机械CAD、CAM课程设计酒瓶零件的计算机辅助设计与制造

1、机械cad/cam课程设计任务书设计题目： 酒瓶 零件的计算机辅助设计与制造内容： 1、实际加工的三维零件图 1张 2、二维零件图 1张 3、加工程序清单 1张 4、加工好的零件 1个 5、模拟加工的复杂曲面的零件图 1张 6、 模拟加工的复杂曲面的加工程序清单 1张 7、 课程设计说明书 1份班 级 机自043 学 生 指导教师 教研室主任 广西工学院机电一体化教研室 200 年 1月 11 日机械cad/cam课程设计指导 一、 设计的目的通过本次设计，使学生全面地、系统地了解和掌握cad/cam技术的基本内容和基本知识，了解数控技术的发展趋势；掌握数控加工的编程方法，并能灵活使用目前使用

2、比较普遍的cad/cam软件对较复杂零件进行编程，为以后的工作打下坚实的基础。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。1、 学习使用先进的cad软件对零件进行三维实体建模；2、 学习使用cam软件对所设计的零件进行数控编程并进行加工仿真；3、 学习使用加工中心、数控机床等先进设备按编制的数控程序加工出所设计零件。二、 设计的要求机械cad/cam课程设计题目一律定为：x x零件的计算机辅助设计与制造。设计的要求包括以下几个部分： 实际加工的三维零件图 1张 二维零件图 1张 加工程序清单 1张 加工好的零件 1个 模拟加工的复杂曲面的零件图 1张 模拟加工的复杂曲面的加工程序清单 1张 课

3、程设计说明书 1份课程设计题目由指导教师选定，经教研室主任审定签字后发给学生。按教学计划规定，机械cad/cam课程设计总学时数一般为2周，其进度及时间大致分配如下：熟悉设计用的软件 约占15%零件造型，生成加工代码 约占35%传送加工代码至加工中心，加工零件 约占40%编写设计说明书 约占5%答辩 约占5%三、 设计的内容及步骤1、 对零件进行分析，用cad软件对零件进行实体造型；2、 在cam软件（mastercam 、ug/cam等）中读入cad文件，设置加工路线，生成加工代码，模拟加工过程；3、 根据加工中心的实际情况，手工修改加工代码；4、 将修改好的代码传送到加工中心，加工零件；5

4、、 打印零件图和最终程序清单；6、 由老师指定另一复杂曲面进行模拟加工并提交加工程序；7、 编写设计说明书。四、 设计成绩的考核课程设计的全部图样、程序清单及说明书应有设计者及指导教师的签字。未经指导教师签字的设计，不能参加答辩。由教研室教师组成答辩小组，设计者本人应首先对自己的设计进行讲解，然后再进行答辩。每个学生的答辩总时间，一般不超过30分钟。课程设计成绩根据平时的工作情况、独立工作能力以及答辩情况综合衡量，由答辩小组讨论评定。最终成绩定为五级：优、良、中、及格、不及格。 前言 随着我国国民经济的发展,现代的机械制造水平也有所提高。这些变化和其取得的成就都离不开现代机械cad/cam技术

5、的发展和应用。机械cad/cam是一门理论性与实践性都较强的综合性专业课，涉及的知识面广。在学习过程中，要综合运用基础理论，通过实训等环节来加深对课程的理解，获得机械cad/cam技术的基本理论和基础知识；掌握cad/cam系统硬件配置的一般原则；锻炼培养解决实际问题的能力，具有进行cad/cam系统规划与实施的初步能力。本次的课程设计是开放性的设计。首先创建或设计具有曲面的三维零件,然后,利用现代的cad/cam技术进行零件三维实体建模,分析此零件的加工工艺,并用cad/cam技术模拟仿真零件的加工过程。最后将加工程序传送到实验室的数控加工中心进行实际的加工。同时要用现代的cad/cam技术

6、设计所加工零件的二维零件图等.在设计的过程中,要将以前学过的建模和数控编程的知识与实际的操作联系起来,加深对所学知识的理解。同时进一步学习前沿的机械cad/cam技术,感受现代cad/cam技术的先进性,提高对cad/cam技术的综合运用能力和现场动手操作能力,是一次理论联系实际,理论转化成实际的质的飞跃.通过本次设计，系统地了解和掌握cad/cam技术的基本内容和基本知识，了解数控技术的发展趋势；掌握数控加工的编程方法，并能灵活使用目前使用比较普遍的cad/cam软件对较复杂零件进行编程，为以后的工作打下坚实的基础。同时培养创新意识、工程意识和动手能力。1、 学习使用先进的cad软件对零件进

