1、學號： 201125050117中 州 大 學CAD/CAM課程設計說明書設計題目： 撥叉成型加工專 業： 機械制造與自動化設 計 者：馬振楊班 級：11機制一班 指導教師：孟雅俊 評定成績：設計日期：2013 年 9 月 27 日至 2013 年 11 月 2 日目錄前言 1計任務書.21、 建模.31 零件的建模過程.32 毛坯的建模過程.15二、零件工藝分析.17三、創建操作 .174、 設計心得與體會.39五、參考資料.39前言 模板應用廣泛，是非常重要的機械零件之一。模板的一般作用是：（a）起定位作用;（b）防塵和密封，除本身可以防塵密封外，也常和密封件配合以達到密封的作用；（c）位

2、于車床電動機的頂端，主要起減震的作用，使主軸箱的轉動平穩。 因此，該零件應具有足夠的強度、剛度、耐磨性和韌性，以適應端蓋的工作條件。該零件的主要工作表面為上表面，在設計工藝規程時必須重點考慮。端蓋的加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質量、生產成本、使用性能和壽命等。設計任務書1、總體介紹：設計包括CAD與CAM兩大模塊，重點在于CAM。2、具體要求：根據平面圖建模，并對該零件上所有能夠銑、鉆的表面進行加工。完成指定題目的設計后，要求每人編寫說明書一份（包括封面、目錄、設計任務書、正文、設計心得與體會、參考資料等七部分，可以打印，請上交前自己檢查是否缺項）。同時上交電子稿與相應prt文件。正

3、文應包括：零件的建模過程、毛坯的建模過程、零件工藝分析與編制的工藝過程、具體加工過程（每個操作的創建詳細過程，要求說明各個參數是如何配置的、每個操作生成的刀軌）、車間工藝文檔4、設計要求：設計包括CAD與CAM兩大模塊，根據平面圖建模，并對該零件上所有能夠銑，鉆的表面進行加工5、 零件圖零件的外形圖如圖0-1所示：一、建模1、零件的建模過程 1、零件分析 圖1-1所示零件為撥叉，根據零件圖可知其特點為：直徑為25的內圓為粗加工，圓環與半圓環端面為粗加工 2、建模分析 由圖紙可知道零件的上下對稱可通過雙向拉伸完成，對于不同高度的部分只要設置不同的拉伸距離即可拉深出來。然后再根據要求進行倒角和倒圓

4、角。3、模板零件建模設計 1、新建部件文件 新建一個名稱為【bocha】的部件文件。1）啟動UG6.0，選擇【文件、新建】命令，彈出【新建】對話框。2）如圖1-1所示，在【新建】對話框選擇存放新建文件路徑，輸入文件名為：【bocha】；選擇單位為：【毫米】，單機【確定】。圖1-1 2、單擊【草圖】按鈕，彈出【創建草圖】對話框，選擇【YC-XC】為基準平面，繪制草圖如圖1-2所示。圖1-24、選擇【拉伸】按鈕，彈出【拉伸參數設置】對話框，使用單條曲線選擇圖1-2草圖中間，在【開始距離】文本框中輸入【-4mm】,在【終點距離】文本框內輸入【4mm】；單擊【應用】按鈕，完成拉伸如圖1-3所示。圖1-

5、35完成拉伸操作后如圖1-4圖1-46、 然后選擇圖1-2中上下兩部分，在【開始距離】文本框中輸入【-10mm】,在【終點距離】文本框內輸入【10mm】；單擊【應用】按鈕，完成拉伸如圖1-5所示。圖1-57、 拉伸后如圖1-6所示圖1-68、 選擇圖1-2中左右兩部分，在【開始距離】文本框中輸入【-20mm】,在【終點距離】文本框內輸入【20mm】；單擊【應用】按鈕，完成拉伸如圖1-7所示。圖1-79、 拉伸后如圖1-8所示圖1-810、選擇【求和】，選中拉伸后的所有實體圖單機應用，操作如圖1-9所示圖1-911、 求和后如圖1-10所示圖1-1012、 選擇【基準平面】按鈕，以XC-ZC平面

