受工作区下方“操控板”栏系统默认的实体和半透孔选。单击“操作板”中的草绘按钮，选取“ TOP”为草绘平面。接受系统默认的草绘方向和参照平面，单击“剖面”对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式。单击工作区的画圆图标，绘制出上图。直径为 64，拉伸长为 200 的圆柱。 生成的六角头特征 - 13 - （ 3） 创建螺栓的六角头部 同理，单击右侧工具栏中的拉伸按钮，接受工作区下方“ 1、 新建零件 确认 2、 插入 混合 伸出项 一般 规则截面 草绘截面 完 成 光滑 完成 新设置平面 正向 缺省 草绘 建立坐标系 保存 完成 输入角度 草绘 数据来自文件 打开 确定 继续输入角度 同理做出 11 个截面 输入截面深度 确定 3、 创建拉伸特征 选个草绘面 草绘 画圆 确认 输入拉伸深度 确认 - 14 - 8、 工 艺环 1 新建零件文档，选中 mmns_part_solid选项，再单击“确定”按钮进入设计环境 2 创建旋转实体特征 在右工具箱中单击 按钮，单击“位置”按钮打开 草绘 参数面板，单击“定义”打开 草绘 对话框选择 FRONT 作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入二维草绘模式 绘制如图所示的旋转剖面图，退出草绘模式，创建如图 2 所示旋转实体特征 3 创建壳体特征 单击右工具箱中的 按钮单击“参照”按钮激活其中的 移除的曲面 分组框，选取底面作为要移除的平面。在参照面板中激活 非缺省厚度 分组框，选取上平面并指定非缺省厚度 数值“ 1.5”，在图标板上输入壳体缺省厚度“ 1.0“完成壳体特征的创建。 4 创建旋转实体特征 单击 按钮，选择 FRONT 作为基准面画出旋转剖面。 5 创建圆角特征选取上顶面的三条边完成圆角特征的创建 6 创建拉伸实体特征 （ 1） 创建基准平面，单击 按钮，选取基准平面 TOP 作为参照，输入偏移距离为“ 10”。 （ 2） 单击 按钮，选取基准平面 DTM1 作为草绘平面绘制拉伸剖面图，单击图标板中的 按钮调节拉伸生成方向。 7 创建拉伸实体特征，选取底面作为草绘平面，单击 按钮，书写“心想事成”确定，输入拉伸深度“ 0.5”。 8 创建拉伸实体特征选取 底端大圆为草绘，绘出拉伸剖面图。单击 按钮调节拉伸生成方向。 9 创建圆角特征，单击 按钮，按住“ Ctrl”依次在工作区中底面大圆的边输入倒圆角的半径“ 0.25”完成倒圆角特征。 10. 创建投影曲线特征，单击 按钮，打开 草绘 选取 FRONT 基准平面作为草绘平面，绘出草绘曲线。在 编辑 菜单下选取 投影 选项，单击“参照”按钮在其顶部的下拉列表中选取 投影草绘 选项。在参照面板中激活 草绘 文本框，选取上一步创建的基准曲线作为要投影的曲线，接着激活 曲面 文本框选取侧面作为投影曲线放置平面，最后激活 方向参照 文本框，选取 RIGHT 作为方向参照。再单击 调节投影方向。 11. 创建可变剖面扫描特征，（ 1）单击 按钮，单击“参照”按钮。按住“ CTRL” - 15 - 键依次选取基准曲线作为轨迹线，然后单击 按钮，进入草绘模式。绘出扫描截面，单击 按钮，创建实体特征。 12. 镜像复制特征，选取伸出项（标识 529）、倒圆角（标识 1325）、倒圆角（标识 1501）、伸出项（标识 3550）作为镜像复制特征，在 编辑 菜单中选 镜像 选项。选取 RLGHT 作为镜像参照。在模型树中选基准曲线特征然后单击鼠标右键选 隐藏 选项。打开层树窗口， 选取 保存状态 在层树上方的 显示 选取 模型树 选项，切换到模型树的显示状态下。 - 16 - 第三部分 装配及工程图 一 装配图 一 装配 减速器 1. 在组建中创建一个子组建 a. 子组建确定创建特征确定添加轴（ shaft） b. 选 shaft1打开（匹配 . 插入）默认 c. 添加键（ key1） .d 添加齿轮（ part3） - 17 - e . 