旋鈕零件的建模與加工

1、實驗一旋鈕零件的CAD建模實驗目的1.熟悉 Cplane 和 Gview 下各項設置，主要為 3D、Top、Front、Side、Number、Entity、 Rotate、Mouse 的用法。2理解Z向深度及設定方法。3.掌握三維線框圖形構建的思路和技巧。實驗設備及簡介1. 硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450 以上，存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間 供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2. 軟件要求操作系統(tǒng)： Windows 2000 (或 Windows XP)。應用軟件：MasterCAM三實驗容熟悉MasterCAM三維

2、繪圖命令和操作，掌握三維線框模型的構建。建立如圖2-1 所示 的旋鈕線框模型。圖2 1旋鈕的三維線框模型四實驗步驟步驟1:翻開MasterCAM,的MILL模塊，用虛線先畫出輔助線。?設置線型：單擊會出現圖2 2所示對話框：所在丿公坡圖2 2設置線型把線形設置為畫輔助線，使用create>line 命令:PointLinaVerticalEileScreenI oolpaths HC utilsArc FilletSplineCunre Sjrf»ce ge dongle Diafllnij Mexl menuErtdpai nts Muliialai (angent Perp

3、»dcJrParallelEliseclClosest然后輸入點的坐標：0, -18, 15.7 ,把鼠標向上拉，直到足夠長的線段出現線長須 大于40，在左下角可以看到線的長度再畫水平線：line orirontal輸入點的坐標-8，0，15.7，然后把它向右拉到足夠長大于15。輔助線就畫完了，用圖22的命令把線換回實線。步驟2:設置視圖方式為了學習和設計時可以很好的看到作圖過程的錯誤。我們把視圖分為兩個視圖，一個是根據需要的繪圖平面，一個是軸側視圖：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出現如圖2 3所示的對話框:匡可以恨據需妾選擇其他選擇這個把圖分掏左右兩個分成上下兩 卜視圖圖 2 3 Viewports 設置單擊之后出現圖24所示界面，其中左右兩個視圖都可以作圖。圖2 4繪圖界面步驟3:

5、鏡射(Mirror )再用水平線命令畫水平線，輸入點(0, -15.7 , 15.7 )后，不按任何鍵，直接輸入長度5。完成了一條線段?，F在要把這條線段做鏡射：AnalyseflipX/nrmSoltds Vvulpdlli MC utils01s cluufSlretclRnjt里 axi41血魅Chain ndoMYAl£4i 血申Al 血FMp Retull»|0hp tLine2Pom選釋對稱雄如丄圈1-2的對I申完成對稱軸之后會出現下面對話框:選擇后，就把線段對稱復制過去了。步驟4:畫圓:gFinlyrREnlntEolurI Cr eate .LineEndpo

6、ints3k3 pointsModifyFilialTangentXFormSplineCl re 2 ptsbelett；CurveCiic 3 ptsScreenSurfaceCirc pi+pdSfllidsRecthql#Cl FCIoolpathsDraftingre pi+edgNC utilsNext menu半徑和圓心輸入半徑為8,把鼠標移到左邊的繪圖區(qū)會有一個半徑為8的圓，跟隨鼠標移動，捕捉兩虛線的交點，點擊左鍵，即可。但是我們在軸側視圖上發(fā)現所畫圓的圓心不在兩虛線的交 點上，而是在與兩虛線所在平面的另外一個平面上，如圖2-5所示：確定后、發(fā)現原匕下在兩 虛線的交點上，而是在

7、兩 虛線所在平面平疔的另一 個平面上./捕提的圓心圖2 5這就是大家要注意的 Z深度，因為在 的，只能在 XY平面畫圖，不在這平面上的, 是通過Z深度來限制的。單擊 捕捉，選擇兩虛線的交點，此時， 再用原來的方法：錯誤的圓心位置MasterCAM的系統(tǒng)中，和AutoCAD, UG的系統(tǒng)一樣 要通過XY平面的平移或旋轉。而MasterCAMZ深度變?yōu)?gt;ArcCirc pt-braii畫圓。正確結果如圖 26所示。Line4erlical然后用繪制直線。兩尋繪制的直線12.5圖2 6正確的圓心位置 接下來將直線和圓圓滑過渡，連接的圓弧半徑為£rea<« 枷匸 Ian

8、genr £ erififies出現半徑值的輸入框，輸入12.5。然后選擇上圖右視圖所示的兩個相切元素，此時出現很多個圓如圖2-7所示，選擇我們需要的圓。用同樣的方法或用鏡射，完成另一邊。出現舵圓 、圖2 7采用相切的方式畫圓步驟5:圖形修剪Annlyre Create FileModifyNormal Opts IfURBS X to NURBS fxtendDrag Cnv to 馭 csXform DelateScrnSolids Toolpaths NC utils2 entltitrs3 entitles Io point Many Close due DivideSurf