6、來創建基準平面，【距離】文本框中輸入【0 mm】，單機【應用】。如圖1-11所示圖1-1113、 然后將類型改為【成一角度】，平面對象選擇圖1-11中創建的平面，線性對象選擇Z軸，【角度】文本框中輸入【30】，單機【應用】，如圖1-12所示圖1-1214、 將類型改為【按某一距離】，平面對象選擇圖1-12中創建的平面，【距離】文本框中輸入【-30】，單機【應用】，如圖1-13所示圖1-1315、 基準平面建好后如圖1-14所示圖1-1416、 單擊【草圖】按鈕，選擇圖1-14中建好的基準平面，如圖1-15圖1-1517、 在所建平面上繪制直徑為12的圓，完成后的草圖如圖1-16所示圖1-161

7、8、 選擇【拉伸】按鈕，彈出【拉伸參數設置】對話框，使用單條曲線選擇圖1-16中的草圖，將【結束】文本框中的字改為【直至選定對象】布爾類型改為【求和】；如圖1-17所示圖1-1719、 拉伸后的實體如圖1-18所示圖1-1820、 單擊【草圖】按鈕，選擇圖1-14中建好的基準平面，單機【確定】，如圖1-19所示圖1-1921、 在草圖上繪制直徑為6的圓，完成后的草圖如圖1-20所示圖1-2022、 選擇【孔】按鈕，將孔類型改為【螺紋孔】，指定點時選擇圖1-20中繪制的圓心，螺紋尺寸【size】對話框中選擇M6 x 1.0，螺紋深度改為25，孔深改為25，尺寸【尖角】對話框中輸入120，【布爾】

8、類型選擇求差，選擇整個實體，其它值為默認，如圖1-21所示圖1-2123、 完成操作后如圖1-22所示圖1-2224、 給螺紋孔上螺紋，依次選擇插入、設計特征、螺紋，選擇詳細，其操作如圖1-23所示1、 2、 3、 圖1-2325、 完成操作后如圖1-24所示26、選擇按鈕，邊選擇四個圓，距離為1，如圖1-25所示圖1-2527、完成操作后如圖1-26所示圖1-2628、 選擇按鈕，選擇有螺紋孔凸臺的相貫線，邊導員半徑為1mm，如圖1-27所示圖1-2729、單機應用完成操作如圖1-28所示圖1-2830、 選擇按鈕，邊倒圓半徑為3，其操作如圖1-29所示圖1-2931、 單機應用完成操作后如

9、圖1-30所示圖1-3032、至此，完成了整個撥叉模型的創建。單擊【保存】按鈕，將文件【bocha.prt】另存一份以備后續使用。2、毛坯的建模過程 1）使用已建好的實體進行加工，選擇部件導航器中的【草圖】雙擊，將草圖中的小圓刪除，刪除后的草圖如圖1-31所示圖1-31 2）選擇部件導航器中的【拉伸（4）】雙擊，修改拉伸參數，其操作如圖1-32所示圖1-32 3）拉伸后的實體如圖1-33所示圖1-33 4）刪除部件導航器中的【倒斜角】操作，然后選擇按鈕，選擇左側圓柱的棱角，邊倒圓半徑為1，其操作如圖1-34所示圖1-34 5）操作后如圖1-35所示圖1-35至此，完成整個撥叉毛坯的創建。單擊【

10、保存】按鈕，將文件【bochamaopi.prt】單獨保存一份以備后續使用。二、零件工藝分析確定裝夾方式 由于毛坯的形狀不規則、且需加工上下兩個表面，根據零件形狀可確定需分兩次裝夾。第一次裝夾加工上表面及孔；第一次裝夾采用兩邊共同裝夾的裝夾方式。第二次裝夾加工整個毛坯的下表面，第二次裝夾采用與第一次一樣的裝夾方式。確定加工坐標系原點 為了便于加工時對刀，第一次裝夾，加工坐標系原點設置在零件頂面的中心；第二次裝夾，加工坐標系原點設置在零件底面的中心。確定工步 第一次裝夾：分析圖可得，由于有粗糙度的限制，可用10的平底銑刀對上表面進行粗加工。用麻花鉆和鉸刀對25的兩個通孔進行加工，用锪刀對27進行

