旋钮零件的建模与加工

1、实验一旋钮零件的CAD建模实验目的1.熟悉 Cplane 和 Gview 下各项设置，主要为 3D、Top、Front、Side、Number、Entity、 Rotate、Mouse 的用法。2理解Z向深度及设定方法。3.掌握三维线框图形构建的思路和技巧。实验设备及简介1. 硬件要求PC电脑要求CPU为PIII450 以上，存为128MB以上，32MB以上显存，硬盘应有5G空间 供使用。一般要求15英寸以上显示器，并推荐使用三键鼠标器。具有标准键盘。2. 软件要求操作系统： Windows 2000 (或 Windows XP)。应用软件：MasterCAM三实验容熟悉MasterCAM三维

2、绘图命令和操作，掌握三维线框模型的构建。建立如图2-1 所示 的旋钮线框模型。图2 1旋钮的三维线框模型四实验步骤步骤1:翻开MasterCAM,的MILL模块，用虚线先画出辅助线。?设置线型：单击会出现图2 2所示对话框：所在丿公坡图2 2设置线型把线形设置为画辅助线，使用create>line 命令:PointLinaVerticalEileScreenI oolpaths HC utilsArc FilletSplineCunre Sjrf»ce ge dongle Diafllnij Mexl menuErtdpai nts Muliialai (angent Perp

3、»dcJrParallelEliseclClosest然后输入点的坐标：0, -18, 15.7 ,把鼠标向上拉，直到足够长的线段出现线长须 大于40，在左下角可以看到线的长度再画水平线：line orirontal输入点的坐标-8，0，15.7，然后把它向右拉到足够长大于15。辅助线就画完了，用图22的命令把线换回实线。步骤2:设置视图方式为了学习和设计时可以很好的看到作图过程的错误。我们把视图分为两个视图，一个是根据需要的绘图平面，一个是轴侧视图：Analyze CrBate EllQ Mollify Kfortn QalflteScieenSfllids foolpaihs N

4、C utltoonligura Stylistics Endpoints Clr colors Chg colors 匚tig lels 匸hg ittrilw Surf 価p Blank5«t main Crilef Hide Sei. grid tnoCiirsor ¥ Hegnerafe Id clipbrj £omb views|viPwporTs k出现如图2 3所示的对话框:匡可以恨据需妾选择其他选择这个把图分掏左右两个分成上下两 卜视图图 2 3 Viewports 设置单击之后出现图24所示界面，其中左右两个视图都可以作图。图2 4绘图界面步骤3:

5、镜射(Mirror )再用水平线命令画水平线，输入点(0, -15.7 , 15.7 )后，不按任何键，直接输入长度5。完成了一条线段。现在要把这条线段做镜射：AnalyseflipX/nrmSoltds Vvulpdlli MC utils01s cluufSlretclRnjt里 axi41血魅Chain ndoMYAl£4i 血申Al 血FMp Retull»|0hp tLine2Pom选释对称雄如丄圈1-2的对I申完成对称轴之后会出现下面对话框:选择后，就把线段对称复制过去了。步骤4:画圆:gFinlyrREnlntEolurI Cr eate .LineEndpo

6、ints3k3 pointsModifyFilialTangentXFormSplineCl re 2 ptsbelett；CurveCiic 3 ptsScreenSurfaceCirc pi+pdSfllidsRecthql#Cl FCIoolpathsDraftingre pi+edgNC utilsNext menu半径和圆心输入半径为8,把鼠标移到左边的绘图区会有一个半径为8的圆，跟随鼠标移动，捕捉两虚线的交点，点击左键，即可。但是我们在轴侧视图上发现所画圆的圆心不在两虚线的交 点上，而是在与两虚线所在平面的另外一个平面上，如图2-5所示：确定后、发现原匕下在两 虚线的交点上，而是在

