CADCAM专业课程设计项目说明指导书.doc

扬州大学
机械CAD/CAM课程设计说明书

设计题目：手机充电器外壳设计和制造

系 别：机 械 工 程 系
专 业：机械制造和自动化
班 级 11专接本（1）班
姓 名： 孙海洋
准考证号：
完成时间： 06月

目 录

第一部分 手机充电器外壳CAD造型设计 3
1.1手机充电器外壳介绍 3
1.2手机充电器外壳造型策略介绍 3
1.3手机充电器外壳造型过程 5
1.4手机充电器外壳装配模型树 8
1.5 手机充电器外壳装配过程 9
1.6手机充电器外壳标准工程图 15
第二部分 手机充电器外壳格式转换 19
2.1格式转换介绍 19
2.2 手机充电器外壳格式转换过程 20
第三部分 手机充电器外壳CAM加工 21
3.1 手机充电器外壳CAM加工介绍 21
3.2 手机充电器外壳CAM工艺方案介绍及其比较 23
3.3 手机充电器外壳CAM加工过程 24
3.4 手机充电器外壳CAM加工后处理 31
第四部分 手机充电器外壳小结 33

第一部分 手机充电器外壳CAD造型设计
1.1手机充电器外壳介绍
我设计是旅行手机充电器外壳，采取Micro-USB为通用充电接口。能够识别锂电池和镍氢电池，进而决定充电模式。此充电器没有经过Solidworks软件渲染，总体颜色选择黑色，材料是塑性塑料。其大小和一般手机充电器并无什么区分，适合USB1.0以上接口使用。
输入：100-240V 50/60Hz 0.2A
输出：5.0V﹍￣400mA
1.2手机充电器外壳造型策略介绍
设计这个零件，关键用了Solidworks，Master CAMX这两款软件，关键参考华为手机充电器，工艺方案采取了很多个，尝试选择了适宜方案加工，最终生成NC程序，最终写出结果。
它尺寸大小以下：

1.3手机充电器外壳造型过程
1、手机充电器零件1制作过程：
a、 打开Solidworks,，打开一新零件文档并将之保留为零1；
b、 选择前视基准面，根据1.1里零件1尺寸开始画图；
c、 画出底面轮廓；
d、 退出草图绘制；
e、 选择特征命令，向上拉伸，指定高度42mm；
f、 选择右视基准面，进入草图绘制；
g、 画出1.1图上向下高度5mm，向右长度左侧长度25mm；
h、 退出草图绘制；
i、 选择特征命令中拉伸切除命令，设置为完全贯穿；下面 USB接口
j、 下面USB接口，一样选择基准面，进入草图绘制；在低 端中间画出12*5矩形，拉伸切除。
k、 同理画出四个卡孔。
l、 在特征命令下选择倒角命令，将全部倒角均设为C2；
m、 选择抽壳命令，向内抽壳厚度为1mm；
n、 保留零件1。

2、手机充电器零件2制作过程：
a、 打开一新零件文档并将之保留为零件2；
b、 选择前视基准面，根据1.1里零件2尺寸开始画图；
c、 画出底面轮廓；
d、 退出草图绘制；
e、 选择特征命令，向上拉伸，指定高度2mm；
f、 选择前视基准面，进入草图绘制；
g、 选择等距环切命令，设置值为1mm；
h、 再次使用等距环切，设置值为1mm，退出草图绘制；
i、 进入特征，选择刚才等距画出封闭图形；
j、 选择拉伸命令，向上拉伸，指定高度2mm；
k、 其后方USB接口画法和零件1中j画法相同，长度为12mm；
l、 插头孔大小设置为6×1.5，间距要求国家标准；
m、 卡孔要求能够和件1配合起来；
n、 保留零件2。

3、手机充电器零件4制作过程：
a、 打开一新零件文档并将之保留为零件2；
b、 选择前视基准面，根据1.1里零件2尺寸开始画图；
c、 画出底面轮廓；
d、 退出草图绘制；
e、 选择特征命令，向上拉伸，指定高度1.5mm。

