CADCAM设计论文

1、机械CAD/CAM设计论文设计题目：轴承座零件的CAD/CAM设计班级：机械09-3班姓名：沈英焕学号：3099990032目录1 课程设计任务书.22 第一章建模分析.33 第二章数控加工.84 第三章数控加工仿真.95 第四章CL数据的输出和NC代码的生成.176 第五章设计总结.207 第六章参考书目.21 机械CAD/CAM任务书一、设计题目： 轴承座 零件的CAD/CAM设计二、设计目的 CAD/CAM课程设计是开设机械CAD/CAM课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综

2、合应用能力。其目的：1. 掌握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结构设计的能力。2. 掌握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿真的能力。3. 通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM的基础技能。三、设计任务本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务：1、熟悉并掌握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型，最终完成零件的造型设计。3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。如

3、刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。4、编写课程设计说明书。四、设计要求1、要求设计过程在计算机上完成。2、设计说明书用计算机打印（B5纸，1万字左右）。正文：宋体小四号，单倍行距；页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“CAD/CAM课程设计说明书”字样；页脚：右下脚页码。3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容）六、参考资料有关PRO/ENGINEER软件的参考书及数控加工工艺的参考书。如PRO/ENGNEER Wildfire 3.0的基

4、础训练教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的零件设计教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的数控加工教程等等。第一章 建模分析 应用Pro/E 4.0建模。在菜单栏选取【文件】下拉菜单，选取【新建】选项，系统将弹出如图1-1所示的【新建】对话框，选中其中的【零件】单选按钮，在【名称】编辑框中输入“1”。不使用缺省模板，单击对话框下部的按钮，进入三维实体建模。 图1-1 【新建】对话框 图1-2 【文件选项】对话框1.1 绘制其中一边轴承座为了让工件在绘图区坐标系的中间，绘制轴承座的时候建立一个距TOP面34mm的基准面DTM1，用拉伸按钮，选择DTM1为草

5、绘平面，根据工件尺寸内圆直径d=34mm，大圆直径D=54mm，圆心距底部L=53mm，绘制图1-3的图形，点击，拉伸厚度为27.5mm，拉伸出如图1-4实体图形 图1-3轴承座草绘图 图1-4轴承座实体图1.2 绘制轴承座上的沉孔 运用拉伸命令，以DTM1为草绘平面，绘制一直径为D=39mm，和轴承座上的孔同心的圆，草绘图如图1-5，拉伸深度5mm，拉伸结果如图1-6 图1-5沉孔草绘图 图1-6沉孔拉伸实体图1.3 绘制轴承座上螺纹孔 运用孔命令绘制螺纹孔，选择螺纹孔，设置孔的尺寸类型，螺纹孔的放置位置如图1-7，绘制结果如图1-8 图1-7螺纹孔位置 图1-8螺纹孔绘制结果1.4 绘制另

6、一边轴承座运用实体镜像命令，把绘制后的轴承座镜像到另一边，以TOP面为对称面，操作如下：点击按钮，选取轴承座，包括沉孔和螺纹孔，在点击TOP面，结果如图1-9图1-9两轴承座1.5 绘制底座板运用拉伸命令绘制底板，点击拉伸按钮，选择FRONT面为拉伸平面，草绘出如图1-10的图形，尺寸如图所示，拉伸厚度为17mm，结果如图1-11。 图1-10底板草绘图 图1-11底板实体结果1.6 绘制底板顶面凸台运用拉伸命令绘制底板顶面凸台，点击拉伸按钮，选择底板顶面为拉伸平面，草绘出直径D=43mm的圆如图1-12的图形，拉伸厚度为5mm，结果如图1-13所示。图1-12 图1-131.7 绘制底板底部

7、凸台运用旋转命令绘制底板底部凸台，点击按钮，以FRONT面为草绘平面，草绘如图1-14图形，尺寸如图所示，用按钮绘制旋转中心线，点击完成旋转，结果如图1-15。 图1-14旋转草绘图 图1-15旋转实体 1.8 底板倒角采用倒角命令，对底板的两边倒角，点击按钮，选择要倒角的边，参数设置为，倒角结果如图1-16。 图1-16倒角实体结果1.9 绘制第一个带沉头通孔用孔命令，点击按钮，孔放置在底板顶面，放置位置如图1-17，置于TOP面上，距FRONT面59mm，孔的参数设置如图1-18，结果如图1-19。 图1-17孔形状参数 图1-18孔放置位置 图1-19孔实体图1.10 绘制第二个带沉头通

