CADCAM课程设计过程说明书.docx
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CADCAM课程设计过程说明书
《CADCAM课程设计》任务书
设计题目：
选题1、电动绞盘外形设计与制造
选题2、光杆排线器设计与制造
一、目的：
计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术已经用于研究、开发、制造等方面。
由于这一技术将计算机高速而精确的计算能力、大容量存储和处理数据的能力与人的逻辑判断、综合分析能力以及创造性思维结合起来，从而产生了巨大的威力，应用范围及广，经济效益显著。
目前，在发达国家已经形成了关于计算机辅助设计与制造的研究、开发、制造、销售以及咨询服务的新产业。
本课程的任务是使学生掌握计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的基本方法，并具有计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的初步能力。
二、要求:
CAD/CAM课程设计的基本要求是结合一个典型的机械产品，综合运用计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的基本方法，对典型的机械产品进行设计、数控编程、工艺编程等。
通过设计进一步提高学生计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的能力。
在设计过程中必须做到：
（1）随时复习教科书、听课笔记及习题。
（2）及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。
（3）按预定计划循序完成任务。
三、设计内容：
1、零件测绘、建模和零件图绘制
2）零件加工工艺分
四、注意事项：
1、课程设计过程中时发现问题，首先应自己考虑，查找资料，提出自己的看法和意见，与指导教师磋商，不应向指导教师直接寻求答案。
2、设计时学生必须在规定的教室进行设计，未经批准不得缺席，经常迟到或旷课者，除按考勤记录外，视情节轻重，影响设计成绩。
3、在最后一周星期五下午，将设计说明书和实物上交，迟交者扣分。
五、参考书目：
Pro/ENGINEERwildfire3.0机械设计实例教程赵秋玲电子工业出版社2007
MastercamX4中文版从入门到精通胡仁喜,刘昌丽,董荣荣机械工业出版社2010
制造工艺实训教程刘镇昌主编机械工业出版社2005
《CADCAM课程设计》进度安排
周次
日期
主要内容
结果
1
9.6-9.12
1）人员分组、任务分解
2）零件三维建模（PRO-E或MASTERCAM环境下）
3）熟悉机床操作
三维零件图
2
9.13-9.19
1）数字化制造工艺规划，编制数控制造工艺过程卡
2）编制数控程序、制造仿真（在MASTERCAM环境下）
零件制造工艺规划说明，制造工艺过程卡数控代码，仿真过程
3
9.20-9.26
1）零件数控制造
2）整理课程设计说明书
合格零件实体，课程设计说明书
建模过程
1.新建一个文件
（1）执行文件新建命令，弹出新建对话框。
（2）在类型选项中选中零件选项，在名称文本框中输入名称“huogai”单击确定。
2.旋转
（1）单击草绘按钮指定top面为草绘平面，参照面为right基准面。
（2）绘制草绘图
（3）单击旋转按钮，产生实体
拔模斜度
（1）单击拔模按钮，设置角度为1°
（2）单击确定
3.倒角
（1）单击倒角按钮，设置dxd倒角半径为3，选取底面边线，单击确定
4.拉伸扇形
（1）创建一个基准平面1，选取（倒角与曲面的相交线）
（2）单击草绘按钮，选择基准平面1为草绘平面
（3）绘制草绘图
（4）单击拉伸按钮，并单击去除材料按钮，高度能切除即可
（5）单击倒圆角按钮，设置半径为0.5，选取扇形区域的边线
（6）在模型树下同时选中拉伸，然后单击阵列按钮，按轴旋转，360°内设置4个
5.圆柱边上的切除材料
（1）创建基准平面2偏移圆柱平面12
（2）单击草绘按钮，选择基准平面2为草绘平面
（3）绘制草绘图
（1）单击拉伸按钮，并单击去除材料按钮，高度设置合适即可
（2）单击拔模按钮，设置角度为2°
（5）单击倒圆角按钮，设置圆角半径为4，选取底角的两条边线
（6）在模型树下选中拉伸，然后单击阵列按钮，按轴旋转，360°内设置8个
6.抽壳
（1）单击抽壳按钮，选取圆柱上平面，设置厚度为2.5
7.倒圆角
单击到圆角按钮，设置圆角半径为6
单击倒圆角按钮，设置如下图
单击倒圆角按钮，设置圆角半径为1
4.偏移
（1）选取曲面，执行编辑，偏移命令，设置如下
（2）单击确定
9.倒圆角
（1）单击倒圆角按钮，对各个边进行到圆角，上曲面扇形倒角半径0.5其他为1
10.内部构造
（1）单击草绘按钮，设置盖口处为基准平面3，绘制草绘图
（2）单击拉伸，设置厚度为2.5，
（1）单击草绘按钮，设置基准平面4偏移基准平面3距离为16，以基准平面4为草绘平面，绘制草绘图
（1）单击拉伸，厚度为2.5
（1）单击草绘按钮，设置基准平面3为草绘平面，绘制草绘图
（4）单击拉伸按钮，单击去除材料按钮，高度设置为28.3，单击确定
（1）单击斜度按钮，设置如下
（1）单击草绘按钮，设置基准平面3为草绘平面。
绘制草绘图
（2）单击拉伸按钮，设置高度为7，单击去除材料按钮
（1）单击倒圆角按钮，对中间部分倒圆角
（2）单击偏移按钮，绘制如下
（9）生成如下图
（10）进行倒圆角，然后完成保存
数控加工工艺的基本过程及工艺描述
（1）确定进行数控加工的内容
（2）进行零件数控加工的工艺分析
（3）数控加工的工艺设计
（4）工件装夹