1.4手机充电器外壳装配模型树
根构建：手机充电器外壳
基础构建：上壳套
装配树：
手机充电器外壳配合件

其
她
零
件

1.5 手机充电器外壳装配过程
在装配手机充电器中，关键是使用配合在装配体零部件之间生成几何关系。
a、 将零件置入装配体
b、 使用这些装配体配合：
重合、平行、距离
c、 使用 SmartMates
d、 测试配合
e、 编辑配合
以下开始具体写出配合过程：
此装配体使用以下零件，在文件夹“孙海洋/零件文件夹”下。
（1) 在Solidworks里打开零件1或浏览文件夹“孙海洋/零件文件夹/零件1”；
（2) 单击文件、从零件制作装配体。新装配体文件打开。
（3) 单击视图、原点在图形区域中显示原点。
（4) 在 PropertyManager 中选项下选择图形预览。
（5) 将指针移到原点上。
指针变成，表示推理到装配体原点。
（6) 单击以放置上壳套。
当您按这种方法放置零部件时，零部件原点和装配体原点重合，零件和装配体基准面对正。此过程虽非必需，但可帮助您确定装配体起始方位。在将任何零部件添加到装配体时，对于任何零部件您全部能够生成这类推断。
（7) 此装配体还包含一个空配合 文件夹。此文件夹是以后添加配合放置位置。
（8) 单击等轴测 （标准视图工具栏）。
（9) 单击视图、原点将原点从图形区域中清除。
（10) 单击窗口、零件2.sldprt，然后关闭零件文档。装配体保持打开。
（11) 单击插入零部件 （装配体工具栏）。
（12) 在 PropertyManager 中，单击 固定 PropertyManager。这可使 PropertyManager 保持可见，方便无须重新打开 PropertyManager 您就可插入一个以上零部件。
（13) 在要插入零件/装配体下单击浏览，然后导览至“孙海洋/零件文件夹/零件4”双击打开。
（14) 在图形区域中单击以放置零部件。
（15) 单击 。
（16) 检验 FeatureManager 设计树。

零部件名称前前缀 (-) 表示零部件位置欠定义。您可移动和旋转这些零部件。
（17) 移动或旋转单个零部件：
· 若要移动零部件，单击并拖动零部件一个面。
· 若要旋转零部件，用右键单击并拖动零部件一个面。
· 您也可单击移动零部件 或旋转零部件 （装配体工具栏），然后拖动以移动或旋转零部件。
（18) 将该装配体保留为 装配体1.sldasm。假如有一信息提醒您在保留前重建模型，单击是。
（19) 单击配合 （装配体工具栏）。
（20) 为配合实体 选择上壳套低面和下壳套顶面。
（21) 配合弹出工具栏即会在图形区域出现。在 PropertyManager 和弹出工具栏中已选择了重合 。出现重合配合预览。
（22) 若想看到您怎样反转下壳套对齐，在标准配合下，为配合对齐：
a. 单击同向对齐 。
b. 单击反向对齐
（23) 在 PropertyManager 中，单击 接收配合。

上壳套面及下壳套面现在在相同无限基准面中。该配合出现在 PropertyManager 中配合下。
（24) 再次单击 关闭 PropertyManager。
（25) 欲测试配合：
Ø 单击移动零部件 （装配体工具栏），然后拖动下壳套。
Ø 单击旋转零部件 （装配体工具栏），然后拖动下壳套。您只可在和上壳套重合基准面内旋转下壳套。
单击 。
（26) 单击配合 （装配体工具栏）。
图所表示，在上壳套和下壳套上选择对应角面。配合弹出工具栏即会在图形区域出现。在 PropertyManager 和弹出工具栏中已选择了重合 。出现重合配合预览。
（27) 配合弹出工具栏即会在图形区域出现。在 PropertyManager 和弹出工具栏中已选择了重合 。出现重合配合预览。
（28) 单击添加/完成配合 单击添加/完成配合 （配合弹出工具栏）。
所选角面现被配合。
（29) 同理配合其另一面，图所表示，为最终配合状态：
（30) 下面插销和下壳套配合是利用了相同原理。
（31) 选择下壳套孔周围一面和插销一面，选择重合。
（32) 以这类推，将其配合好后单击，完成配合。
（33) 保留此装配体，将其保留在文件夹“孙海洋/装配体文件夹”下，重命名为“装配体1”。

