CADCAM设计论文

机械CAD/CAM设计论文设计题目：轴承座零件的CAD/CAM设计班级：机械09-3班姓名：沈英焕学号：3099990032目录1 课程设计任务书 (2)2 第一章建模分析 (3)3 第二章数控加工 (8)4 第三章数控加工仿真 (9)5 第四章CL数据的输出和NC代码的生成 (17)6 第五章设计总结 (20)7 第六章参考书目 (21)《机械CAD/CAM》任务书一、设计题目：轴承座零件的CAD/CAM设计二、设计目的CAD/CAM课程设计是开设《机械CAD/CAM》课程之后进行的一个实践性教学环节。

在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。

其目的：1.掌握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结构设计的能力。

2.掌握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿真的能力。

3.通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM的基础技能。

三、设计任务本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。

主要设计任务：1、熟悉并掌握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。

2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型，最终完成零件的造型设计。

3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。

如刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。

并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。

4、编写课程设计说明书。

四、设计要求1、要求设计过程在计算机上完成。

2、设计说明书用计算机打印（B5纸，1万字左右）。

正文：宋体小四号，单倍行距；页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“CAD/CAM课程设计说明书”字样；页脚：右下脚页码。

3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。

附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容）六、参考资料有关PRO/ENGINEER软件的参考书及数控加工工艺的参考书。

如PRO/ENGNEER Wildfire 3.0的基础训练教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的零件设计教程、PRO/ENGINEER Wildfire 3.0的数控加工教程等等。

第一章建模分析应用Pro/E 4.0建模。

在菜单栏选取【文件】下拉菜单，选取【新建】选项，系统将弹出如图1-1所示的【新建】对话框，选中其中的【零件】单选按钮，在【名称】编辑框中输入“1”。

不使用缺省模板，单击对话框下部的按钮，进入三维实体建模。

图1-1 【新建】对话框图1-2 【文件选项】对话框1.1绘制其中一边轴承座为了让工件在绘图区坐标系的中间，绘制轴承座的时候建立一个距TOP面34mm的基准面DTM1，用拉伸按钮，选择DTM1为草绘平面，根据工件尺寸内圆直径d=34mm，大圆直径D=54mm，圆心距底部L=53mm，绘制图1-3的图形，点击，拉伸厚度为27.5mm，拉伸出如图1-4实体图形图1-3轴承座草绘图图1-4轴承座实体图1.2绘制轴承座上的沉孔运用拉伸命令，以DTM1为草绘平面，绘制一直径为D=39mm，和轴承座上的孔同心的圆，草绘图如图1-5，拉伸深度5mm，拉伸结果如图1-6图1-5沉孔草绘图图1-6沉孔拉伸实体图1.3绘制轴承座上螺纹孔运用孔命令绘制螺纹孔，选择螺纹孔，设置孔的尺寸类型，螺纹孔的放置位置如图1-7，绘制结果如图1-8图1-7螺纹孔位置图1-8螺纹孔绘制结果1.4绘制另一边轴承座运用实体镜像命令，把绘制后的轴承座镜像到另一边，以TOP面为对称面，操作如下：点击按钮，选取轴承座，包括沉孔和螺纹孔，在点击TOP面，结果如图1-9图1-9两轴承座1.5绘制底座板运用拉伸命令绘制底板，点击拉伸按钮，选择FRONT面为拉伸平面，草绘出如图1-10的图形，尺寸如图所示，拉伸厚度为17mm，结果如图1-11。

图1-10底板草绘图图1-11底板实体结果1.6绘制底板顶面凸台运用拉伸命令绘制底板顶面凸台，点击拉伸按钮，选择底板顶面为拉伸平面，草绘出直径D=43mm的圆如图1-12的图形，，拉伸厚度为5mm，结果如图1-13所示。

图1-12图1-131.7绘制底板底部凸台运用旋转命令绘制底板底部凸台，点击按钮，以FRONT面为草绘平面，草绘如图1-14图形，尺寸如图所示，用按钮绘制旋转中心线，点击完成旋转，结果如图1-15。

图1-14旋转草绘图图1-15旋转实体1.8底板倒角采用倒角命令，对底板的两边倒角，点击按钮，选择要倒角的边，参数设置为，倒角结果如图1-16。

图1-16倒角实体结果1.9绘制第一个带沉头通孔用孔命令，点击按钮，孔放置在底板顶面，放置位置如图1-17，置于TOP面上，距FRONT面59mm，孔的参数设置如图1-18，结果如图1-19。