7、两 虚线所在平面平疔的另一 个平面上./捕提的圆心图2 5这就是大家要注意的 Z深度，因为在 的，只能在 XY平面画图，不在这平面上的, 是通过Z深度来限制的。单击 捕捉，选择两虚线的交点，此时， 再用原来的方法：错误的圆心位置MasterCAM的系统中，和AutoCAD, UG的系统一样 要通过XY平面的平移或旋转。而MasterCAMZ深度变为>ArcCirc pt-braii画圆。正确结果如图 26所示。Line4erlical然后用绘制直线。两寻绘制的直线12.5图2 6正确的圆心位置 接下来将直线和圆圆滑过渡，连接的圆弧半径为£rea<« 枷匸 Ian

8、genr £ erififies出现半径值的输入框，输入12.5。然后选择上图右视图所示的两个相切元素，此时出现很多个圆如图2-7所示，选择我们需要的圆。用同样的方法或用镜射，完成另一边。出现舵圆 、图2 7采用相切的方式画圆步骤5:图形修剪Annlyre Create FileModifyNormal Opts IfURBS X to NURBS fxtendDrag Cnv to 驭 csXform DelateScrnSolids Toolpaths NC utils2 entltitrs3 entitles Io point Many Close due DivideSurf

9、d ce保存的线，如果选 到風外卿保存圆夕卜 面的线段 /再用把图形修剪为图 2 8所示。具体过程可以自己揣摩一下步骤6:旋转构图平面作图我们以上图所示为圆心，作半径为5的圆。Create | fire Circ pt+|ad输入半径为5,捕捉圆心，后发现并非我们所需要的圆，如图2-9所示。图2-9构图平面设置不正确导致圆的方位错误说明我们所在的构图平面不是我们所需要的。那就要旋转构图平面:Off Top FrontSide NumberLastNormai 总Next menu输入90 绕X轴旋转90度 10是两种不同Z深度画出来的圆。后保存。还有一个注意的问题就是z深度为15.7。图2 E

10、mily图2 10 Z方向深度不同时画出的圆Trim将圆的下半在Z深度为15.7平面上作图。作完后，使用之前已经用过的修剪 局部剪去，保存上半圆。步骤7:再把Z深度定为0，点击，输入0，回车之后继续画圆弧Andly;epointIPolaikCentej 卩1I Create|LineEndpointsSk«1chEHe:Modify3 pointsWstart|>tFilklTanyeniEnd piXformSplinerc p<sQeletf?CurveQrc 3 ptsScreenSurfflceCirc pt+ adSolidsBectangleOrc 卩 t+

11、dbTaolpdUis MC utilsDufting Mext menuDre pt*edyEnter tho final angld匝ui XJZR.D.LSA?)'Enter the initialQor ?) 愉入廈昭聘專讨的角雯/瑜入圆弧开姑时的肃度* Polar*-£nd pt用同样的方法继续完成左边的圆弧，这次用终点输入半径为3.5。输入圆弧起始和结束时的角度终止角奥步骤&接着完成顶边的弧。把右边的弧旋转90度，即可:XforrriOR CtnurSti richHo|具体操作步骤如下:Analyze Create Fie ModifyDelete Sc

12、reen Solids loulpaths NC utils之后。选择旋转点。完成之后会发现图形不对。这是因为我们所选的绘图平面不对，必须把构图平面再次旋转。我们之所以犯那么多错误多数是因为没有留意 Z深度和构图平面，因此在我们构图的时候要注意这类问题。现在把坐标旋转回来。OffAboulZ 圧SaveTapCphne: FFront Side NumberLastEntit/RotateNomidl ' 3Next menu输入-90度，把坐标系复原，我们用上面的命令再次旋转。即可完成我们的图形。步骤9:现在再把它旋转，90度。Z深度为15.7。作一条垂直线，和半圆相交，然后再 修剪