您可经过以下任何操作之一来接收配合：
· 单击 （PropertyManager）。
· 单击添加/完成配合 （配合弹出工具栏）。
· 当指针变成 时用右键单击。

1.6手机充电器外壳标准工程图
标准工程必需经过自定义图纸格式进行自己用Solidworks软件画出，其中系统自带标准图纸不符合国家标准，以下是工程图本标准等效采取国际标准ISO5457—198 《技术制图——图纸尺寸及格式》：
⑴ 绘制一个横放标准A3幅面图纸：
A0尺寸为1189mm×841mm，
A1尺寸为841mm×594mm，
A2尺寸为594mm×420mm，
A3尺寸为420mm×297mm，
A4尺寸为297mm×210mm
⑵ 标准绘图纸全部有标题栏和标签区，尺寸全部由国家要求，粗线为0.3毫米，细线为0.15毫米宽，通常在图纸右下角。
A3图纸标题栏具体尺寸以下图所表示：
以下是工程图生成具体步骤：
1) 首先，打开工程图模板；
2) 单击工程图，然后单击确定，出现图所表示
3) 单击浏览，选择“孙海洋/工程图文件夹/GB—A3.SLDDRW”双击打开。
4) 单击确定，出现以下
5) 单击浏览，选择“孙海洋/零件文件夹/零件1.SLDPRT”双击打开。
6) 点击界面上使用自定义百分比，将百分比改为2:1。
7) 将图形放在界面合适位置，点击确定，将三维图放在右下角。
8) 如此，保留工程图到“孙海洋/工程图文件夹/零件1工程图.SLDDRW”。
9) 装配体选择使用A1图纸，同上面3类似，只是选择“孙海洋/工程图文件夹/GB—A1.SLDDRW”双击打开。
10) 选择“孙海洋/装配体文件夹/装配体.SLDASM”双击打开，将百分比改为5：1，具体图片如步骤11下面所表示。
11) 如此，保留工程图到“孙海洋/工程图文件夹/装配体工程图.SLDDRW”。

第二部分 手机充电器外壳格式转换
2.1格式转换介绍
因为零件画时候是在Solidworks软件环境下画，所以为了预防不能使用Master CAM不能够读取零件，所以在保留时候要另外保留一份，用IGES或STEP格式输出零件到Master CAM中，进行模拟加工，输出NC代码。
2.2 手机充电器外壳格式转换过程
画出零件图以后，打开眉头下拉菜单选择文件点击另存为：
，选择另存为以后显示出界面将会以下图所表示：
能够将其保留在文件夹“孙海洋/CAM加工文件夹”下，重命名为“CAM加工.STEP”。
点击保留。
想要打开进行加工，必需先打开Master CAM，在其中点击“文件/打开/ CAM加工.STEP”.