8、孔采用阵列命令直接阵列出第二个孔，选中第一个孔，点击按钮，在方向下拉菜单选择方向，如图1-20，选择一条边为阵列的方向，这列距离为97mm，参数设置，阵列结果如图1-21 图1-20 阵列方式 图1-21这列结果1.11 绘制的三，四个带沉头通孔还是用上面的方法，用按钮，先绘制的三个孔，位置如图1-22，再继续用阵列命令绘制的四个孔，结果如图1-23。 图1-22三孔的位置 图1-23三，四孔的实体结果1.12 绘制两个通孔运用拉伸，点击按钮，选择地板顶面为草绘平面，草绘两直径D=9mm的圆，位置如图1-24所示，拉伸至下表面，结果如图1-25。 图1-24通孔草绘图 图1-25通孔结果图最终

9、模型图第二章 数控加工2.1机床选择选择数控铣床加工，底板上的孔直接可以加工出来，轴承孔要分两次装夹才能加工出来，轴承座上的小孔用转孔机加工，手攻螺纹。2.2零件的工艺分析（1）轴承座上的孔和沉孔，用Ø20的平底铣刀加工；（2）底板凸台表面用Ø20平底铣刀加工，小孔均用Ø8的平底铣刀加工；（3）轴承座上螺纹孔用钻床加工小孔，在用手攻攻螺纹。2.3刀具的选择及材料表2-1 刀具及其材料表序号编号刀具规格名称数量加工表面1T000120硬质合金立铣刀1轴承座孔及底板孔和表面2T00028硬质合金立铣刀1底板上所有孔3T00036基本钻头1轴承座上孔4T0004M7丝攻

10、1轴承座孔的螺纹2.4制定工艺路线大致外形用铸造，再用铣床加工出装配。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:毛坯上下端面留余量2mm。铣削端面时候分三步，粗铣留余量1mm，半精铣留余量0.5，精铣完成加工。而且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。粗铣时候刀直径小一些减少切削扭矩，精铣刀直径大一些，最好包容待加工表面的整个宽度。（1） 沉孔加工因为没什么要求，故一次加工完成。高速钢立铣刀多用于加工沉孔和表面。所以用高速钢立铣刀加工沉孔。（2） 孔加工：加工IT7级的孔，一般孔径小于12时候采用钻，粗饺，精铰。当孔径为12-60mm时候为钻，

11、扩，粗饺，精铰。（3） 当工件表面粗糙度要求为Ra12.5-25时候，如果加工余量小于5mm粗铣一次加工就可以完成要求；但在加工余量特别大而且机床刚性不足时候可分多次进给加工。（4） 螺纹加工直接用手攻。2.5工序卡表2-2 工序参数表工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1左轴承座孔T0001Ø20250010001自动2右轴承座孔T0001Ø20250010001自动3底板孔表面T0001Ø20250010001自动4底板大孔T0001Ø20250010001自动5底板小孔T0002Ø8300

12、08000.5自动6轴承座孔T000361200600.5自动7轴承座螺纹T0004M7手动第三章 数控加工仿真3.1新建制造文件在制造模型中以默认的方式装配参照文件，如图3-1，进入绘图窗口之后选择制造模型，选择装配-工件，如图3-2 图3-1新建对话框 图3-2装配选项3.2加工外轮廓创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-3绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-4用外轮廓-3轴加工，点击完成。 图3-3 毛坯图 图3-4加工方式点击制造设置，如图3-5,选择“操作”弹出如图3-6对话框，选择NC机床，弹

13、出如图3-7对话框，选择铣床，3轴。在操作设置处点加工零点，选择工件坐标系为加工零点。 图3-5 图3-6操作设置 图3-7坐标设置根据毛坯的大小选择铣刀，采用20的平底铣刀，如图3-8，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-9，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。 图3-8刀具参数 图3-9加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演示轨迹-屏幕演示，如图3-19，点击播放轨迹的按钮，显示加工轨迹如图3-11，最后生成程序。 图3-10 轨迹演示 图3-11轮廓铣削轨迹图反面过来加工与前面的加工设置一样，最后铣削出来轨迹如图3-12图3-12背面轮廓铣削轨迹3.

14、3加工凸台表面由于外形是铸造件，所以只需留少部分余量，各加工表面留2mm。在制造模型里面选择创建工件新建，如图3-13，进入特征类，选择实体伸出项拉伸实体，绘制出模型需要去除的余量实体，如图314，所添加需要去除材料部分结果如图3-15绿色部分。 图3-13创建工件 图3-14添加材料 图3-15添加材料实体3.4设置加工参数点击制造设置，如图3-16,选择“操作”弹出如图3-17对话框，选择NC机床，弹出如图3-18对话框，选择铣床，3轴。在操作设置处点加工零点，选择工件坐标系为加工零点。 图3-16 制造设置 图3-17操作设置面板所选择的坐标或所创建的坐标的Z轴方向应该指向刀具退刀方向，