添加下箱体（ part2.3.1）到组建（插入 匹配（定向） ） f part2-3-1 打开（插入 匹配） 添加小齿轮轴（ Part6-3-2）（插入 匹配） - 18 - g 添加轴上元件（ Thimblel.prt）（插入 匹配）添加轴承 h. 添加其余三个套和轴承 I 添加上箱盖（ Part2-3-2）（插入 .插 入 匹配） - 19 - j 添加大端盖 视图 - 20 - 1、 选择 FRONT 草绘，拉伸深度 15。 2、倒角。 R10、 R20。 3、拉伸深度 60（选择内表面） - 21 - 4、选择 TOP 面草绘，注意同心、相切（用边复制命令） 对称拉伸 110。 - 22 - 5、使用先前的草绘平面和参照，除料、对称拉伸 90。倒圆角 R10。 6、除料至内表面。 - 23 - 7、除料深度 10。 - 24 - 8、创建两个基准平面 9、以 DTM1 为草绘平面，创建筋厚度 20 - 25 - 10、特征复制。 11、打孔 - 26 - 12、用镜像创建。 13、创建标准孔 - 27 - 大轴承孔到边的距离为 67.5 14、利用特征复制、移动、旋转、曲线 /边等 600、 3000。 15、倒圆角 - 28 - 二 装配电脑椅子 1 新建 组建 （ 选公制） 装入底座 2 装入椅 背（对齐 匹配 ） - 29 - 3 装入扶手（对齐 匹配 对齐） 4 装入扶手的螺栓（对齐 匹配） - 30 - 5 装入销钉（对齐 匹配） 6 装入滚轮支架（对齐 匹配） - 31 - 7 装入销钉 2（对齐 匹配） 8 装入滚轮（对齐 匹配） - 32 - 二 、 工程图 工程图 文件 新建 绘图 1 右键 属性 绘图选项（英制改公制： inch 改 mm） 2 草绘器优先选项点击 、 直线命令 画出边框 3 右下角选中“表”选项 表 插入 表（降序、右对齐、按长度） 右键点击所画表的右下角 移动特殊（到合适位置） 4 插入 绘图视图 一般 几何参照 点击图框内的任何位置（出现主视图） 5 点击主视图 插入 投影 绘出左视图和俯视图 6 双击主视图 比例（把图修改到合适大小） 锁定视图移动 将图 移到合适位置 7 插入 绘图视图 详图 点击想要放大的部分 8 双击主视图 剖面 2D “ +” 完成 选所要剖的平面 9 （ 1）自动标注：视图 显示及拭除（ 2）手动标注：插入 尺寸 新参照 创建工程图的一般步骤 一 . 上箱盖 1. 文件新建绘图（缺省）确定 2. 单击 选择几何参照选面确定，所得到的主视图如图所示 - 33 - 2. 选择主视图单击插入绘图视图投影作俯视图 3. 同上，做左视图 - 34 - 4. 选中左视图，双击有一个绘图视图对话框出现，选择剖面，所 得的剖面图如图所示 5. 选择插入绘图视图详图，在主视图上选取要查看细节的中心点 6. 单击 出现标注尺寸对话框，选择视图 显示全部，视图被标上尺寸，修改后的视图尺寸如图所示 - 35 - 7. 做装订框，单击右键属性绘图选项，点击创建俩点线，按照坐标数值作边框，如图所示 8. 作标题栏，点击右下角表插入表，按长度在视图内为表的左上角定位，所得的表格如图所示。 - 36 - 二 . 轴承盖 所用的主要步骤为绘视图作剖面图局部放大视图画边框修改尺寸作标题栏 - 37 - 第四部分 曲面特征造型 鼠标上盖 一 鼠标上盖的制作 1 文件新建零件选择（缺省模板） 2 建立基准点和基准平面，创建边界混合特征 3 隐藏曲线，所得如图所示 4 创建拉伸特征，曲面合并 5 创建拉伸特征和镜像特征，曲面合并 6 到圆角 设置 添加半径 7 加厚 点击第 9 步创建的合并曲面 编辑特征 选择加厚 8 创建拉伸特征 曲面拉伸 对称拉伸 9 创建实体化特征 选择上步的曲面 编辑特征 实体化工具 去除材料 - 38 - 10 复制曲面 按住 Ctrl 键，选择模型内表面集 编辑特征 复制曲面和曲面工具 11 拉伸工具 曲面拉伸 12 创建实体化特征：选择刚才创建的拉伸体 编辑特征 实体化工具 去除材料 13 曲面复制：选择步创建的复制曲面 编辑特征 复制曲面和曲线工具 14 创建拉伸特征：拉伸工具 曲面拉伸 15 创建修剪特征：编辑特征 编辑修剪 修剪工具 16 