机械CADCAM专业课程设计.doc

学号：8

贵 州 师 范 大 学

机械CAD/CAM课程设计

课程名称： CAD/CAM课程设计
题目名称： 摇摆式蒸汽机模型
姓 名： 李 军
学 院： 机械和电气工程学院
专 业：机械设计制造及其自动化
年 级： 级（1）班
指导老师：游明琳、徐卫平老师

指导老师署名：
年 12月 31 日

目 录

摘要 3
1 摇摆式蒸汽机外观结构组成 3
2 零件三维实体模型建立方法 3
2.1 经典零件建模 4
2.2 其它零件三维实体模型建立方法介绍 9
3 装配模型建立方法和步骤 10
3.1 添加组件 10
3.2 多组件装配 11
3.3装配体爆炸图 12
4 摇臂式蒸汽机需要加工零件CAM分析 12
4.1 创建程序 12
4.2 创建刀具 12
4.3 创建几何体 13
4.4 创建工序 13
4.5 用Mastercam对摇臂式蒸汽机飞轮零件进行加工仿真 14
4.6后置处理 14
5 用数控机床对飞轮零件进行加工 18
6 总结 18
7 参考文件 18
8 附件（相关工程图） 18

摇摆式蒸汽机模型外观设计
学 生：李 军
(贵州师范大学机电学院级机制一班，学号8)

摘 要：UG（Unigraphics NX）是EDS企业出品一个产品工程处理方案，它为用户产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户虚拟产品设计和工艺设计需求，提供了经过实践验证处理方案。 UG软件是当今工厂应用最为广泛软件之一，学会掌握使用UG将对我们以后学习工作带来很大帮助。摇摆式蒸汽机模型外观设计融合了建模、装配和CAD/CAE/CAM为一体设计，含有经典学习作用。CAD/CAM技术发展极大地改变了大家设计手段和方法，更为关键是CAD/CAM技术广泛应用显著提升了设计效率和质量。CAD/CAM技术是企业技术创新、市场开拓强有力技术工具和手段。经过此次课程设计，全方面地、系统地了解和掌握CAD/CAM技术得基础内容和基础知识，了解数控技术发展趋势，掌握数控加工编程方法，把理论知识应用到实际操作中。
关键词：摇摆式 蒸汽机 建模 CAE
1、摇摆式蒸汽机外观结构组成
摇臂式蒸汽机是由底座、飞轮、飞轮轴、活塞、活塞端盖、主体、弹簧、弹簧连杆、螺母、连接轮等连接而成。其效果图以下：

2 零件三维实体模型建立方法
2.1 经典零件建模
2.1.1 摇臂式蒸汽机主体建模
（1） 新建一个模型文件，命名为zhuti.prt，然后设置保留路径，保留时不能有汉字名。
（2） 进入建模环境，依据设计好草图进行建模，其设计图以下，完成草图创建。

（3） 依据UG相关命令绘制三维实体，创建底座三维图完成，效果以下图：

2.1.2 活塞腔创建
（1）新建一个模型文件，命名为huosaiqiang.prt，然后设置保留路径，保留时不能有汉字名。

（2）进入建模环境，依据设计好草图进行建模，其设计图如上，完成草图创建。
（3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图以下图：

2.1.3 创建飞轮
（1） 用相同方法设计草图以下。

（2）进入建模环境，依据设计好草图进行建模，其设计图以下，完成草图创建。
（3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图以下图：

2.1.4连接轮创建
（1） 用相同方法设计草图以下：

（2）进入建模环境，依据设计好草图进行建模，其设计图以下，完成草图创建。
（3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图以下图。

2.1.5 套筒创建
（1） 用相同方法设计草图以下：

（2）进入建模环境，依据设计好草图进行建模，其设计图以下，完成草图创建。

（3） 创建三维实体以下图所表示：

2.2 其它零件三维实体模型建立方法介绍
序号
零件名称
关键特征
样图
1
弹簧
利用UG中弹簧建模方法，利用草图绘制，输入弹簧关键参数，在建模环境中直接生成。

2
活塞
创建长方体，利用草图绘制圆，在进行拉伸、旋转切除、求和，再倒圆角。

3
飞轮轴
飞轮中心轴关键是支撑飞轮部件，其绘制过程是先绘制草图，再利用拉伸工具进行拉伸倒圆角即可。

4
活塞腔体端盖
拉伸创建圆柱体，再经过打孔等命令操作，得到图效果

5
连接柱
利用草图绘制，绘出其草图，然后进行拉伸、打孔、倒圆角等操作即得。

3 装配模型建立方法和步骤
3.1 添加组件
（1）单击【新建】上新建图标，在【文件新建】对话框中，从【模型】列表框中选择【装配】，使用默认文件名，指定保留路径。
（2）单击【添加组件】对话框上打开图标，选择底座为绝对原点位置零部件，出现该零件组件预览视图。