7、行三维实体建模；2、 学习使用cam软件对所设计的零件进行数控编程并进行加工仿真；3、 学习使用加工中心、数控机床等先进设备按编制的数控程序加工出所设计零件。 设计者：韦锦门 2008-1-9说明书第一步 建模首先，用ug的建模功能把零件画出来，如下图所示 （ 图1 ）再画一个毛坯图，如下图所示 （ 图2）第二步 编程 进入加工功能模块。对零件进行编程。1、 先对零件进行面分析，该零件需要加工的是一个平面和一个曲面。为了节省时间，平面加工必须选择2d加工方式进行编程。而曲面则选择3d加工方式进行编程。本零件的加工程序清单可预设为：（1）、2d平面精切削（2）、3d曲面粗切削（3）、3d曲面精切

8、削2、 编程过程、选择建立刀具。选用一把r8的平底刀进行平面铣削，r5的球头刀铣削曲面。、选择构建几何体，把加工原点设置在毛坯的上顶面，再在子类型中选择workpiece命令，并且命名为1212。应用后在弹出的对话框中进行如下操作：1、 选择工件 （图1 ）2、 选择毛坯 （ 图2 ）3、 、选择创建操作，先对平面进行编程。在mill-planar类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是分层加工。选用上面建立的名为1212的几何体，刀具选用名为r8的刀具，由于该平面的加工为了节省时间增加效益只能加工一次，故在使用方法中选用finish（精加工模式）。该方法使得所加工平面的毛坯余量为0。把该铣削步

9、骤命名为1。应用后进入如（图3）所示的对话框。 （ 图3 ）a、 选择，在弹出的对话框中选择曲线/边的模式，选用打开，选取如图所示的红色曲线b、 在平面选项内选择用户自定义，在yc方向输入25mm，材料侧选左，确定后得到如图所示的曲线。c、接着选择，选择毛坯的上顶面d、再选，这是要选择零件的底面e、建立好几何体的各个选项后选择切削方式，根据零件的具体形状选用跟随周边方式；f、步进选择固定方式，由于刀具为r8的平底刀，故可选用10mm的距离；g、在进刀中选择沿直线方式，各参数默认；h、在切削参数的策略中把进刀方向设置为向内，并选深度优先，其他参数默认；i、在切削深度中选择固定深度，设置为8mm；

10、在避让中设置安全平面，避让clearance planer指定xc-zc平面偏置50mmm；j、进给率中设置主轴转速为2500 rpm，进刀进给率为800 mmpm，其他参数默认。这样就把所以的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成轨迹（图4）来进行检验，还可以通过2d仿真（图5）来看看加工后的效果。 （图4） （图5）4、 选择创建操作，对曲面进行编程。在mill-contour类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是等高加工。选用上面建立的名为1212的几何体，刀具选用名为r5的球头刀，在使用方法中选用rough（粗加工模式）。该方法使得所加工平面的毛坯余量为1mm。把该铣削步

11、骤命名为2。应用后进入如（图6）所示的对话框。 （ 图6 ）由于所选的几何体已经把部件和毛坯选好，故这两个命令都不用做。因此对曲面的编程只需要做以下步骤：a、 选择切削区域，选择要切削的曲面b、建立好几何体的各个选项后选择切削方式，根据零件的具体形状选用跟随周边方式；c、步进选择固定方式，由于刀具为r5的球头刀，故可选用5mm的距离；d、在进刀中选择沿直线方式，各参数默认；e、在切削参数的策略中把进刀方向设置为向内，并选深度优先，其他参数默认；f、在切削深度中选择固定深度，设置为5mm；在避让中设置安全平面，避让clearance planer指定xc-zc平面偏置50mmm；g、进给率中设置

12、主轴转速为2500 rpm，进刀进给率为800 mmpm，其他参数默认。这样就把所以的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成轨迹（图7）来进行检验，还可以通过2d仿真（图5）来看看加工后的效果。 （图7） （图8）6、 选择创建操作，对曲面进行编程。在mill-contour类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是区域切削。选用上面建立的名为1212的几何体，刀具选用名为r5的球头刀，在使用方法中选用finish（精加工模式）。该方法使得所加工平面的毛坯余量为0mm。把该铣削步骤命名为3。应用后进入如（图9）所示的对话框。 （图9） a、 选择切削区域，选择要切削的曲面b、在区域切