11、加工，為了保證加工精度，用4的中心鉆打定位孔。具體工步安排見表3-1。表2-1序號加工工步加工方式刀具加工余量主軸速度進給速度1模板左上表面及右上表面粗加工CAVITY_MILL10平底刀01000rpm350mmpm24的定位孔加工SPOT_DRILLING4中心鉆01200rpm60mmpm324.8的擴孔加工DRILLING24.8麻花鉆0550rpm40mmpm425的鉸孔加工REAMING25機用鉸刀0300rpm30mmpm5倒角1×45°的加工DRILLING27锪刀0200rpm350mmpm第二次裝夾：分析圖可得，仍可用10的平底銑刀對模板下表面加工，具體

12、工步安排見表3-2。 表2-2序號加工工步加工方式刀具加工余量主軸速度進給速度1模板下表面加工CAVITY_MILL10平底刀01000rpm350mmpm2倒角1×45°的加工DRILLING27锪刀0200rpm350mmpm三、創建操作打開零件建模過程中創建的部件【bochamaopi】。進入加工模組設置初始化1.進入加工模塊 單擊【開始】按鈕，選擇【加工】命令，進入自動加工模塊，彈出【加工環境】對話框，在【加工環境】對話框的【要創建的設置】列表框中選擇模板文件【mill_contour】（型腔銑）。如圖3-1所示。單擊【確定】按鈕，進入加工環境。圖3-13、創建刀具

13、 1）創建第一把刀具：平底刀。單擊【加工創建】工具欄中的【創建刀具】按鈕，彈出【創建刀具】對話框，在【創建刀具】對話框中，選擇類型為：【mill_contour】；選擇子類型為：銑刀；輸入名稱為：【D10】；如圖3-2所示,單擊【確定】按鈕，彈出【銑刀-5參數】對話框,在【銑刀-5參數】對話框中設置刀具直徑為：【10】；刀具補償：【1】；長度補償：【0】刀具號：【1】；如圖3-3所示。設置完參數后，單擊【確定】按鈕，完成第一把刀具的創建。圖3-2 圖3-32）創建第二把刀具：中心鉆。單擊【加工創建】工具欄中的【創建刀具】按鈕，彈出【創建刀具】對話框。在【創建刀具】對話框中，選擇類型為：【dri

14、ll】；選擇子類型為：中心鉆；輸入名稱為：【D4】如圖3-4所示，單擊【確定】按鈕，彈出【鉆刀】對話框。在【鉆刀】對話框中設置刀具直徑為：【4】；刀具號：【】；長度補償：【0】；如圖3-5所示。單擊【確定】按鈕，完成第二把刀具的創建。 圖3-4 圖3-52） 按照同樣方法，分別創建好3、4、5把刀具，名稱和參數見下表4-1所示。表3-1 創建刀具參數表刀號子類型圖標名稱類型刀具直徑/mm有效長度/mm1D10平刀10752D4中心鉆4503D24.8麻花鉆24.8504D25鉸刀24755D27平底锪鉆27505）刀具創建如圖3-6所示圖3-64、設置幾何視圖參數1） 單擊【操作導航器】工具欄

15、中的【幾何視圖】圖標，切換操作導航器至幾何視圖。2） 定義加工坐標系：雙擊幾何視圖中的【_】節點，彈出【ill rient】對話框，如圖3-7所示。在該對話框中選擇的【構造器】按鈕，彈出【】對話框，如圖3-8所示。 圖3-7 圖3-83） 設置安全平面：在【ill rient】對話框中的【間隙】復按選框中設置安全設置選項為：【平面】，單擊按鈕，進入【平面構造器】對話框，在繪圖區選擇模板上表面作為參考對象，然后在【偏置】文本框中輸入偏置值為：【20】，如圖3-9所示。單擊【確定】按鈕，即在相對于毛坯的上表面上部距離為20的高度創建一個安全平面，安全平面以高亮小三角顯示。圖3-94）導入毛坯：選擇

