汽車CADCAMCAE設(shè)計(jì)實(shí)例

車身CAD/CAM/CAE報(bào)告學(xué)院：車輛與能源學(xué)院專業(yè)：2012級車輛工程學(xué)號：姓名：劉建霞日期：2014年7月5日一CAD部分（一）曲面建?！髽?biāo)外形設(shè)計(jì)1在XY面內(nèi)建立草圖1，并使其與兩水平軸相切2再進(jìn)入XY面建立草圖2，并使其兩端點(diǎn)與草圖1的兩端點(diǎn)“相合”，且也與兩水平軸相切（可直接使其與草圖1相的確現(xiàn)）圖草圖1圖草圖23進(jìn)入YZ面建立草圖3，并使其兩端點(diǎn)與草圖1、2的交點(diǎn)相合圖草圖3圖平面14建立ZX面的偏移平面1，并用“線——訂交”命令找到它與已創(chuàng)辦的三條曲線的交點(diǎn)（此處命名為“訂交1、2、3”）5在平面1內(nèi)用“樣條線”命令創(chuàng)辦草圖4，并使其上的3個(gè)控制點(diǎn)與上一步創(chuàng)辦的訂交1、2、3相合圖草圖4圖鼠標(biāo)外形6用“多截面曲面”命令創(chuàng)辦鼠標(biāo)外形曲面，其中截面選擇草圖1、2、3，引導(dǎo)線選擇草圖4，并注意調(diào)整箭頭方向，使其一致，這樣就完成了鼠標(biāo)外形的創(chuàng)辦。圖多截面曲面（二）實(shí)體建模1彈簧設(shè)計(jì)（1）在“線框與曲面設(shè)計(jì)”模塊創(chuàng)辦螺旋線：第一建立3個(gè)點(diǎn)，一個(gè)作為螺旋線的初步點(diǎn)，別的兩個(gè)建立成螺旋線的軸圖點(diǎn)1圖點(diǎn)2圖點(diǎn)3圖螺旋線旋轉(zhuǎn)軸圖螺旋線（2）建立掃掠平面，在該平面上建立草圖1（圓形），作為彈簧的截面（3）進(jìn)入“部件設(shè)計(jì)”模塊，用“肋”命令掃掠成彈簧圖掃掠平面圖彈簧截面草圖圖掃掠（4）實(shí)質(zhì)中經(jīng)常遇到變螺距的情況，可經(jīng)過“螺旋線——法規(guī)曲線”進(jìn)行定義，更正螺距的初步值和結(jié)束值以及種類，從而實(shí)現(xiàn)變螺距彈簧的創(chuàng)辦圖變螺距彈簧的創(chuàng)辦（5）實(shí)質(zhì)的彈簧底部是平的，可以經(jīng)過創(chuàng)辦合適的平面對彈簧底部切平實(shí)現(xiàn)：在彈簧底部端面上創(chuàng)辦點(diǎn)4，并經(jīng)過“平面——曲線的法線”命令創(chuàng)辦平面2（其中曲線選擇彈簧的軸線，點(diǎn)選擇點(diǎn)4）圖平面2（6）進(jìn)入“部件設(shè)計(jì)”模塊，用“切割”命令將底面切平即可。圖彈簧實(shí)體2花瓶設(shè)計(jì)（1）在XY面創(chuàng)辦草圖1圖草圖1（2）用“旋轉(zhuǎn)體”命令將草圖1旋轉(zhuǎn)成實(shí)體圖旋轉(zhuǎn)體（3）用“盒體”命令將以上旋轉(zhuǎn)體抽殼為擁有必然厚度的盒體，即花瓶瓶身圖盒體（4）下面完成瓶把的設(shè)計(jì)，第一創(chuàng)辦瓶把外形的草圖2，再建立草圖2的法向平面并在該平面上創(chuàng)辦草圖3，作為瓶把的截面圖草圖2圖草圖3圖草圖2的法向平面（5）用“肋”命令將草圖3沿著草圖2掃掠為瓶把實(shí)體圖掃掠（7）瓶把修整：將“肋”命令的前一項(xiàng)定義為當(dāng)前工作對象，進(jìn)入“創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)”模塊，利用“界線——提取”命令提取瓶身的內(nèi)壁（8）再將“肋”命令定義為當(dāng)前工作對象，利用“切割”命令實(shí)現(xiàn)瓶把的修整（分割元素選擇上一步提取的面）（9）經(jīng)過“鏡像”命令完成別的一邊的瓶把圖提取圖切割圖鏡像圖花瓶（三）逆向建?！