9、d ce保存的線，如果選 到風外卿保存圓夕卜 面的線段 /再用把圖形修剪為圖 2 8所示。具體過程可以自己揣摩一下步驟6:旋轉構圖平面作圖我們以上圖所示為圓心，作半徑為5的圓。Create | fire Circ pt+|ad輸入半徑為5,捕捉圓心，后發(fā)現并非我們所需要的圓，如圖2-9所示。圖2-9構圖平面設置不正確導致圓的方位錯誤說明我們所在的構圖平面不是我們所需要的。那就要旋轉構圖平面:Off Top FrontSide NumberLastNormai 總Next menu輸入90 繞X軸旋轉90度 10是兩種不同Z深度畫出來的圓。后保存。還有一個注意的問題就是z深度為15.7。圖2 E

10、mily圖2 10 Z方向深度不同時畫出的圓Trim將圓的下半在Z深度為15.7平面上作圖。作完后，使用之前已經用過的修剪 局部剪去，保存上半圓。步驟7:再把Z深度定為0，點擊，輸入0，回車之后繼續(xù)畫圓弧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 ?) 愉入廈昭聘專討的角雯/瑜入圓弧開姑時的肅度* Polar*-£nd pt用同樣的方法繼續(xù)完成左邊的圓弧，這次用終點輸入半徑為3.5。輸入圓弧起始和結束時的角度終止角奧步驟&接著完成頂邊的弧。把右邊的弧旋轉90度，即可:XforrriOR CtnurSti richHo|具體操作步驟如下:Analyze Create Fie ModifyDelete Sc

12、reen Solids loulpaths NC utils之后。選擇旋轉點。完成之后會發(fā)現圖形不對。這是因為我們所選的繪圖平面不對，必須把構圖平面再次旋轉。我們之所以犯那么多錯誤多數是因為沒有留意 Z深度和構圖平面，因此在我們構圖的時候要注意這類問題?，F在把坐標旋轉回來。OffAboulZ 圧SaveTapCphne: FFront Side NumberLastEntit/RotateNomidl ' 3Next menu輸入-90度，把坐標系復原，我們用上面的命令再次旋轉。即可完成我們的圖形。步驟9:現在再把它旋轉，90度。Z深度為15.7。作一條垂直線，和半圓相交，然后再 修剪

13、。步驟10:我們再次把構圖平面旋轉回來，-90度，新建如以下圖所示的直線。其Z向深度為20.7，并保證線段足夠長。2深度可以捕捉這個點我們屢次旋轉是為了讓讀者熟悉構圖平面的旋轉，如果較為熟悉了可以用四個快捷鍵。步驟11：用直線連接左右圓弧，Z深度定為19.2可捕捉左或右圓弧的頂點。單擊旋 轉作圖坐標，畫一個半徑為12.24的圓，圓心在0, 30.715，0。然后修剪。注意選擇物體的先后順序。完成后如圖2 11所示。法這里為起 點畫一直娃圖2- 11連接左右兩段圓弧步驟12:然后以圖2- 11所示的起點繪制一條足夠長的水平線和一個圓，完成后的圖步驟13：打斷和修剪對圖形進行修剪，先把圓打斷。An

14、 n ty r eFillet1|2 piecesCreateTrimAt JengthFileIMny piecesJoinAt Inta isXformNormalSpl Id arcsDvletecpts NunasScreenRM HlJRnSSoli d«Cdata/linaloolpaihsBtedkcir"NCuliteCnw io 3fcs然后選擇要打斷的物體，最后選擇打斷點就可以把物體打斷。完成后，刪除多余的弧。并修剪直線。完成后的圖形如圖2- 13所示:圖2 13打斷并修剪圓弧和直線步驟14:再將直線和圓弧圓滑過渡，如圖2- 14所示:步驟15:畫橢圓最

15、后再畫橢圓就可以完成旋鈕的CAD局部了。CreateEile Modify XformQaloteScreenTool paths MC utilsPoint LineArcHllet Spline Cii rve Surface Qctamyle DraftingNext menuChamferLettersPatiernEllipsePolygon1 域 Bound. Ijom Epior Gear* ffiable*輸入數值中，A為11/2，B為8.5/2。完成后我們發(fā)現橢圓位置不對，這是因為構圖平面的選擇有問題。如圖 2- 15所示。構圖平面不對圖2 15橢圓構圖平面選擇錯誤2 16單