第三部分 手机充电器外壳CAM加工
3.1 手机充电器外壳CAM加工介绍
　Master CAM是和微软企业Windows技术紧密结合，用户界面更为友好，设计愈加高效版本。借助于Master CAM软件，用户能够方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、CNC编程到自 动生成NC代码整个工作步骤，所以被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。Master CAM基于PC平台，易学易用，具 有较高性价比，是广大中小企业理想选择，也是CNC编程初学者在入门时首选软件。X2是和微软企业Windows技术紧密结合，用户界面更为友好，设计愈加高效版本。借助于Master CAM软件，用户能够方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、CNC编程到自 动生成NC代码整个工作步骤，所以被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。Master CAM基于PC平台，易学易用，具 有较高性价比，是广大中小企业理想选择，也是CNC编程初学者在入门时首选软件。X2是和微软企业Windows技术紧密结合，用户界面更为友好，设计愈加高效版本。借助于Master CAM软件，用户能够方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、CNC编程到自 动生成NC代码整个工作步骤，所以被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。Master CAM基于PC平台，易学易用，具 有较高性价比，是广大中小企业理想选择，也是CNC编程初学者在入门时首选软件。
Master CAM含有强劲曲面粗加工及灵活曲面精加工功效。Master CAM提供了多个优异粗加工技术，以提升零件加工效率和质量。Master CAM还含有丰富曲面精加工功效，能够从中选择最好方法， 加工最复杂零件。Master CAM多轴加工功效，为零件加工提供了更多灵活性。
　可靠刀具路径校验功效Master CAM可模拟零件加工整个过程，模拟中不仅能显示刀具和夹具，还能检验刀具和夹具和被加工零件干涉、碰撞情况。
Master CAM提供400种以上后置处理文件以适适用于多种类型数控系统，比如常见FANUC系统，依据机床实际结构，编制专门后置处理文件，编译NCI文件经后置处理后便可生成加工程序。
3.2 手机充电器外壳CAM工艺方案介绍及其比较
利用Master CAM进行加工手机充电器外壳，可有很多方法进行加工，关键有三种工艺方法：
A、 利用Face端（平）面铣削；
B、 Surface曲面加工；
C、 Multiaxis多轴加工和Circ tpths圆面加工相结合。
当然这三中加工方法中，最切合实际，适合加工手机充电器外壳加工方法就是Surface曲面加工，所以我们加工是就选择Surface曲面加工。
当然加工方法选择以后，我们还要选择一下工艺方案，这里加工时候能够有很多个工艺方案，比如：
方案A、 首先粗加工我们先用放射状加工上表面，在用等高外形铣外形，最终进行精加工，另一面相同；
方案B、 首先粗加工我们先用等高外形铣外形，再用放射状加工上表面，最终进行精加工，另一面相同；
方案C、 首先粗加工我们先用等高外形铣外形，再用曲面流线加工曲面，再用放射状加工上表面，最终进行精加工，另一面相同；
方案D、 首先粗加工我们先用等高外形铣外形，再用曲面流线加工曲面，再用放射状加工上表面，精加工先铣外形，再用放射状精加工上表面，用流线曲面加工上壳套上曲面，用平面投影再次加工一次，另一面相同；
方案E、 …………
总而言之加工工艺方案有很多，不过A、B方案显著不能铣削出理想零件，没有切合加工出比较标准零件，所以我们选择方案C
3.3 手机充电器外壳CAM加工过程
首先申明一下，因为我选择是类似方案D加工工艺，所以加工次数比较多，中间步骤反复我就一笔带过，不会具体截图，或具体讲解，因为全部步骤全部是相同，另外加工之前请确定一下自己Master CAM软件里单位是什么，将其调整成公制尺寸。

Ø 因为上壳套是两面全部要加工，所以需要转换位置，下面会有具体讲解，我先加工上壳套是上表面，加工文件是CAM加工1.STEP，再加工凹下下表面，加工文件是CAM加工1.STEP。

1) 打开Master CAM，在页面右上角选择打开显示以下界面

2) 选择“孙海洋/CAM加工文件夹/ CAM加工.STEP”，双击打开（*将文件类型更改为全部文件）；
3) 在CAM软件环境下，打开菜单栏机床类型-M铣床-系统默认,显示一下图片：
4) 依据上图所表示，点击B边界盒，将里面X,Y,Z坐标值均改为“5.0”单击确定；
5) 设置好边界盒后，在菜单栏打开T刀具路径-R曲面粗加工-等高外形，单击确定；
6) 页面弹出，选择，以后选择实体-双击回车键，然后点击确定；
7) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 18mm，单击确定；
8) 等候刀具模拟完成，选择—，等候刀具模拟完成以后，单击显示以下图片：