悴ㄆ吭O(shè)計(jì)1輸入點(diǎn)云及點(diǎn)云辦理進(jìn)入“外形——DigitizedShapeEditor”模塊，經(jīng)過“cloudimport”命令輸入點(diǎn)云，點(diǎn)云的辦理命令只要有Remove（刪除）、Filter（過濾）、Activate（激活）等圖點(diǎn)云2將點(diǎn)云生成掃描線，掃描線生成實(shí)線，從而生成實(shí)體（1）瓶身設(shè)計(jì)①經(jīng)過“Activate”命令只激活瓶身部分點(diǎn)云，經(jīng)過“PlanarSection”命令生成該部分點(diǎn)云的掃描線圖生成瓶身部掃描線②經(jīng)過“CurvefromScan”命令將掃描線生成實(shí)線圖將掃描線生成實(shí)線③換入“創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)”模塊，用“多截面曲面”命令生成瓶身曲面（選擇除瓶身凹陷處的別的6條曲線）圖多截面曲面④用“操作——外插延伸”命令將瓶身兩側(cè)延伸，并用“切割”命令進(jìn)行裁剪。同理將瓶身曲面向瓶嘴和瓶底方向進(jìn)行延伸以便后續(xù)辦理。圖外插延伸圖切割（2）瓶身凹陷處設(shè)計(jì)①顯示點(diǎn)云，在ZX面創(chuàng)辦草圖1，令該草圖盡量與點(diǎn)云凹陷處曲線湊近，并經(jīng)過“拉伸”命令將該草圖拉伸②經(jīng)過“圓角”命令將瓶身和拉伸面之間倒圓角，生成的圓角即為所求。同理可作出別的一側(cè)的凹陷部分圖凹陷處草圖1圖凹陷處拉伸圖凹陷處圓角（3）瓶底設(shè)計(jì)①進(jìn)入逆向模塊，激活點(diǎn)云，經(jīng)過“3D—3DCurve”命令創(chuàng)辦3D曲線（選擇底部點(diǎn)云中的3個(gè)點(diǎn)創(chuàng)辦）②換入“創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)”模塊，經(jīng)過“線——點(diǎn)面復(fù)制”命令復(fù)制上述3D曲線上的3個(gè)點(diǎn)，并經(jīng)過這3個(gè)點(diǎn)創(chuàng)辦平面1，在該平面上創(chuàng)辦草圖2③用“填充”命令將草圖2中的矩形填充為面，爾后用ZX面切割該矩形面，最后用“圓角”命令在切割后的面與瓶身間倒圓角，生成的圓角即為所求圖瓶底部3D曲線圖草圖2填充圖瓶底部草圖2圖草圖2圖瓶底部圓角圖瓶底部切割（4）瓶頸部設(shè)計(jì)與瓶底部的做法近似，先在瓶頸部點(diǎn)云創(chuàng)辦3D曲線，爾后復(fù)制其上的3個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過這3個(gè)點(diǎn)創(chuàng)辦平面，在該平面上創(chuàng)辦矩形草圖，將草圖填充成曲面，用ZX面切割該曲面，最后用圓角在切割后的曲面和瓶身間倒圓角，形成的圓角即為所求。圖瓶頸部3D曲線圖瓶頸部草圖圖瓶頸部圓角（5）瓶嘴設(shè)計(jì)①激活瓶嘴部點(diǎn)云，生成掃描線②將掃描線生成實(shí)線，由于生成的實(shí)線不用然是圓弧，為后續(xù)工作帶來不便，解決方法是用一段近似的圓弧來代替它：經(jīng)過“點(diǎn)面復(fù)制”命令復(fù)制實(shí)線上的3個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過這3個(gè)點(diǎn)建立平面，在該平面上創(chuàng)辦一段與實(shí)線近似的半圓?、劾爝@段半圓?。浩靠诙死熘僚c點(diǎn)云瓶口段所在地址一致，瓶頸段可多拉伸出一些④利用“圓角”命令在拉伸曲面和上一步創(chuàng)辦好的曲面間倒圓角，生成的圓角即為所求圖瓶嘴實(shí)線的近似圓弧圖瓶嘴掃描線生成的實(shí)線圖1.4.20近似圓弧拉伸圖瓶嘴圓角3整個(gè)瓶子以ZX為對稱面，可利用“對稱”命令做出另一半，并用“接合”命令將兩半縫合為一個(gè)整體圖最后實(shí)體二CAE部分1輸入幾何模型（擴(kuò)展名為.stp或.igs）(1)importtype選擇Geometry，選擇step（或iges），爾后打開擴(kuò)展名為.stp（或.igs）的文件，并點(diǎn)擊Apply(2)圖形窗口顯示了輸入的幾何模型，在左側(cè)Model列表下顯示component組件樹形圖，可以經(jīng)過點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕隱蔽/顯示或改變組件顏色。