16、【文件導入部件】命令，彈出【導入部件】對話框，如圖3-10所示，單擊【確定】按鈕，彈出【導入部件】對話框，選擇第一章中創建的【mobanmaopi.prt】”文件，如圖3-11所示。單擊【】按鈕，彈出【點】對話框，設置坐標相對為XC：【0】；YC：【0】；ZC：【0】；單擊【確定】按鈕。完成毛坯的導入。如圖3-12所示。圖3-10 圖3-11圖3-12 圖 3-135）選擇零件幾何：在幾何視圖中，單擊【_】節點前的【】號，再雙擊【WORKPIECE】節點，彈出【銑削幾何體】對話框，如圖3-13所示。在該對話框中選擇【指定部件】圖標，單擊彈出【部件幾何體】對話框，如圖3-14所示。在繪圖區選擇撥

17、叉模型作為零件幾何，單擊【確定】按鈕，完成零件幾何的選擇，并返回到【銑削幾何體】對話框，單擊【確定】按鈕。 圖3-146） 選擇【指定毛坯】圖標，單擊彈出【部件幾何體】對話框，如圖3-15所示。在繪圖區選擇撥叉模型作為零件幾何，單擊【確定】按鈕，完成零件幾何的選擇，并返回到【銑削幾何體】對話框，單擊【確定】按鈕圖3-154、 創建加工方式1、上平面的加工 1）、單擊【插入】工具條的創建操作按鈕，或在【插入】下拉菜單中單擊【操作】按鈕，進入【創建操作】對話框。在【類型】下拉菜單選項中選擇【mill_contour】，即型腔銑操作類型，在【操作子類型】區域選擇CAVITY_MILL按鈕，在【刀具】

18、下拉選項中選擇【D10】作為加工刀具，在【方法】下拉選項中選擇【MILL_ROUGH】作為加工方法，【幾何體】選擇【WORKPIECE】，其他默認，完成以上操作后，單擊【確定】按鈕，如圖4-1所示。圖4-1 2）、單機隱藏按鈕，選擇毛坯單機確定，如圖4-2所示圖4-2 3）、單機型腔銑對話框中的【指定切削區域】，選擇左側圓環及右側半圓環的上表面，單機確定，如圖4-3所示，方法改為【MILL-FINISH】,切削模式改為【跟隨周邊】，全局每刀深度改為【1】，切削參數的余量為0如圖4-4所示、進給和速度的設置如圖4-5所示圖4-3 圖4-4 圖4-5 單機生成按鈕，生成刀軌如圖4-6所示圖4-6仿

19、真刀具軌跡）在【型腔銑】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【導軌可視化】對話框，選擇【動態】選項卡。）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過仿真過程查看刀具軌跡是否正確，仿真結果如圖4-7所示。）仿真完成后，單擊【確定】按鈕，返回到【面銑削區域】對話框。）單擊【確定】按鈕，完成模板左上表面精加工操作的創建。圖4-72、 下平面的加工 1）選擇第一步已做好的操作【CAVITY_MILL】復制粘貼，雙擊復制好的新的操作進入型腔銑對話框，單機指定切削區域后面的按鈕，單機全重選然后選擇部件的兩個下表面如圖4-8所示圖4-8 2）更改刀軸，其操作如圖4-9所示圖4-9單機生成按鈕，生成刀軌

20、如圖4-10所示圖4-10仿真刀具軌跡）在【型腔銑】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【導軌可視化】對話框，選擇【動態】選項卡。）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過仿真過程查看刀具軌跡是否正確，仿真結果如圖4-11所示。）仿真完成后，單擊【確定】按鈕，返回到【面銑削區域】對話框。）單擊【確定】按鈕，完成模板左上表面精加工操作的創建。圖4-113、創建25的孔加工操作1、創建中心鉆操作 1）單擊【加工創建】工具欄中的【創建操作】按鈕，彈出【創建操作】對話框。2）如圖4-12所示，在彈出的【創建操作】 對話框中，選擇類型為：【drill】；選擇子類型為：中心鉆；使用幾何體：WOR