（5）后处理工作
机床的选择
（1）数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。
即小的共建应当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。
（2）机床结构取决于机床规格尺寸，加工工件的重量等因素的影响。
（3）机床的工件精度与工序要求的加工精度相适应。
根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择经度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选择精度高的机床。
（4）机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。
如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。
（5）装夹方便，夹具结构简单也是选择数控设备需要考虑的一个因素。
选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。
此处选择数控机床为SIEMENS铣床
道具的选择及材料
道具的选择是数控加工的重要工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
编程时，选择道具通常要考虑，机床的加工能力，工序内容，工件材料等因素。
与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。
不仅要求精度高，刚度高，耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。
这就要求用新型优质材料数控加工刀具，并优选刀具参数。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形式相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。
铣削平面时，应选用硬质合金刀片铣刀；加工凸台或凹槽时，选用速钢立铣刀。
对一些立体型面和变斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀，环形铣刀，鼓形铣刀，锥形刀和盘形刀。
曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶刀刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀
数控加工工序
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速
r/min
进给速度mm/min
1
粗铣外形
T01
Φ6球刀
700
300
2
精铣外形
T01
Φ6球刀
700
300
3
雕刻T-MAX
T02
Φ1刻字刀
700
300
4
粗铣内腔
T03
Φ8圆鼻刀
700
300
数控加工仿真
这里先要借助实体建模建立的模型，并且要对机床，刀具，以及各种加工参数选择设置。
对这些选择要能够满足所加工表面的精度等级。
然后进行NC序列设置，加工轨迹演示及NC检测，最后生成零件数控加工的相关文件（如刀位数据文件，刀具清单和数控加工代码等）
需要注意的问题是加工确定加工顺序及走到路线，考虑刀具的进，退刀（切入，切出）路线时，刀具的切入，切出点应沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上，下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕。
故外轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入和切出。
在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线，这是数控加工中关键所在。
MasterCAM的编程仿真
需要加工的零件模型图（减速箱后盖）
1.打开转换好的igs文件，旋转零件使要加工的外形面朝向Z轴，减速箱盖的最高高度为34.99mm，最大直径为90.29mm，所以我们将毛坯材料设置为高度37mm，直径91mm的实体圆柱
2.先用等高外形进行外形粗铣，选用直径6mm的球刀，将要加工的外形面全部选中
加工面预留量为0.3mm
等高外形粗加工结果如下图所示
3.然后采用精加工放射状进行精铣，还是选用直径6mm的球刀，将要加工的外形面全部选中
放射状精加工的结果如下图所示
外形的精粗加工都是同一把刀，所以我们把NC在一起导出，保存为“外形精粗加工.nc”
4.再进行T-MAX字的雕刻，采用粗加工平行铣削，选用直径1mm的雕刻刀，将要雕刻字选中
字的仿真结果如下图所示
导出T-MAX字的NC程序为“T-MAX.nc”
5.应时间有限，我们就主要加工外形，内腔就是铣出个大概形状即可以了，重新打开igs文件，旋转零件使要加工的内腔朝向Z轴，材料毛坯设置还是和铣外形面是设置一样，就是改了下视点坐标
6.内腔加工采用曲面粗加工挖槽，选用直径8mm，刀角半径1mm的圆鼻刀
使用螺旋切削方式，预留量为0，最后仿真结果如下图所示
导出内腔NC程序为“内腔挖槽.nc”《NC程序详见附件》
课程设计心得
为期三周的课程设计终于结束了，这是第一次实践课程设计，需要接触机床加工零件，说实话，机床操作大家都不会，我想没一个人会吧，只是大二精工实习的时候稍微学了一点点，现在早忘得一干二净了！
全考研究生学长帮我们操作机床，铣床加工比我们想象中的要慢很多很多，大概每组的零件加工都差不多要20个小时.
