1、研究生CAD/CAM/CNC大實驗實驗報告學 院： 機電學院 學 號： SX1205227 姓 名： 高鑫 南京航空航天大學CAD部 分軟件名稱： CATIA 軟件版本： V5R18 要求：掌握一種CAD軟件，能進行產品二維、三維設計.練習內容：1、草圖練習按下圖的要求進行草圖繪制。操作步驟：1. 按照圖的要求分別做出要求半徑的圓和直線；2. 按照圖中要求添加約束，使得圓弧與圓弧，圓弧與直線相切；3. 用“快速裁剪”工具，裁剪圓弧和直線的多余部分，最后結果如圖所示。所作圖形：遇到問題如何解決：文件名：TPart2、曲線練習完成齒針用凸輪零件的輪廓曲線繪制。操作步驟：1、將點坐標變換為直角坐標系

2、下的坐標值；2、將點的坐標值輸入到Excel文件中，導入到CATIA中去；3、根據導入的點生成樣條曲線；4、用圓弧將樣條曲線連接。所作圖形：遇到問題如何解決：1、如何將點導入到CATIA中去。通過查找資料發現CATIA可以通過Excel文件將點導入。文件名：TPart3、實體練習a. 完成CAD/CAM/CNC大實驗指導書上最后一頁的齒針用凸輪零件的實體造型。操作步驟：1、以所畫的曲線為草圖進行拉伸，生成實體的一部分；2、創建草圖進行拉伸，得到實體的整體造型；3、運用凹槽特征畫出實體所有的孔。所作圖形： 文件名：TPartb. 按下圖的要求進行，對安裝座零件進行實體造型。操作步驟：1. 首先畫

3、草圖，如圖4.1所示；2. 拉伸草圖，并在拉伸體的表面畫草圖，如圖4.2所示；3. 將上步所畫草圖拉伸，體如圖4.3所示；4. 在拉伸的體上作出凹槽，如圖4.4所示。 所作圖形：圖4.1圖4.2圖4.3圖4.4文件名:TPartc. 由上面兩個零件（齒針凸輪和安裝座零件）的三維實體圖生成二維工程圖，并標注主要尺寸（需有圖框、尺寸要合理）。主要操作步驟：1、進入CATIA二維圖繪制界面；2、投影生成零件的三視圖；3、標注主要尺寸。所作圖形：遇到問題如何解決：文件名:TDrawingd. 完成附圖1零件的三維實體圖生成二維工程圖，并標注主要尺寸（需有圖框、尺寸要合理）。文件名：TDrawingCA

4、M部分軟件名稱： CATIA 軟件版本： V5R18 要求：掌握一種CAM軟件，能夠進行刀軌生成、仿真驗證、生成數控程序。練習內容：1、二維輪廓加工加工齒針用凸輪零件的外輪廓（凸輪曲面部分），零件毛坯為40mm鋁合金圓棒料。要求合理選擇切削參數，生成正確可行的程序。粗、精加工都選用10mm立銑刀，并列出主要加工參數。主要參數選擇界面及說明： 粗加工參數 精加工參數刀軌及仿真結果： 數控程序（截取一段）：N6 Z+10N7 Z+4.762N8 G1 Z-.238 F600 N9 X-20.635 Y-15.472 Z-.328N10 X-19.668 Y-14.598 Z-.389N11 X-1

5、9.081 Y-13.742 Z-.43N12 X-18.514 Y-11.965 Z-.482N13 X-18.637 Y-10.102 Z-.5N14 X-18.783 Y-9.524 F1000N15 X-19.67 Y-6.037N16 X-20.248 Y-2.486N17 X-20.369 Y+1.1222、三維加工加工下圖所示零件。要求對其進行粗、精加工（零件毛坯為84*36*36mm的鋁合金方料）。要求合理選擇切削參數，生成正確可行的刀軌并處理出數控程序。（粗加工使用14mm立銑刀，精加工使用10mm球頭銑刀）1）粗加工主要參數選擇界面及說明： 刀軌及仿真結果：數控程序（截取一