21、KPIECE;使用刀具：【D4】;使用方法：【DRILL_METHOD】，單擊【確定】按鈕，彈出如圖4-13所示的【點鉆】對話框。圖4-12圖4-132定位加工孔的位置）在【點鉆】對話框中單擊【指定孔】的圖標，彈出【點到點幾何體】對話框。在【點到點工幾何體】對話框中單擊【選擇】按鈕，然后再彈出的對話框中單擊【類選擇】按鈕，選擇如圖4-14所示的圓，單擊確定圖4-14 2）在彈出的對話框中單擊【選擇結束】，返回【點到幾何體】對話框，點擊【優化】，具體步驟如圖4-15所示。圖4-15 3）在返回的【點鉆】對話框中選擇指定部件表面按鈕，彈出如圖4-16所示的【部件表面】對話框，然后選擇左側圓環的上表

22、面，單機確定圖4-16 4）然后單機進給和速度對話框，彈出進給和速度對話框如圖4-17所示，其參數設置如圖4-17所示，單機確定圖4-16 圖4-177） 單機生成按鈕，生成刀軌如圖4-17所8）仿真刀具軌跡）在【型腔銑】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【導軌可視化】對話框，選擇【動態】選項卡。）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過仿真過程查看刀具軌跡是否正確，仿真結果如圖4-18所示。）仿真完成后，單擊【確定】按鈕，返回到【面銑削區域】對話框。）單擊【確定】按鈕，完成模板左上表面精加工操作的創建。圖4-184、創建24.8的麻花鉆擴孔加工操作1）單擊【加工創建】工具欄中的【

23、創建操作】圖標，彈出【創建操作】對話框。2）在彈出的【創建操作】 對話框中，選擇類型為：【drill】；選擇子類型為：鉆；使用幾何體：【WORKPIECE】;使用刀具：D24.8;使用方法：DRILL_METHOD，如圖4-19所示。圖4-19 圖4-203)單擊【確定】按鈕，彈出如圖4-20所示的【鉆】對話框。 4）在【點鉆】對話框中單擊【指定孔】的圖標，彈出【點到點幾何體】對話框。在【點到點工幾何體】對話框中單擊【選擇】按鈕，然后再彈出的對話框中單擊【類選擇】按鈕，選擇如圖4-14所示的圓，單擊確定 5）在返回的【點鉆】對話框中選擇指定部件表面按鈕，彈出如圖4-16所示的【部件表面】對話框

24、，然后選擇左側圓環的上表面，單機確定5） 在返回的點鉆對話框中選擇指定底面按鈕，彈出如圖4-21所示的【底面】對話框，然后選擇左側圓環的底面，單擊確定圖4-21 6）然后單機進給和速度對話框，彈出進給和速度對話框如圖4-22所示，其參數設置如圖4-22所示，單機確定 圖4-22 圖4-23 7）單機生成按鈕，生成刀軌如圖4-23所 8）仿真刀具軌跡9）在【型腔銑】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【導軌可視化】對話框，選擇【動態】選項卡。10）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過仿真過程查看刀具軌跡是否正確，仿真結果如圖4-24所示。11）仿真完成后，單擊【確定】按鈕，返回到【

25、面銑削區域】對話框。12）單擊【確定】按鈕，完成撥叉左側孔加工操作的創建。圖4-245、創建25的鉸刀加工操作1）單擊【加工創建】工具欄中的【創建操作】圖標，彈出【創建操作】對話框。2）在彈出的【創建操作】 對話框中，選擇類型為：【drill】；選擇子類型為：鉆；使用幾何體：【WORKPIECE】;使用刀具：D25;使用方法：DRILL_METHOD。如圖4-25所示。圖4-25 圖4-263）單擊【確定】按鈕，彈出如圖4-26所示的【鉸】對話框。 4）在【鉸】對話框中單擊【指定孔】的圖標，彈出【點到點幾何體】對話框，單擊【選擇】按鈕，在彈出的對話框中，單擊【類選擇】按鈕，選擇直徑為25的通孔

26、，如圖4-14所示，單機確定 5）在返回的點鉆對話框中選擇指定部件表面按鈕，彈出如圖4-16所示的【部件表面】對話框，然后選擇左側圓環的上表面，單機確定 5）在返回的點鉆對話框中選擇指定底面按鈕，彈出如圖4-17所示的【底面】對話框，然后選擇左側圓環的底面，單擊確定 6）然后單機進給和速度對話框，彈出進給和速度對話框如圖4-18所示，其參數設置如圖4-18所示，單機確定 圖4-18 圖4-19 7）單機生成按鈕，生成刀軌如圖4-19所 8）仿真刀具軌跡）在【型腔銑】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【導軌可視化】對話框，選擇【動態】選項卡。）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過