第一周吧，接到任务都不知道干什么，我们组做的是减速箱盖，当时老师没给我们介绍清楚那个可以自动编程的软件MasterCAM，还以为是和ProE的建模软件，不过网上关于MasterCAM的资料不是很多，和ProE，UG是没得比的，不过感觉很奇怪，这么好的软件用的人这么少，而且这软件之前从没听说过，教程貌似也不多不知道它还有数控自动编程的功能，这个软件真的很强大，绝对很强大。
导致第一周大家都不知道干什么，以为要自己手动编程，差不多都放弃了，有个同学叫他朋友帮忙用其它软件编出了程序，不知道他朋友用的是什么软件！
第二周的时候才开始学MasterCAM，网上好不容易找到了个X3版本的，带汉化和破解，刚开始的时候是下了最新版本的X4而且刚升级到MU1，不过下好了按安装说明一步步操作下来，也没出现过什么异常，可是就是打不开，说什么sim找不到，装装卸卸了好几次，终于火了，下了个X3版本的装了，结果一次通过，真是汗颜！
之后就马上去图书馆借了相关的教程书，其实关于MasterCAM的书真的很少，找了好久才找到。
跑回寝室打开软件，翻开书开始熟悉操作界面，操作界面看起来很复杂，全是按钮，看着头疼。
MasterCAM和其他建模软件一样也可以自己画2D和3D图形，不过我没时间从头开始学，直接跳到数控加工编程！
第一次不知道直接就把prt文件导进去，想要选择面加工的时候，不像书上那样可以一个一个面选择，我一选就是所有的面都选上了，这样搞来搞去搞了好长时间，软件卸载又安装了好多次，结果还是一样，一气之下就不想学了！
后来向同学抱怨的时候，他告诉我要先用ProE保存副本为igs格式文件，不然直接导进去无法使用的，这最重要的一步老师忘了没和我们说，害我浪费了两天时间真是汗呀！
MasterCAM算是入门了，其实只是铣床加工入门而已，加工时很多参数需要设置，其实没实际经验，只是按书上差不多设置，根本不知道如何设置能达到最合理，最效率的加工效果，不过做的多了总会慢慢熟悉的！
在仿真模拟的时候，基本上能用的加工方式都用过，之后对比那种最终效果最好，效率最高，其实参数的设置很重要，对加工效果影响很大，不过这只能靠经验了，MasterCAM用得多了自然就会知道了！
不得不赞叹这软件的强大，不过加工时还是得和实际结合起来，毕竟MasterCAM只是理论上的模拟仿真，实际给的毛坯不可能和程序里设置的一模一样，所以编程的时候也要结合实际，比如刀具是不是够长，被夹具夹的地方是否能加工得到，对刀时的误差等等要考虑的因素很多。
中间解决了很多问题，终于可以等着加工了，用的是塑料圆柱，加工起来没有金属那么光滑，那加工速度是慢的嘞，跟车床是没得比的，看守机床了好长时间，终于看到了最终零件，没有模拟仿真中的那样好看，不过也还不错的了！
在本次设计中，要用到许多基础理论，由于有些些知识已经遗忘，这是我们要重新温习知识，因此设计之前对大学里面涉及到的有关该课题的课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。
同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这三周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多。
通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用．
最后感谢组员们的大力配合，没有你们这也是不可能完成的，毕竟人多主意也多，想法也多，选择也就更多,还有老师和学长的指导，帮助我们这次课程设计能够顺利的完成！
这次的课程设计主要学会理论与实际不可分开，入门了非常强大的MasterCAM软件，谢谢老师和学长的指导，指导我们完成这次的cadcam的课程设计！
参考文献：
孙晓菲王立新温玲娟等编著MasterCAMX3中文版标准教程清华大学出版社
暴风创新科技编著Pro/ENGINEER从入门到精通野火版4.0人民邮电出版社
王绍军主编机械制造工艺设计手册黑龙江：
哈尔滨工业大学出版社
张树生主编机械制造工程学沈阳：
东北大学出版社
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