6、段）：N6 Z+66N7 Z+44N8 G1 Z+34 F300 M8N9 Y+42N10 X0.0 F1000N11 Y+32.437N12 X-6.251 Y+33.99N13 X-14.573 Y+35.553N14 X-34.505 Y+38.875N15 X-36 Y+38.947N16 Y+42N17 X-14.745N18 X-13.345 Y+41.625 Z+34.128N19 X-12.32 Y+40.6 Z+34.2572）精加工參數選擇界面及說明： 刀軌及仿真結果： 數控程序（截取一段）：N6 Z+66N7 Z+34.634N8 G1 Y-21.255 Z+34.141

7、 F300 M8N9 Y-21.545 Z+34.084N10 Y-22.15 Z+33.918N11 Y-22.782 Z+33.68N12 Y-23.432 Z+33.367N13 Y-24.092 Z+32.978N14 Y-23.432 Z+32.929 F1000N15 Y-22.782 Z+32.804N16 Y-22.15 Z+32.603N17 Y-21.545 Z+32.33N18 Y-21.255 Z+32.167N19 Y-12.17 Z+26.716綜合練習設計一個和自己學習、工作、科研有關的復雜零件，進行實體造型、數控編程并生成二維工程圖。零件名稱和用途： 該零件為飛

8、機結構件；飛機結構件是構成飛機機體骨架和氣動外形的主要組成部分。文件名：TPartTProcessTDrawing零件截圖：刀軌截圖：（1）A面精加工筋頂（2）A面精加工腹板（3）A面精加工內形（4）A面精加工轉角工程圖截圖： CNC部分機床型號： UCP710高速五坐標立式加工中心 控制系統： HEIDENHAIN TNC430M 傳輸軟件： RS-232 簡述數控加工齒針用凸輪外形輪廓的整個過程:一、 計算機上編程與仿真1. 在計算機上進行零件數控程序的編制，并進行加工仿真；2. 生成NC代碼，并進行后置處理。二、 進行機床設置及裝夾1. 將后置處理的NC代碼通過RS-232接口傳輸到機床

9、數控系統中；2. 裝夾零件毛坯，用V型塊定位，啟動機床進行預熱；3. 選擇加工刀具；4. 利用杠桿百分表進行原點找正，利用系統自帶程序通過接觸式對刀確定刀具長度；三、 粗、精加工1. 首先進行凸輪輪廓的粗加工，先采用單步加工，以防止機床設置不當導致意外發生，確認無誤后，便可連續切削。2. 粗加工后進行精加工，直到加工完畢。四、 加工結束 3. 精加工結束后，將主軸移到安全位置，將零件從V型塊上取下，檢查加工結果是否達到要求，將機床工作臺清理干凈，完成實驗。大實驗小結通過學習CAD/CAM/CNC實驗這門課程，我對三維軟件又有了一個更深刻的認識。特別是CATIA的零件設計，裝配模塊和加工，應該說

10、收獲很大。一方面，我把這個課程當做一個很好的鍛煉機會，結合課題研究重新認真細致的完成了全部實體造型，數控編程任務。另一方面，對于我來說，最有難度的就是CATIA的加工模塊。CATIA加工包括很多種方式，車削加工、三軸銑削、曲面銑削、高級加工，并且包括了太多的參數（刀軸旋轉速度，刀軸擺角，銑削方式，切削速度，進給量等等）需要確定，加工參數的確定需要有很豐富的經驗，需要我們多去實踐，總結經驗，才能得到最優化的刀軌，進行最好的加工。學習了這門課程之后，我會更加努力的學習加工編程知識，這對于我的課題研究也是有重大幫助的。CAD技術綜述CAD， Computer Aided Design的縮寫，意思為計

11、算機輔助設計。利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。通過三個方面來介紹CAD技術，即CAD技術的由來、發展和最新動態。一、CAD技術的由來CAD(Computer Aided Drafting)誕生于60年代，是美國麻省理工大學提出了交互式圖形學的研究計劃，由于當時硬件設施的昂貴，只有美國通用汽車公司和美國波音航空公司使用自行開發的交互式繪圖系統。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成