加厚：编辑特征 加厚工 17 创建唇特征：插入 高级 唇 链 完成 曲线偏移值 拔模曲面距离 选择拔模参照曲面 18 创建拉伸特征：曲面拉伸 深度值 19 曲面合并：选择步创建的拉伸面 编辑特征 合并工具 控制方向 - 39 - 20 创建拉伸特征：拉伸曲面 对称拉伸 拉伸值 21 曲面合并：选择第步创建的拉伸曲面 编辑特征 合并工具 方向控制 22 创建实体化特征：选择刚才创建的合并曲面 编辑特征 实体化按钮 去除材料 方向控制 23 创建拉伸特征：拉伸实体 穿透拉伸 去除材料 24 创建阵列特征：选择刚才创建的实体 选择阵列，所得鼠标如图所示 模 型 壶 步骤 1 创建新文件 （ 1）单击工具栏中的新建文件 步骤 2 建立拉伸 增料特征 绘制如图 完成后如图 步骤 3 建立拉伸减料特征 - 40 - (1) 单击拉伸工具按钮 ,在拉伸特征面板中单击草绘截面放置按钮 ,系统显示草绘对话框 . (2) 选择左侧面为草绘面 ,前面为参考面 ,接受系统默认的视图方向 .单击草绘按钮 ,系统进入草绘状态 . (3) 单击草绘按钮 ,系统进入草绘状态 . (4) 绘制如下图所示的拉伸 完成拉伸减料特征如图 步骤 4 建立旋转特征 绘制如下图 完成草绘图绘制，旋转 如下图 步骤 5 建立肋特征 (1) 选择 RAGHT基准面为草绘平面 ,选择 TOP为参考面 ,进入草绘界面绘制如图所示的线 . - 41 - (2)返回肋特征面板 ,设置肋的厚度为 3,生成如图所示 . 步骤 6 建立扫描特征如下图 (1) 选择 RIGHT 基准面为草绘平面 ,选择 FRONT 基准面为参考面 . (2) 绘制如图所示的样条线 . 绘制结果入图所示 : - 42 - 步骤 7 该保存文件 模型： 电吹风 1建立新文件： 2建立旋转体特征： 选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向，进入草绘器。绘制如图所示截面，旋转角度 360，完成旋转体。 草绘截面 - 43 - 旋转体 3 建立倒圆角特征： 选取实体边界输入半径 R=25 后确定，完成倒圆角特征： 倒圆角后 4 建立拉伸体特征： 选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向，进入草绘器，绘制如图所示截面，输入拉伸深度 50 后确定。完成实体如图。 - 44 - 草绘截面 完成拉伸体 5建立拉伸曲面特征： 进入草绘器，绘制如 图所示截面，输入拉伸深度 50 后确定，完成拉伸曲面如图所示： 草绘截面 - 45 - 完成拉伸曲面 6 建立拉伸曲面特征： 进入草绘器，绘制如图所示截面，输入拉伸深度 50 后确定。 草绘截面 - 46 - 完成实体 进入草绘器，完成如图所示截图，输入拉伸深度 25 后确定。 草绘截面二 完成拉伸曲面 7 建立拉伸曲面特征： 选取基准面 TOP 面为草绘面，选取基准面 RIGHT 为参照。进入草绘器，接受默认绘图参照并选取图所示曲面边界为绘图参照，绘制如图所示截面，输入拉 伸深度 20 后确定。 - 47 - 草绘截面 完成拉伸曲面 8 合并曲面： 分别合并各个曲面后如图所示。 - 48 - - 49 - 曲面合并 9由曲面生成实体。 选取如图所示的网格曲面后确定，合并后的曲面生成实体，并和前面的旋转体结合为一体。 10建立拔模特征： 选取图中所示的的拔模曲面，系统提示选取或 创建中性平面，双击基准面 TOP，在弹出的输入框中输入拔模角度（ -2）后完成拔模特征。 - 50 - 11建立倒圆角特征： 按图所示的边界进行倒圆角操作。倒角完毕后如图所示。 12建立抽壳特征： 选取圆柱前端面和底平面为抽壳的开放面，在输入窗口输入抽壳厚度 2 后确定。完成抽壳特征后如图所示。 13建立拉伸除料特征： 选取基准面 RIGHT 为草绘面，反转箭头方向朝右，进入草绘器。选取基准面 TOP 为草绘平面，反转箭头方向，是箭头方向朝上，进入草绘器，绘制截面，间距为 2，黄色外圆直径 为 37。 - 51 - 最终三维图形完成如图所示保存以便后用。 