9) 一样在菜单栏打开T刀具路径-R曲面粗加工-R放射状，在弹出窗口中选择凸，单击确定；
10) 页面弹出，选择，以后选择实体-双击回车键，然后点击确定；
11) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 10mm，单击确定；
12) 等候刀具模拟完成，选择—，等候刀具模拟完成以后，单击显示以下所表示：
13) 选择菜单栏打开T刀具路径-R曲面粗加工-曲面流线，在弹出窗口中选择凹，单击确定；
14) 页面弹出，选择，以后选择那个曲面，双击回车键，然后点击确定；
15) 设置切削路径为横向；
16) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 2mm，单击确定；
17) 等候刀具模拟完成，选择—，等候刀具模拟完成以后，单击（同时骤8相同，以下写做同时骤8）；
18) 选择菜单栏打开T刀具路径-R曲面粗加工-曲面流线，在弹出窗口中选择凹，单击确定；
19) 页面弹出，选择，以后选择那个曲面，双击回车键，然后点击确定；
20) 设置切削路径为纵向；
21) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 2mm，单击确定；
22) 同时骤8；
23) 选择菜单栏打开T刀具路径-R曲面精加工-等高外形，单击确定；
24) 页面弹出，选择，以后选择实体-双击回车键，然后点击确定；
25) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 1mm，单击确定；
26) 选择菜单栏打开T刀具路径-R曲面精加工-曲面流线，单击确定；
27) 页面弹出，选择，以后选择那个曲面，双击回车键，然后点击确定；
28) 设置切削路径为横向；
29) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 0.1mm，单击确定；
30) 同时骤8；
31) 选择菜单栏打开T刀具路径-R曲面精加工-曲面流线，单击确定；
32) 页面弹出，选择，以后选择那个曲面，双击回车键，然后点击确定；
33) 设置切削路径为纵向；
34) 在弹出页面中，选择适宜刀具，即Endmill3 0.1mm，单击确定；
35) 同时骤8；
36) 将文件另存为“孙海洋/CAM加工文件夹”下，重命名为“上表面CAM加工.MCX”。
37) 同时骤1，2；
38) 因为刀具加工是有位置，所以要进行旋转工件，使其加工下表面，如“孙海洋/CAM加工文件夹/上表面CAM加工2.MCX”
39) 以下加工和上表面加工相同，我说一下加工工艺：
粗加工
先用M18刀具，进行等高外形加工，再用M5刀具放射状（选择凹）加工内部，然后再选择流线曲面用M1加工曲面（选择凸）进行两次加工（横向和纵向）；
精加工
先用M1刀具，进行等高外形加工，再用M1刀具放射状加工内部，再用M1刀具选择投影加工，然后再选择流线曲面用M1刀具加工曲面（选择凸）进行两次加工（横向和纵向）；
40) 将文件另存为“孙海洋/CAM加工文件夹”下，重命名为“下表面CAM加工2.MCX”。
Ø 加工是安全高度均为100
3.4 手机充电器外壳CAM加工后处理
手机充电器外壳CAM加工后处理就是生成NC加工程序，方便导入机床进行加工，以下是具体生成步骤。
1、 找到“孙海洋/CAM加工文件夹/下表面CAM加工1.MCX”，双击打开；
2、 点击全选全部刀具加工方法；
3、 点击，弹出界面

4、 点击确定，将上表面NC加工程序以“____________________________1 .NC ”命名，存到“孙海洋/CAM加工文件夹”下；
5、 一样以相同方法，将下表面NC程序以“____________________________2 .NC ”命名，存到“孙海洋/CAM加工文件夹”下；
6、 以上是手机充电器外壳CAM加工后处理。

第四部分 手机充电器外壳小结
伴随全球济济快速发展，外出旅游人越来越多，随身携带式电子产品也越来越多，最为经典手机就是其中一个，它是需要电池，但这些设备随机电池全部会因为电池容量低而显得不能满足设备正常使用时间，但充电器出现却很好处理了这个问题。
经过制作手机充电器外壳，我们加深了对Master cam、Solidworks软件环境及操作应用，学会了自己进行加工工艺设计及利用。
设计过程中总是有很多细小问题，不过经过不停改善大胆尝试，也算是处理了。