13、削中，图样选择平行线，切削类型选择往复式，切削角为90度；c、步进选择固定方式，选用0.1mm的距离；d、进给率中设置主轴转速为2500 rpm，进刀进给率为800 mmpm，其他参数默认。这样就把所以的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成轨迹 （图10）来进行检验，还可以通过2d仿真（图11）来看看加工后的效果。 （图10） （图11）7、 导出程序选择后处理，如（图12）所示选择各选项 （图12） （1）、确定后生成切削平面的程序%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0:0030 t00 m06n0040 g0 g90 x60. y7

14、0.94 s0 m03n0050 g43 z3. h00n0060 z-5.n0070 g1 z-8. f250. m08n0080 y60.74n0090 x120.n0100 g2 x120.74 y60. i0.0 j-.74n0110 g1 y-60.n0120 g2 x120. y-60.74 i-.74 j0.0n0130 g1 x0.0n0140 g2 x-.74 y-60. i0.0 j.74n0150 g1 y-28.3977n0160 g3 x17.2021 y-34.4899 i43.3319 j98.1488n0170 x29.8711 y-36.2879 i17.19

15、39 j75.6203n0180 x51.3694 y-36.8224 i15.8352 j204.2724n0190 g1 x53.4488 y-36.7122n0200 x55.4787 y-36.5209n0210 g3 x65.5585 y-32.4729 i-1.7897 j19.03n0220 g1 x67.2149 y-30.9829 . . .n5510 g1 x13.9413 y39.9313n5520 x5.26 y36.8729n5530 y54.74n5540 x60.n5550 m02%把上面的程序修改为%n0040 g0 g54 g90 x60. y70.94 s2

16、500 m03n0060 z-5.n0070 g1 z-8. f800. n0080 y60.74n0090 x120.n0100 g2 x120.74 y60. i0.0 j-.74n0110 g1 y-60.n0120 g2 x120. y-60.74 i-.74 j0.0n0130 g1 x0.0n0140 g2 x-.74 y-60. i0.0 j.74n0150 g1 y-28.3977n0160 g3 x17.2021 y-34.4899 i43.3319 j98.1488n0170 x29.8711 y-36.2879 i17.1939 j75.6203n0180 x51.369

17、4 y-36.8224 i15.8352 j204.2724n0190 g1 x53.4488 y-36.7122n0200 x55.4787 y-36.5209 . .n5510 g1 x13.9413 y39.9313n5520 x5.26 y36.8729n5530 y54.74n5540 x60.n5550 m02（2）、再选择切削曲面的粗切削步骤进行后处理，得到如下程序%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0:0030 t00 m06n0040 g0 g90 x86.7782 y-15.5358 s2500 m03n0050 g43 z25.

18、h00n0060 z2.6802n0070 z-2.2559n0080 g1 z-5.2559 f250. m08n0090 x86.4008 y-12.5596n0100 x84.7682 y-12.7667n0110 x83.7143 y-12.9111n0120 x82.2041 y-13.1652n0130 x80.4958 y-13.5304n0140 x78.7919 y-14.0372n0150 x77.9565 y-14.3489n0160 x77.4555 y-14.5977n0170 x76.8452 y-14.9264n0180 x76.2704 y-15.3111n01

19、90 x75.657 y-15.7691n0200 x75.0837 y-16.2757 . . .n0840 x88.1887 y-12.369n0850 x86.4789 y-12.5497n0860 x86.4008 y-12.5596n0870 g0 z25.n0880 m02%把上面的程序修改为%n0040 g0 g54 g90 x86.7782 y-15.5358 s2500 m03n0060 z2.6802n0070 z-2.2559n0080 g1 z-5.2559 f800. n0090 x86.4008 y-12.5596n0100 x84.7682 y-12.7667n0

20、110 x83.7143 y-12.9111n0120 x82.2041 y-13.1652n0130 x80.4958 y-13.5304n0140 x78.7919 y-14.0372n0150 x77.9565 y-14.3489n0160 x77.4555 y-14.5977n0170 x76.8452 y-14.9264n0180 x76.2704 y-15.3111n0190 x75.657 y-15.7691n0200 x75.0837 y-16.2757n0210 x74.5791 y-16.777n0220 x74.0447 y-17.3609n0230 x73.1952 y

21、-18.3567 . . .n0840 x88.1887 y-12.369n0850 x86.4789 y-12.5497n0860 x86.4008 y-12.5596n0870 g0 z25.n0880 m02（3）、再选择切削曲面的精切削步骤进行后处理，得到如下程序%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0:0030 t00 m06n0040 g0 g90 x55.9965 y31.6206 s2500 m03n0050 g43 z7.1827 h00n0060 z-17.643n0070 g1 z-24.8878 f250. m08n0080 x5