风扇 - 52 - 第五部分 常用铣削加工 1、 加工如下图中的工件 图 步骤一：新建文件 新建一个零件 步骤二：做一个拉伸特征： 点选拉伸特征 放置 定义 选取一个基准平面 草绘 做一个矩形 打钩 输入拉伸深度 确定 点选拉伸特征放置定义选择底边为参照线草绘做一个小一点的矩形确定点选切除选择一定的深度确定 创建一个如图 5-1 的图形 - 53 - 图 5-1 步骤三：新建一个文件 新建 制造 选择 mmns mfgnc 确定 建立加工毛坯模型 制造模型 创建 工件 名称 加材料 拉伸 实体 实体 完成。 创建如图 5-2 - 54 - 图 5-2 定义加工操作：（ 1）定义操作名称 定义数控机床 设置工作坐标系 创建 NC 加工类型 粗加工 NC 序列 完成。 （如图 5-3） 图 5-3 设置加工刀具直径 10 长度 100 确定。选择设置，设置进给和刀转速等等（如图 5-4） - 55 - 图 5-4 设置加工区域，创建窗口 窗口名称 草绘 进入草绘器 OK。 （如图 5-5）选择设置加工窗口 图 5-6 选择工艺加工选择设置好的粗加工出现（如图 5-7） 图 5-7 - 56 - 选择如图中的步骤，然后选择 NC 检测模拟演示刀具路径轨迹（如图 5-8） 图 5-8 2、 加工如下图中的工件 - 57 - 图 步骤一：新建文件 新建一个零件 步骤二：做一个拉伸特征： 点选拉伸特征 放置 定义 选取一个基准平面 草绘 做一个矩形 打钩 输入拉伸深度 确定 点选拉伸特征放置定义选择底边为参照线草绘做一个小一点的矩形确定点选切除选择一定的深度确定 创建一个如图 5-11 的图形 图 5-11 步骤三：新建一个文件 新建 制造 选择 mmns mfgnc 确定 建立加工毛坯模型 制造模型 创建 工件 名称 加材料 拉伸 实体 实体 完成。 创建如图 5-21 - 58 - 图 5-21 定义加工操作：（ 1）定义操作名称 定义数控机床 设置工作坐标系 创建 NC 加工类型 粗加工 NC 序列 完成。（如图 5-31） 图 5-31 设置加工刀具直径 10 长度 100 确定。选择设置，设置进给和刀转 速等等（如图 5-41） - 59 - 图 5-41 设置加工区域，创建窗口 窗口名称 草绘 进入草绘器 OK。 （如图 5-51）选择设置加工窗口 图 5-51 选择工艺加工选择设置好的粗加工出现（如图 5-71） - 60 - 图 5-71 选择如图中的步骤，然后选择 NC 检测模拟演示刀具路径轨迹（如图 5-81） - 61 - 2 雕刻 ： 1、文件 新建 零件 mmns-part-solid 确定 2、建立拉伸特征 3、插入 修饰 凹槽 单击 插入文字（ 如图一所示） （图一） （ 走刀路线） 4、文件 新建 制造 mmns-mfg-nc 5、制造模型：装配 参照模型 缺省 创建 工件 加材料 完成 草绘 完成 6、制造设置：加工零点 创建 坐标系 面 x 改 z,y 反向 退刀沿 z 轴深度 7、加工：选 NC 序列 刻膜 完成 完成 应用，设置 参数树 将 -1 的改成正数，刀具、参数、槽特征进行填写 8、处理管理器 NC 检测（加工结果如图二） - 62 - 第六章 后置处理 1 后置处理 在菜单管理器中点击 .CL 数据 CL 输出 NC 序列 文件 完成。 (如图 6-1) 图 6-1 - 63 - 选择要放置的 地方 保 存 再打开 CL 数据 CL 输出 NC 序列后置处理选择我们要处理的文件（如图 6-2） 图 6-2 然后在后置期处理选项中选择“全部和跟踪”（如图 6-3） 图 6-3 保存选项就可以了 - 64 - 然后我们可以得到加工工件的程序 (Date:11/07/06 Time:17:33:24) G98G80G90G49G17 ( / MFG0003) T01M06 S1500M3 G00X0Y10 G43Z10.H1 Z6. .G1Z0.F1000. Y5.125 X6.052 Z10. M05 M30 一 初始化创建的新后处理文件 在 Pro/E 界面中单击应用程序然后选择 NC 后置处理器，系统便自动进入后处理文件