3.2 多组件装配
（1）单击【装配】上添加组件图标，添加零件上轴，和底支架进行配对装配。
（2）单击【确定】弹出上轴【组件预览】窗口，在【配对条件】对话框中单击配对按钮，选择配对对象。继续进行配对装配。
（3）两次单击【确定】，完成全部零件装配，总体装配效果以下图：

3.3 装配爆炸图

4 摇臂式蒸汽机需要加工零件CAM分析
4.1 创建程序
打开要创建加工零件，在【开启】按钮下拉菜单中选择【加工】，单击【创建程序】上新建图标，以下图所表示：

4.2 创建刀具
单击【创建刀具】上图标，选择刀具类型，定义刀具名称，选择适宜刀具，设置刀具参数，以下图所表示：

4.3 创建几何体
（1）单击【创建几何体】上图标，选择几何体类型及其几何体子类型，定义几何体名称及位置，以下图所表示：

（2）单击【确定】按钮，在【工件】对话框中设置几何体指定部件、指定毛坯及偏移值，如上图所表示：
4.4 创建工序
（1）单击【创建工序】上图标，选择工序类型及其工序子类型，定义名称名称及位置，以下图所表示：

4.5 用Mastercam对摇臂式蒸汽机飞轮零件进行加工仿真

4.6后置处理
外形铣削加工代码，进行修改后以下：

%0000
N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06
N0040 G0 G90 X-1.4496 Y0.0 S0 M03
N0050 G43 Z.5118 H00
N0060 Z.1181
N0070 G1 Z0.0 F9.8 M08
N0080 X-1.2331
N0090 Y1.2331
N0100 X1.2331
N0110 Y-1.2331
N0120 X-1.2331
N0130 Y0.0
N0140 X-1.0855
N0150 Y1.0855
N0160 X1.0855
N0170 Y-1.0855
N0180 X-1.0855
N0190 Y0.0
N0200 X-.9378
N0210 Y.9378
N0220 X.9378
N0230 Y-.9378
N0240 X-.9378
N0250 Y0.0
N0260 X-.7902
N0270 Y.7902
N0280 X.7902
N0290 Y-.7902
N0300 X-.7902
N0310 Y0.0
N0320 X-.6426
N0330 Y.6426
N0340 X.6426
N0350 Y-.6426
N0360 X-.6426
N0370 Y0.0
N0380 X-.4949
N0390 Y.4949
N0400 X.4949
N0410 Y-.4949
N0420 X-.4949
N0430 Y0.0
N0440 X-.3473
N0450 Y.3473
N0460 X.3473
N0470 Y-.3473
N0480 X-.3473
N0490 Y0.0
N0500 X-.1996
N0510 Y.1996
N0520 X.1996
N0530 Y-.1996
N0540 X-.1996
N0550 Y0.0
N0560 X-.052
N0570 Y.052
N0580 X.052
N0590 Y-.052
N0600 X-.052
N0610 Y0.0
N0620 X-.1701
N0630 Z.1181
N0640 G0 Z.5118
N0650 X-.2569 Y.7793
N0660 Z.1181
N0670 G1 X-.279 Y.7731 Z.112
N0680 X-.3888 Y.7242 Z.0798
N0690 X-.4902 Y.6597 Z.0475
N0700 X-.5812 Y.5812 Z.0153
N0710 X-.6597 Y.4902 Z-.0169
N0720 X-.7242 Y.3888 Z-.0491
N0730 X-.7731 Y.279 Z-.0813
N0740 X-.8055 Y.1633 Z-.1135
N0750 X-.8207 Y.044 Z-.1457
N0760 Y0.0 Z-.1575
N0770 G3 X0.0 Y.8207 I.8207 J0.0
N0780 X-.8207 Y0.0 I0.0 J-.8207
N0790 G1 X-.7617
N0800 Z-.0394
N0810 G0 Z.5118
N0820 X0.0 Y-.8207
N0830 Z-.0394
N0840 G1 Z-.1575
N0850 Y-.7056
N0860 G2 I0.0 J.7056
N0870 G1 Y-.7647
N0880 Z-.0394
N0890 G0 Z.5118
N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06
N0040 G0 G90 X0.0 Y0.0 S0 M03
N0050 G43 Z.3937 H00
N0060 Z.0984