16、擊后，再畫橢圓，即可?，F在我們就完成了旋鈕的CAD局部，最終結果如圖所示。圖2 16旋鈕CAD局部的最終結果實驗二旋鈕零件的CAM局部實驗目的1 掌握用昆氏曲面在線框模型的根底上直接構建曲面的方法。2.掌握用MasterCAM軟件自動生成加工路徑方法。實驗設備及簡介1. 硬件要求PC電腦要求CPU為PIII450 以上，存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應有5G空間 供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標器。具有標準鍵盤。2. 軟件要求操作系統(tǒng)： Windows 2000 (或 Windows XP)。應用軟件：MasterCAM三實驗容在試驗二所建立的旋鈕線框模型的根

17、底上，用昆氏曲面直接構建曲面。生成如圖3 - 1所示的曲面模型。并用MasterCAM自動生成圖3- 1所示模型的加工路徑。圖3- 1由試驗二所建線框模型所生成的旋鈕曲面模型四試驗步驟步驟1:把視圖恢復為一個視圖Analyze Create File Modify Xform DeleteScreenSolids Joolpaths NC utils選擇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步驟2:把圖形的各線段在各交點處打斷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選擇上圖的各線段。全部打斷。步驟3:確定切削方向和截斷面方向昆氏曲面是把曲面分成假設干個小曲面組成。每個小曲面叫綴面(patch)。要作昆氏曲面,必須確定兩個方向：切削方向 (Alo ng con tours) 和截斷面方向(across con tours) 。注意: 方向不同曲面的光滑程度也不一樣。我們確定切削方向和截斷面方向如圖3 2所示。圖3 2旋鈕模型的切削方向和截斷面方向各方向的綴面數如圖 3 3圖3 5所示。圖3 3切削方向綴面數：2，截斷面方向綴面數：1圖3 4切削方向綴面數：2，截斷面方向綴面數：2就是切削方向是圖3 5切削方向綴面數：1，截斷面

20、方向綴面數：1 總結：綴面數=切削方向綴面數*截斷面方向綴面數。 切削方向綴面數: 有多少個面組成的；截斷面方向綴面數：就是截斷面方向是有多少個面組成的。步驟4:完成昆氏Coo ns曲面依次選擇菜單:AnalyzeCreateFile Modify Xform Delete Screer* Sulids JoolpathsNC utilsPoint Line Arc Fillet Spline CurveSurfaceRecldnijltf firafting Next menu出現如以下圖所示對話框:選擇這個輸入正確的綴面數線條選擇順序如以下圖所示:I慕二截頭愿蕓矗旳第二惡第二卸礦方 阿的第

21、茶馥5邈方陶的蕭Y線sw那牌 耒二戰(zhàn)董一栽斷題方閔的 親二"第二奈我如以下圖所示依次選擇切削方向的第二、第三條線:切艇古向第一舷如以下圖所示選擇截斷面方向的線段:X線段選擇全部完成時，如以下圖所示選擇Do it菜單。ToleranceTj(peNBliidiiigiLQa itUodeOptions PartialReverseChange strt Change end IJriselectDone步驟5:在此根底上繼續(xù)完成如以下圖所示曲面:這一過程請同學自己完成，需要注意的是：有一個方向沒有線，是一個點，必須在以下圖所示菜單中選擇Poi ntModeOptions Ea rtla

22、lReverseChange strt Change end JJnelect D.oneChain WindowSingleS e di o nPointSyncLastUnselectDone然后把這個特征鏡像就可以得到以下圖所示的模型了。步驟6:在面上挖一個橢圓依次按以下圖示操作AhaI7REill«t1 antMv1io curves ,CiedleTilnikE2 AntillesTo |jhn& h；Eilo因oakJ ontilio«Tn fflirfacRSModirlv 、Joinlo ipointFlat bndyMform廠HormailMan

23、ySplitDelete£p* NURBSQx日 arcllntrimScree *iX (0 NUKUSDivideRurnutfe lindySolid»LHtelldFill holoeToolpathsDraigiiirfaceNC UtilsCnv ta arcsKtend完成后。選擇要保存的局部。在圖形上點擊一下就會出現一個小箭頭，如以下圖所示:在不屬于橢圓的圍點擊一下，就會完成以下圖所示模型步驟7:生成邊界曲線與昆氏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 向的鶯一二條 純是點、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 向夠二衆(zhòng)蜂第三迂幗一JJT i二怪H的第案哎第一切射策一第'切 面怖向 的茅一此時，會在曲面的邊緣產生曲線。把曲線打斷，再與以下圖所示的弧線做2*2的昆氏 曲面。矩形步驟&完成分模面把文件視圖變?yōu)檎晥D。畫一矩形。大小要比旋鈕大，如以下圖所示:選擇如以下圖所示的菜單，完成分模面。Aridlyft*FilletCraato帥 hJFileBreakQoiillyt1JoinXforniNormal山您HIIFIR葺ScreenXtoHURBSSolidsExtendT rmnl pathsBragHC MilsCrv