圖2.2顯示模型樹狀圖圖2.1輸入幾何模型圖2.3輸入的模型2幾何清理（1）抽取中面Geom—midsurface—(surfs—all)—extract--return圖2.4顯示中面樹狀圖

圖2.5中面(2)去除小孔pinholesall①Geom—defeature—pinholes--10.00diameter--find—孔中心出現(xiàn)surfs點(diǎn)擊孔所在的面xp—delete--return②Geom—pointedit—suppress—點(diǎn)擊圖中孔的圓心點(diǎn)—suppress—return這樣就去除了直徑小于10的孔及其圓心圖2.6去除小孔圖2.7去除孔心（3）去除小圓角Geom—defeature—surfminradius:1.00fillets----find—remove–return。依次將所有半徑在1-5maxradius:5.00surfs點(diǎn)擊圓角所在的面之間的小圓角去除圖2.8去除圓角圖2.9去除圓角后的中面3劃分單元及單元質(zhì)量檢查更正（1）劃分縱梁單元2D—automesh--size:15.00type:mixed--elemstocurrentcomp(右擊zongliang幾何體—makecurrent)—surfs(點(diǎn)擊圖中需要?jiǎng)澐謫卧拿?—mesh—return—?jiǎng)澐趾玫木W(wǎng)格與組件顏色一致圖2.10劃分縱梁網(wǎng)格（2）縱梁單元檢查更正①2D—editelement—cleanup--紅色：不合格黃色：警告--可拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)更正單元至合格②Tool—checkelement—設(shè)置各項(xiàng)的上下限值后單擊每一項(xiàng)即顯示不滿足該項(xiàng)的壞單元③2D—qualityindex—選擇壞單元可批量更正優(yōu)化④對于執(zhí)拗壞單元，可以經(jīng)過刪除再重新創(chuàng)辦或直接剖分等方法進(jìn)行更正（3）劃分托架單元及托架單元更正方法同縱梁單元的劃分與更正圖2.11縱梁網(wǎng)格壞單元圖圖2.13劃分托架網(wǎng)格圖2.14托架網(wǎng)格壞單元4施加拘束、載荷（1）創(chuàng)辦會(huì)集器Loadcollectors—creat—編寫名稱和顏色，用同樣的方法創(chuàng)辦拘束會(huì)集器spc和載荷會(huì)集器force(2)在不同樣的會(huì)集器中分別施加拘束和載荷①施加拘束令spc變?yōu)楫?dāng)前—Analysis—constraints—creat—選擇圖中需要施加拘束的節(jié)點(diǎn)--creat②施加載荷令force變?yōu)楫?dāng)前—Analysis—force--creat圖2.15創(chuàng)辦會(huì)集器圖2.17施加載荷圖2.16施加拘束5設(shè)置資料屬性Meterial—creat—編寫名稱，cardimage選擇MAT1—creat/edit—(E=2.1e5,NU=0.3,RHO=7.8e-9)。