N0070 G1 X.2105 Y-.0901 F9.8 M08
N0080 G3 X.3471 Y0.0 I.0386 J.0901
N0090 X.3471 Y0.0 Z.0591 I-.3471 J0.0 K.0063
N0100 X.3471 Y0.0 Z.0197 I-.3471 J0.0 K.0063
N0110 X.3471 Y0.0 Z-.0197 I-.3471 J0.0 K.0063
N0120 X.3471 Y0.0 Z-.0591 I-.3471 J0.0 K.0063
N0130 X.3471 Y0.0 Z-.0984 I-.3471 J0.0 K.0063
N0140 X.3471 Y0.0 Z-.1378 I-.3471 J0.0 K.0063
N0150 X.3471 Y0.0 Z-.1772 I-.3471 J0.0 K.0063
N0160 X.3471 Y0.0 Z-.2165 I-.3471 J0.0 K.0063
N0170 X.3471 Y0.0 Z-.2559 I-.3471 J0.0 K.0063
N0180 X.3471 Y0.0 Z-.2953 I-.3471 J0.0 K.0063
N0190 X.3471 Y0.0 Z-.3346 I-.3471 J0.0 K.0063
N0200 X.3471 Y0.0 Z-.374 I-.3471 J0.0 K.0063
N0210 X.3471 Y0.0 Z-.4134 I-.3471 J0.0 K.0063
N0220 X.3471 Y0.0 Z-.4528 I-.3471 J0.0 K.0063
N0230 X.3471 Y0.0 Z-.4921 I-.3471 J0.0 K.0063
N0240 X.3471 Y0.0 Z-.5315 I-.3471 J0.0 K.0063
N0250 X.3471 Y0.0 Z-.5709 I-.3471 J0.0 K.0063
N0260 X.3471 Y0.0 Z-.6102 I-.3471 J0.0 K.0063
N0270 X.3471 Y0.0 Z-.6496 I-.3471 J0.0 K.0063
N0280 X.3471 Y0.0 Z-.689 I-.3471 J0.0 K.0063
N0290 X.3471 Y0.0 Z-.7283 I-.3471 J0.0 K.0063
N0300 X.3471 Y0.0 Z-.7677 I-.3471 J0.0 K.0063
N0310 X.3471 Y0.0 Z-.8071 I-.3471 J0.0 K.0063
N0320 X.3471 Y0.0 Z-.8465 I-.3471 J0.0 K.0063
N0330 X.3471 Y0.0 Z-.8858 I-.3471 J0.0 K.0063
N0340 X.3471 Y0.0 Z-.9252 I-.3471 J0.0 K.0063
N0350 X.3471 Y0.0 Z-.9646 I-.3471 J0.0 K.0063
N0360 X.3471 Y0.0 Z-1.0039 I-.3471 J0.0 K.0063
N0370 X.3471 Y0.0 Z-1.0433 I-.3471 J0.0 K.0063
N0380 X.3471 Y0.0 Z-1.0827 I-.3471 J0.0 K.0063
N0390 X.3471 Y0.0 Z-1.122 I-.3471 J0.0 K.0063
N0400 X.3471 Y0.0 Z-1.1614 I-.3471 J0.0 K.0063
N0410 I-.3471 J0.0
N0420 X.2105 Y.0901 I-.098 J0.0
N0430 G1 X0.0 Y0.0
N0440 G0 Z.3937
N0450 M02
M05
M30

5 用数控机床对飞轮零件进行加工
把Mastercam仿真程序加以修改以适合于机床加工程序，输入数控机床根据工艺规程进行加工所需要零件，其工艺规程图 和工艺卡见最终。
6 总结
此次课程设计共用了四面时间，首先感谢各位老师对我教导和帮助，从建模到装配，到经典零件CAM，全部离不开各位老师耐心指导。经过这次课程设计，不仅让我增加了见识，同时也让我将理论学习利用到实际加工利用中，让我受益匪浅。这次课程设计让我学到了很多东西，同时也暴露了我很多学习方面不足，在以后，我必将继续努力，学好UG和Mastercam，为自己未来积累丰富学习资源。最终，衷心感谢耐心指导我们各位老师！
7 参考文件
[1] 应华.UG NX 8.5 机械设计完全手册，机械工业出版社，.3
[2] 张云杰.UG零件设计实例教程，清华大学出版社，
[3] 齐从谦.UGS NX 8.0 CAD/CAE/CAM实例教程，
[4] 何法江.机械CAD/CAM技术，清华大学出版社，.2
[5] 明兴祖.数控加工技术，化学工业出版社，.5

8 附件