22、4.4877 z-24.4502n0090 x52.979 z-24.1735n0100 x49.9615 z-23.9092n0110 x46.944 z-23.8146n0120 x45.4353 z-23.795n0130 x43.9265 z-23.8389n0140 x40.909 z-23.9532n0150 x37.8916 z-24.1598n0160 x34.8741 z-24.4767n0170 x31.8566 z-24.8718 . . .n0020 x52.9446 z-24.1688n0030 x54.4652 z-24.4453n0040 x55.9858 z-2

23、4.8843n0050 g0 z-17.6407n0060 z7.1827n0070 m02%把上面的程序修改为%n0040 g0 g54 g90 x55.9965 y31.6206 s2500 m03n0060 z-17.643n0070 g1 z-24.8878 f800. n0080 x54.4877 z-24.4502n0090 x52.979 z-24.1735n0100 x49.9615 z-23.9092n0110 x46.944 z-23.8146n0120 x45.4353 z-23.795n0130 x43.9265 z-23.8389n0140 x40.909 z-23.

24、9532n0150 x37.8916 z-24.1598n0160 x34.8741 z-24.4767n0170 x31.8566 z-24.8718n0180 x26.2006 y31.1226 z-24.7997n0190 x28.196 z-24.3763n0200 x30.1914 z-24.0566n0210 x34.1822 z-23.5121n0220 x38.173 z-23.1148 . . .n0020 x52.9446 z-24.1688n0030 x54.4652 z-24.4453n0040 x55.9858 z-24.8843n0050 g0 z-17.6407n

25、0060 z7.1827n0070 m02%8、 接下来就是在铣床上加工出零件首先，把作出的程序让老师检查一下是否有错误，确认程序是正确后要加工的零件最关键的步骤就是对刀，对刀正确与否关系到能否把要加工的零件加工到毛坯的正确位置。对刀完成之后设置再把算好的坐标输入g54坐标。启动与铣床连接的电脑，把传输程序的软件启动，把做出的程序按照如下顺序输入铣床：2d平面铣-3d曲面粗加工-3d曲面精加工铣床就是在程序传输过程中自动加工完成的。最后加工出的零件和所想要加工的零件一致。个人设计（水龙头零件）第一步 建模首先，用ug的建模功能把零件画出来，如下图所示 图（1）再画一个毛坯图，如下图所示 图（2

26、）第二步 编程 进入加工功能模块。对零件进行编程。1. 先对零件进行面分析，该零件需要加工的是一个平面和一个曲面。为了节省时间，平面加工必须选择2d加工方式进行编程。而曲面则选择3d加工方式进行编程。本零件的加工程序清单可预设为：（1）、2d平面精切削（2）、3d曲面粗切削（3）、3d曲面精切削2. 编程过程、选择建立刀具。选用一把r8的平底刀进行平面铣削，r5的球头刀铣削曲面。、选择构建几何体，把加工原点设置在毛坯的上顶面，如下图所示 图（3）再在子类型中选择workpiece命令，并且命名为1212。应用后在弹出的对话框中进行如下操作：1. 选择工件 （图1 ）2. 选择毛坯 （ 图2 ）

27、3、选择创建操作，先对平面进行编程。在mill-planar类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是分层加工。选用上面建立的名为1的几何体，刀具选用名为10的刀具，由于该平面的加工为了节省时间增加效益只能加工一次，故在使用方法中选用finish（精加工模式）。该方法使得所加工平面的毛坯余量为0。把该铣削步骤命名为01。如（图3）所示的对话框。 图（4）完成上一操作点击确定，进入下一操作：a： 指定部件边界，在模式中选曲线，类型为封闭的如下图所示 图（5）b：在平面选项内选择用户自定义，在zc方向输入0mm，材料侧选左，确定后得到如下图所示的曲线。 图（6） c： 接着选择，选择毛坯的上顶面 图（

28、7） d： 接着选择，选择零件底面 图（8） e：建立好几何体的各个选项后选择切削方式，根据零件的具体形状选用跟随部件方式；f：步进选择固定方式，由于刀具为r10的平底刀，故可选用10mm的距离；g：在进刀中选择沿直线方式，各参数默认；h：在切削参数的策略中把进刀方向设置为向内，并选深度优先，其他参数默认；i： 在切削深度中选择固定深度，设置为8mm；在避让中设置安全平面，避让clearance planer指定xc-yc平面偏置10mmm；j：进给率中设置主轴转速为3000 rpm，进刀进给率为800 mmpm，其他参数默认。这样就把所设的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成