用同樣的方法創(chuàng)辦名為m-tuojia和m-zongliang的資料6設(shè)置單元屬性（1）創(chuàng)辦縱梁單元屬性propnamepzongliangProperties—creat—--creat/edit—T=3--returncardimagePSHELLmaterialmzongliang（2）創(chuàng)辦托架單元屬性同上，名稱p-tuojia，厚度T=27將單元屬性賦給單元會(huì)集將zongliang屬性賦給zongliang單元會(huì)集Components—assign--compszongliangselectpropertypzongliang--assign同理，可將tuojia屬性賦給tuojia單元會(huì)集8設(shè)置工況name編寫為caseAnalysis—loadsteps----creat—edit—spc已建好的拘束spc（顯示其ID號）load=已建好的載荷force（顯示其ID號）displacementOutput--stressstrain9設(shè)置控制卡Analysis—controlcardssolstatics--autospcyesparambailout1post2圖2.18設(shè)置好的樹狀圖10輸出結(jié)果文件Exporttype:FEModel,,輸入文件名—apply—在路徑下出現(xiàn)一個(gè)擴(kuò)展名為.fem的文件11求解Analysis—solver—optistruct—inputfile:找到上一步輸出的.fem文件—solve—求解窗口顯示：processcompletedsuccessful,路徑下出現(xiàn).op2（大于1kb）的文件，表示成功12觀察結(jié)果（1）將.op2文件變換成.res文件Analysis—solver—hmnasto2—inputfile:.op2outputfile:復(fù)制inputfile中的路徑，并將op2改為res--solve—路徑下出現(xiàn).res的文件（2）調(diào)入結(jié)果文件—resultsfile—選擇.res文件（3）觀察①Post—deformed—datatye:displacement—deform--顯示位移變形②Post—contour--datatye:vonmisesstrs@Z1—contour—顯示應(yīng)力圖2.19路徑下的文件圖2.20位移變形圖2.21等效應(yīng)力三CAM部分1輸入模型打開軟件NX6.0—輸入.stp的模型文件圖3.1輸入模型2建立毛坯幾何開始—建?！輬D—拉伸圖3.2創(chuàng)辦草圖圖3.3草圖拉伸3設(shè)置加工坐標(biāo)系開始—加工--（操作導(dǎo)航器-幾何視圖）--雙擊MSC_MIL—L選擇CSYS對話框—拖動(dòng)加工坐標(biāo)系（XM-YM-ZM）至刀具可湊近的點(diǎn)，方便對刀，并調(diào)整ZM軸大體與部件垂直，作為刀具上下搬動(dòng)方向4定義毛坯、部件幾何雙擊WORKPIEC—E指定毛坯和零部件圖3.5定義毛坯和部件幾何

圖3.4設(shè)置加工坐標(biāo)系5粗加工（型腔銑）（1）創(chuàng)辦刀具直徑--20底圓角半徑--0刀具--刀具號--1種類；mill_contour刀具補(bǔ)償1--加工模塊—?jiǎng)?chuàng)辦刀具----確定----確定刀具子種類：MILL長度補(bǔ)償--1名稱：D20R0D--50夾持器--L--50B--10R1--10（2）創(chuàng)辦操作種類；mill_contour切削模式：隨從部件加工模塊—?jiǎng)?chuàng)辦操作----確定----操作子種類：CAVITY_MILL平面直徑百分比：50全局每刀深度：4程序：NC_PROGRAM地址--刀具：D20R0WORKPIECE幾何體：方法：MILL_ROUGH確定—生成—確認(rèn)—3D動(dòng)向—播放6半精加工（型腔銑）（1）創(chuàng)辦刀具直徑--10底圓角半徑--4刀具--刀具號--1種類；mill_contour刀具補(bǔ)償1--加工模塊—?jiǎng)?chuàng)辦刀具----確定----確定MILL--1刀具子種類：長度補(bǔ)償名稱：D10R4D--50夾持器--L--50B--10R1--10（2）創(chuàng)辦操作種類；mill_contour加工模塊—?jiǎng)?chuàng)立操作----確定操作子種類：CAVITY_MILL程序：NC_P