27、仿真過程查看刀具軌跡是否正確，仿真結果如圖4-20所示。）仿真完成后，單擊【確定】按鈕，返回到【面銑削區域】對話框。）單擊【確定】按鈕，完成撥叉左側圓孔加工操作的創建。圖4-206、創建普通鉆孔锪操作 1）單擊【加工創建】工具欄中的【創建操作】圖標，彈出【創建操作】對話框。 2）在彈出的【創建操作】 對話框中，選擇類型為：【drill】；選擇子類型為：锪錐孔；使用幾何體：【WORKPIECE】;使用刀具：【D27】;使用方法：【DRILL_METHOD】。如圖4-21所示。 3）單擊【確定】按鈕，彈出如圖4-22所示的【鉆埋頭孔】對話框。圖4-21圖4-22 4）在【鉆埋頭孔】對話框中單擊【指

28、定孔】的圖標，在彈出的對話框中單擊【選擇】按鈕，在繪圖區選擇25的簡單通孔，單擊【確定】按鈕，返回到【點到點幾何體】對話框，單擊【確定】按鈕，完成加工孔位置的定義，返回到【鉆埋頭孔】對話框。 5）在返回的點鉆對話框中選擇指定部件表面按鈕，彈出如圖4-16所示的【部件表面】對話框，然后選擇左側圓環的上表面，單機確定 6）在返回的點鉆對話框中選擇指定底面按鈕，彈出如圖4-17所示的【底面】對話框，然后選擇左側圓環的底面，單擊確定 7）【鉆埋頭孔】對話框中，默認循環類型為：【標準鉆埋頭孔】，單擊【編輯參數】圖標，彈出【指定參數組】對話框。 8）在【指定參數組】對話框中，默認循環參數組為：【1】，單擊

29、【確定】按鈕，彈出【cycle參數】對話框。在【cycle參數對話框】中，單擊【sink直徑-2.0000】按鈕，彈出【sink直徑】對話框，在【sink直徑】對話框中，輸入直徑值為：【27】。單擊【確定】按鈕，返回到【ycle參數】對話框。在【cycle參數對話框】中，單擊【入口直徑-.0000】按鈕，彈出【入口直徑】對話框。在【sink直徑】對話框中，輸入直徑值為：【25】，如圖4-23所示，單擊【確定】按鈕，返回到【ycle參數】對話框。 9）單擊【確定】按鈕，完成循環參數的設置，返回到【鉆埋頭孔】對話框。圖4-23 10）在【鉆埋頭孔】對話框，設置最小安全距離為：【10】。 11）在【

30、鉆埋頭孔】對話框中，單擊【進給和速度】按鈕，彈出【進給和速度】對話框。 12）選擇【速度】選項卡，選中【主軸速度】復選框，設置主軸速度為：【500rmp】。 13）選擇【進給】選項卡，設置切削速度為：【200mmpm】，其他參數保持默認值。 14）單擊【確定】按鈕，完成進給率的設置。返回到到【鉆埋頭孔】對話框。 15）在到【鉆埋頭孔】對話框中單擊【生成】圖標，即可生成定位孔加工操作的刀具軌跡，如圖4-24所示。圖4-249仿真刀具軌跡）在【鉆埋頭孔】對話框中，單擊【確認】圖標，彈出【可視化刀軌軌跡】對話框，選擇【2動態】選項卡。）單擊【播放】按鈕，系統會以實體的方式進行切削仿真，通過仿真過程可查看刀具軌跡是否正確，仿真結果可見圖4-25。圖4-25）仿真完成以后，單擊確定按鈕，返回到到【鉆埋頭孔】對話框。）單擊【確定】按鈕，完成倒角加工操作的創建。7、創建普通鉆孔锪操作 1）選擇第一步已做好的操作【COUNTERSINKING