29、轨迹图（9）来进行检验，还可以通过2d仿真图（10）来看看加工后的效果。 （ 图（9） 图（10）3. 选择创建操作，对曲面进行编程。在mill-contour类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是等高加工。选用上面建立的名为1的几何体，刀具选用名为r6的球头刀，在使用方法中选用rough（粗加工模式）。把该铣削步骤命名为2。如 图（11）所示的对话框。 图（11） 由于所选的几何体已经把部件和毛坯选好，故这两个命令都不用做。因此对曲面的编程只需要做以下步骤：a： 选择切削区域，选择要切削的曲面 图（12）b：建立好几何体的各个选项后选择切削方式，根据零件的具体形状选用跟随周边方式；c：步进选

30、择固定方式，由于刀具为r6的球头刀，故可选用6mm的距离；d：在进刀中选择沿直线方式，各参数默认；e：在切削参数的策略中把进刀方向设置为向内，并选深度优先，其他参数默认；f：在切削深度中选择固定深度，设置为5mm；在避让中设置安全平面，避让clearance planer指定xc-yc平面偏置10mmm；g：进给率中设置主轴转速为3000 rpm，进刀进给率为800 mmpm，其他参数默认。这样就把所以的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成轨迹图（13）来进行检验，还可以通过2d仿真图（14）来看看加工后的效果 图（13） 图（14）9、 选择创建操作，对曲面进行编程。在mil

31、l-contour类型下选择，看图标就知道该种铣削方式是区域切削。选用上面建立的名为1的几何体，刀具选用名为r6的球头刀，在使用方法中选用finish（精加工模式）。该方法使得所加工平面的毛坯余量为0mm。把该铣削步骤命名为3。如（图9）所示的对话框。 图（15） a：选择切削区域，选择要切削的曲面b：在区域切削中，图样选择平行线，切削类型选择往复式，切削角为90度；c：步进选择固定方式，选用0.1mm的距离；d：进给率中设置主轴转速为2500 rpm，进刀进给率为300 mmpm，其他参数默认。这样就把所设的参数和选项选完拉，为了确认做的步骤是否正确可通过生成轨迹 如图（16）来进行检验，还

32、可以通过2d仿真图（17）来看看加工后的效果。 图（16） 图（17）7. 导出程序选择后处理，如（图18）所示选择各选项 图（18）（1）、确定后生成切削平面的程序 % n0040 g0 g54 g90 x105. y-72.94 s2500 m03n0060 z-2.n0070 g1 z-5. f250. n0080 y-65.44n0090 x0.0n0100 g2 x-.44 y-65. i0.0 j.44n0110 g1 y65.n0120 g2 x0.0 y65.44 i.44 j0.0n0130 g1 x210.n0140 g2 x210.44 y65. i0.0 j-.44n0

33、150 g1 y-65.n0160 g2 x210. y-65.44 i-.44 j0.0n6040 x108.3513 y-44.0163n6050 x112.28 y-45.44n6060 x105.n6070 g0 z-37.n6080 z30.n6090 m02% （2）、再选择切削曲面的粗切削步骤进行后处理，经修改得到如下正确程序 %n0040 g0 g54 g90 x172.1783 y3.3733 s3000 m03n0060 z-.5n0070 x173.0009 y3.0595n0080 z-.7359n0090 x173.0216 y3.0516n0100 z-.7419n

34、0110 x173.6612 y2.7972n0120 z-.9263n0130 x174.2817 y2.5736n0140 z-1.103n0150 x174.2856 y2.5722n0160 z-1.1041n0170 x174.2894 y2.5708n0180 z-1.1052n0190 x174.9579 y2.328n0200 z-1.2958n6100 g2 x22.8592 y23.4478 i7.5794 j4.6158n6110 x20.5821 y27.4674 i6.5443 j6.3621n6120 x19.815 y33.4131 i17.951 j5.3385

35、n6130 x19.8153 y33.5911 i4.0184 j.0809n6140 g0 z-33.8574n6150 x16.7274 y30.6816n6160 z5.n6170 m02%（3）、再选择切削曲面的精切削步骤进行后处理，经修改得到如下正确程序 %n0040 g0 g90 x162.0907 y-41.0329 s3000 m03n0060 z-33.4n0070 g1 z-36.3498 f300. n0080 x162.056 z-36.9862n0090 x162.0314 z-37.1353n0100 x161.9678 z-37.4092n0110 x161.8075 y-41.033 z-38.1872n0120 x161