13、。步骤10:我们再次把构图平面旋转回来，-90度，新建如以下图所示的直线。其Z向深度为20.7，并保证线段足够长。2深度可以捕捉这个点我们屡次旋转是为了让读者熟悉构图平面的旋转，如果较为熟悉了可以用四个快捷键。步骤11：用直线连接左右圆弧，Z深度定为19.2可捕捉左或右圆弧的顶点。单击旋 转作图坐标，画一个半径为12.24的圆，圆心在0, 30.715，0。然后修剪。注意选择物体的先后顺序。完成后如图2 11所示。法这里为起 点画一直娃图2- 11连接左右两段圆弧步骤12:然后以图2- 11所示的起点绘制一条足够长的水平线和一个圆，完成后的图步骤13：打断和修剪对图形进行修剪，先把圆打断。An

14、 n ty r eFillet1|2 piecesCreateTrimAt JengthFileIMny piecesJoinAt Inta isXformNormalSpl Id arcsDvletecpts NunasScreenRM HlJRnSSoli d«Cdata/linaloolpaihsBtedkcir"NCuliteCnw io 3fcs然后选择要打断的物体，最后选择打断点就可以把物体打断。完成后，删除多余的弧。并修剪直线。完成后的图形如图2- 13所示:图2 13打断并修剪圆弧和直线步骤14:再将直线和圆弧圆滑过渡，如图2- 14所示:步骤15:画椭圆最

15、后再画椭圆就可以完成旋钮的CAD局部了。CreateEile Modify XformQaloteScreenTool paths MC utilsPoint LineArcHllet Spline Cii rve Surface Qctamyle DraftingNext menuChamferLettersPatiernEllipsePolygon1 域 Bound. Ijom Epior Gear* ffiable*输入数值中，A为11/2，B为8.5/2。完成后我们发现椭圆位置不对，这是因为构图平面的选择有问题。如图 2- 15所示。构图平面不对图2 15椭圆构图平面选择错误2 16单

16、击后，再画椭圆，即可。现在我们就完成了旋钮的CAD局部，最终结果如图所示。图2 16旋钮CAD局部的最终结果实验二旋钮零件的CAM局部实验目的1 掌握用昆氏曲面在线框模型的根底上直接构建曲面的方法。2.掌握用MasterCAM软件自动生成加工路径方法。实验设备及简介1. 硬件要求PC电脑要求CPU为PIII450 以上，存为128MB以上，32MB以上显存，硬盘应有5G空间 供使用。一般要求15英寸以上显示器，并推荐使用三键鼠标器。具有标准键盘。2. 软件要求操作系统： Windows 2000 (或 Windows XP)。应用软件：MasterCAM三实验容在试验二所建立的旋钮线框模型的根

17、底上，用昆氏曲面直接构建曲面。生成如图3 - 1所示的曲面模型。并用MasterCAM自动生成图3- 1所示模型的加工路径。图3- 1由试验二所建线框模型所生成的旋钮曲面模型四试验步骤步骤1:把视图恢复为一个视图Analyze Create File Modify Xform DeleteScreenSolids Joolpaths NC utils选择Configure Statistics Endpoints Clr colors Chg colors Chg levels Chg attribs Surf disp BlankNext menuSet mainCenierHideSei,

18、 ridAuto Cursor Y Regenerate To clipbrd Comb viewsI ViewportsPlt步骤2:把图形的各线段在各交点处打断AnalyzeFilletCreateI rim砂r-k£rekkELutiity 、濛Join1FXformfLonnalDeleteCpts NURBSScreeriX to NURMSolids1EirtendToolpathsDragNC utils1Cnv to arcs2 piecesAtjength Mny pieces At intersSpl Io arcs DrafVIine HatcIVIme Cda