12、；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。二、CAD技術的發展20世紀50年代后期出現了光筆，從此出現了交互式繪圖的歷史。20世紀60年代，屏幕菜單指點、功能鍵操作、光筆定位、圖形動態修改等交互繪圖技術相繼出現。1962年美國人Ivan Sutherland 開發出第一個交互式圖形系統，伺候，相繼出現了一大批商品化CAD軟件系統。但是由于顯示器價格昂貴，CAD系統很難推廣。直到60年代末期，顯示技術有了突破，顯示期價格大幅度下降，CAD系統的性能價格比大大提高，CAD用戶開

13、始以每年30%的速度逐年遞增。70年代，小型計算機費用下降，美國工業界才開始廣泛使用交互式繪圖系統。 80年代，由于PC機的應用，CAD得以迅速發展，出現了專門從事CAD系統開發的公司。當時VersaCAD是專業的CAD制作公司，所開發的CAD軟件功能強大，但由于其價格昂貴，故不能普遍應用。而當時的Autodesk公司是一個僅有員工數人的小公司，其開發的CAD系統雖然功能有限，但因其可免費拷貝，故在社會得以廣泛應用。同時，由于該系統的開放性。因此，該CAD軟件升級迅速。 計算機技術的發展使得計算機在設計活動中得到更有技巧的應用，如今CAD技術不僅僅用于繪圖和顯示，它開始進入設計者的專業知識中更

14、“智能”的部分。隨著電腦科技的日益發展。性能的提升和更便宜的價格，許多公司已采用立體的繪圖設計。以往，礙于電腦性能的限制，繪圖軟件只能停留在平面設計，缺乏真實感，而立體繪圖的出現沖破了這一限制，令設計藍圖更實體化。三、CAD技術的最新進展CAD技術的發展似乎是一個非常“古老”的話題，相關技術的發展將如何促進CAD 技術的飛躍，隨著計算機技術的飛速發展和以工業等領域對CAD的社會需求， CAD系統和CAD技術的最新進展在并行工程和協同設計、用戶接口的智能化和人性化，造型技術、產品數據共享等方面。并行工程與協同設計技術是正在蓬勃發展的新技術。隨著計算機環境的改變借助網絡技術，跨越空間的阻隔和時間的

15、限制，進行協作和交流，將會大幅度地提高工作效率，縮短產品的設計周期。此項研究已經起步，有待深入研究的問題是：給予異構CAD系統的協同設計方法；復雜CAD模型在互聯網上的實時傳輸方法；同步協同設計中保證高響應和并行性的控制方法；面向并行設計、協同設計的沖突檢測和協調方法；多模式協同的并行裝配設計和概念設計方法。用戶接口的智能化和人性化。CAD系統的用戶界面是人與計算機之間傳遞交換信息的媒介和對話接口，也是CAD軟件系統的重要組成部分。以用戶為中心，自然、高效多通道交互技術和無所不在的計算是一項長期的目標，也是當前人機交互的研究熱點。采用以用戶為中心的CAD軟件設計方法，對產品進行開發和工程評價，

16、以保證CAD軟件技術及CAD軟件產業健康發展。在改善軟件界面簡化操作步驟、降低操作難度等方面予以創新。造型技術，實現與歷史無關的造型方法，即產品模型的形狀不再依賴于特征創建的先后順序，這使得三維CAD系統更易于操作使用；全面地支持概念設計和詳細設計；集合造型系統能夠創建任意幾何形狀的形體；能夠更好地表達產品的完整技術和生產管理信息，支持產品全生命周期的特征造型系統，是產品的設計工作在更高層次上進行，為開發新一代的基于同一產品信息模型的CIMS集成系統奠定基礎；具有線段、曲面、實體混合建模的綜合能力和三維尺寸標注功能；支持基于三維像素的造型功能和解決大型復雜產品的裝配問題。產品數據共享，解決在一些主要CAD系統的用戶能夠打開來自其他CAD系統