15、完成之后选择加工表面，最后生成加工路径如图3-19，最后输出程序保存。 图3-18坐标系选择 图3-19加工路径轨迹图3.5铣削轴孔创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-20绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-21用体积块-3轴加工，点击完成。 图3-20工件模型 图3-21NC加工依然选择20的平铣刀，如图3-22，在弹出的编辑序列参数窗口中打开之前设置的参数，结果如图3-23，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。图3-22 刀具参数 图3-23 加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演示

16、轨迹-屏幕演示，如图3-24，加工轨迹如图3-25 图3-24 图3-25 孔加工轨迹3.6铣削两个通孔创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-26绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-27用腔槽加工-3轴加工，点击完成。 图3-26 需要加工去除的模型 图3-27加工方式由于孔的直径为9，因此采用8的平底铣刀，如图3-28，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-29，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。图3-28 刀具参数 图3-29加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演

17、示轨迹-屏幕演示，如图3-30，点击播放轨迹的按钮，显示加工轨迹如图3-31，另一个9孔加工方法一样。 图3-30演示轨迹 图3-31孔的加工刀具轨迹图3.7加工底板上的沉头孔先创建需要铣削的模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用旋转的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-32绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-33用腔槽加工-3轴加工，如图3-34，点击完成。 图3-32需要去除沉孔模型 图3-33 图3-34 由于孔的最小直径为9，因此采用8的平底铣刀，如图3-35，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-36，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽

18、的方法加工。图3-35刀具参数 图3-36加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演示轨迹-屏幕演示-播放轨迹，如图3-37，点击播放轨迹的按钮，显示加工轨迹如图3-38，其它四个沉孔加工方法一样。图3-37播放轨迹面板 图3-38沉孔加工刀具轨迹3.8轴承座孔的加工先创建需要铣削的模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用旋转的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-39绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-40用腔槽加工-3轴加工，如图3-41，点击完成。 图3-39需要去除材料模型 图3-40 图3-41点击制造设置，如图3-42,选择“操作”，选择NC机床，弹出

19、如图3-43对话框，选择铣床，3轴。在操作设置处点加工零点，选择创建的加工坐标系为加工零点如图3-44 图3-42 图3-43 操作设置 图3-44坐标位置根据孔的大小选择铣刀，采用20的平底铣刀，如图3-45，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-46，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。 图3-45 刀具参数 图3-46加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演示轨迹-屏幕演示，如图3-47，点击播放轨迹的按钮，显示加工轨迹如图3-48，最后生成程序，另一边的轴承座孔加工方法一样。 图3-47演示路径 图3-48轴承座孔加工刀具轨迹第4章 CL数据的输出和N

20、C代码的生成单击菜单管理器中的【制造】|【输出】|【NC序列】选项，在“NC序列列表”菜单下选择容器铣削序列,在【轨迹】菜单下选择【文件】选项，在【输出类型】菜单下选择下选中“MCD文件”和“计算CL”选项，单击“完成”选项，弹出“保存副本”对话框。输入CL文件的名称为seq1，单击“确定”按钮，弹出“后置期处理选项”，完成后，单击“完成”，弹出“后处理列表”菜单，经过刀具计算生成刀位文件，将其转换为NC代码文件，此过程成为后处理。单击“关闭”窗口，在单击【Done Output】|【完成/返回】选项。生成的部分NC代码如下：$* Pro/CLfile Version Wildfire 4.0

21、 - M140$-> MFGNO / MFG0002PARTNO / MFG0002$-> FEATNO / 73MACHIN / UNCX01, 1$-> CUTCOM_GEOMETRY_TYPE / OUTPUT_ON_CENTERUNITS / MMLOADTL / 1$-> CUTTER / 20.000000$-> CSYS / X1.0, Y0.0, Z0.0, 0.0, $ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, $ 0.0, 0.0, 1.0, 0.0SPINDL / RPM, 1000.000000, CLWFEDRAT / 500.000000

22、, / -30.0, -53.0, 10.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -1.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -1.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -1.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -2.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -2.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -2.0FEDRAT / 80.000000, /

23、-30.0, -53.0, -3.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -3.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -3.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -4.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -4.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -4.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -5.0FEDRAT / 100.000000, / -61

24、.5, -53.0, -5.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -5.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -6.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -6.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -6.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -7.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -7.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO /

25、-30.0, -53.0, -7.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -8.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -8.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -8.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -9.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -9.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -9.0FEDRAT / 80.000000, / -30.

26、0, -53.0, -10.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -10.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -10.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -11.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -11.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -11.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -12.0FEDRAT / 100.000000, /

27、-61.5, -53.0, -12.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -12.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -13.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -13.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -13.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -14.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -14.0, $0.0, 0.0, 1.0, 31.5GOTO / -30.0, -53.0, -14.0FEDRAT / 80.000000, / -30.0, -53.0, -15.0FEDRAT / 100.000000, / -61.5, -53.0, -15.0, $0.0, 0.0, 1