19、ta/line Breakci选择上图的各线段。全部打断。步骤3:确定切削方向和截断面方向昆氏曲面是把曲面分成假设干个小曲面组成。每个小曲面叫綴面(patch)。要作昆氏曲面,必须确定两个方向：切削方向 (Alo ng con tours) 和截断面方向(across con tours) 。注意: 方向不同曲面的光滑程度也不一样。我们确定切削方向和截断面方向如图3 2所示。图3 2旋钮模型的切削方向和截断面方向各方向的綴面数如图 3 3图3 5所示。图3 3切削方向綴面数：2，截断面方向綴面数：1图3 4切削方向綴面数：2，截断面方向綴面数：2就是切削方向是图3 5切削方向綴面数：1，截断面

20、方向綴面数：1 总结：綴面数=切削方向綴面数*截断面方向綴面数。 切削方向綴面数: 有多少个面组成的；截断面方向綴面数：就是截断面方向是有多少个面组成的。步骤4:完成昆氏Coo ns曲面依次选择菜单:AnalyzeCreateFile Modify Xform Delete Screer* Sulids JoolpathsNC utilsPoint Line Arc Fillet Spline CurveSurfaceRecldnijltf firafting Next menu出现如以下图所示对话框:选择这个输入正确的綴面数线条选择顺序如以下图所示:I慕二截頭愿芸矗旳第二惡第二卸礦方 阿的第

21、茶馥5邈方陶的蕭Y线sw那牌 耒二战董一栽断題方闵的 亲二"第二奈我如以下图所示依次选择切削方向的第二、第三条线:切艇古向第一舷如以下图所示选择截断面方向的线段:X线段选择全部完成时，如以下图所示选择Do it菜单。ToleranceTj(peNBliidiiigiLQa itUodeOptions PartialReverseChange strt Change end IJriselectDone步骤5:在此根底上继续完成如以下图所示曲面:这一过程请同学自己完成，需要注意的是：有一个方向没有线，是一个点，必须在以下图所示菜单中选择Poi ntModeOptions Ea rtla

22、lReverseChange strt Change end JJnelect D.oneChain WindowSingleS e di o nPointSyncLastUnselectDone然后把这个特征镜像就可以得到以下图所示的模型了。步骤6:在面上挖一个椭圆依次按以下图示操作AhaI7REill«t1 antMv1io curves ,CiedleTilnikE2 AntillesTo |jhn& h；Eilo因oakJ ontilio«Tn fflirfacRSModirlv 、Joinlo ipointFlat bndyMform厂HormailMan

23、ySplitDelete£p* NURBSQx日 arcllntrimScree *iX (0 NUKUSDivideRurnutfe lindySolid»LHtelldFill holoeToolpathsDraigiiirfaceNC UtilsCnv ta arcsKtend完成后。选择要保存的局部。在图形上点击一下就会出现一个小箭头，如以下图所示:在不属于椭圆的围点击一下，就会完成以下图所示模型步骤7:生成边界曲线与昆氏Coo ns曲面Analy?ePointConst pararnCreateLi nePatch bndyFileArcflowlineModif

24、yFillet.Dynamic爼formSplineSliceDelete»Curve.IntersectScreenSurfaceProjectSolidsRectanglePart lineTool pathsDraflinq.iOne edge kNC utilsNext menuAll odgss第三截斷直肓 向的鶯一二条 纯是点、第三切削育 ，向供第二垂篇二切削冇向匪第- 二歸第一W削沁的第二第二戳新叼汀 向够二衆蜂第三迂帼一JJT i二怪H的第案哎第一切射策一第'切 面怖向 的茅一此时，会在曲面的边缘产生曲线。把曲线打断，再与以下图所示的弧线做2*2的昆氏 曲面。矩形步骤&完成分模面把文件视图变为正视图。画一矩形。大小要比旋钮大，如以下图所示:选择如以下图所示的菜单，完成分模面。Aridlyft*FilletCraato帥 hJFileBreakQoiillyt1JoinXforniNormal山您HIIFIR葺ScreenXtoHURBSSolidsExtendT rmnl pathsBragHC MilsCrv