图1-17孔形状参数图1-18孔放置位置图1-19孔实体图1.10绘制第二个带沉头通孔采用阵列命令直接阵列出第二个孔，选中第一个孔，点击按钮，在方向下拉菜单选择方向，如图1-20，选择一条边为阵列的方向，这列距离为97mm，参数设置，阵列结果如图1-21图1-20 阵列方式图1-21这列结果1.11绘制的三，四个带沉头通孔还是用上面的方法，用按钮，先绘制的三个孔，位置如图1-22，再继续用阵列命令绘制的四个孔，结果如图1-23。

图1-22三孔的位置图1-23三，四孔的实体结果1.12绘制两个通孔运用拉伸，点击按钮，选择地板顶面为草绘平面，草绘两直径D=9mm的圆，位置如图1-24所示，拉伸至下表面，结果如图1-25。

图1-24通孔草绘图图1-25通孔结果图最终模型图第二章数控加工2.1机床选择选择数控铣床加工，底板上的孔直接可以加工出来，轴承孔要分两次装夹才能加工出来，轴承座上的小孔用转孔机加工，手攻螺纹。

2.2零件的工艺分析（1）轴承座上的孔和沉孔，用Ø20的平底铣刀加工；（2）底板凸台表面用Ø20平底铣刀加工，小孔均用Ø8的平底铣刀加工；（3）轴承座上螺纹孔用钻床加工小孔，在用手攻攻螺纹。

2.3刀具的选择及材料大致外形用铸造，再用铣床加工出装配。

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:毛坯上下端面留余量2mm。

铣削端面时候分三步，粗铣留余量1mm，半精铣留余量0.5，精铣完成加工。

而且数控机床上铣平面时候应采用硬质合金刀片铣刀。

粗铣时候刀直径小一些减少切削扭矩，精铣刀直径大一些，最好包容待加工表面的整个宽度。

（1）沉孔加工因为没什么要求，故一次加工完成。

高速钢立铣刀多用于加工沉孔和表面。

所以用高速钢立铣刀加工沉孔。

（2）孔加工：加工IT7级的孔，一般孔径小于12时候采用钻，粗饺，精铰。

当孔径为12-60mm时候为钻，扩，粗饺，精铰。

（3）当工件表面粗糙度要求为Ra12.5--25时候，如果加工余量小于5mm粗铣一次加工就可以完成要求；但在加工余量特别大而且机床刚性不足时候可分多次进给加工。

（4）螺纹加工直接用手攻。

2.5工序卡第三章数控加工仿真3.1新建制造文件在制造模型中以默认的方式装配参照文件，如图3-1，进入绘图窗口之后选择制造模型，选择装配-工件，如图3-2图3-1新建对话框图3-2装配选项3.2加工外轮廓创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-3绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-4用外轮廓-3轴加工，点击完成。

图3-3 毛坯图图3-4加工方式点击制造设置，如图3-5,选择“操作”弹出如图3-6对话框，选择NC机床，弹出如图3-7对话框，选择铣床，3轴。

在操作设置处点加工零点，选择工件坐标系为加工零点。

图3-5 图3-6操作设置图3-7坐标设置根据毛坯的大小选择铣刀，采用Φ20的平底铣刀，如图3-8，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-9，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。

图3-8刀具参数图3-9加工工艺参数铣削轨迹为螺旋铣削，用NC序列的演示轨迹-屏幕演示，如图3-19，点击播放轨迹的按钮，显示加工轨迹如图3-11，最后生成程序。

图3-10 轨迹演示图3-11轮廓铣削轨迹图反面过来加工与前面的加工设置一样，最后铣削出来轨迹如图3-12图3-12背面轮廓铣削轨迹3.3加工凸台表面由于外形是铸造件，所以只需留少部分余量，各加工表面留2mm。

在制造模型里面选择创建—工件—新建，如图3-13，进入特征类，选择实体—伸出项—拉伸—实体，绘制出模型需要去除的余量实体，如图3—14，所添加需要去除材料部分结果如图3-15绿色部分。

图3-13创建工件图3-14添加材料图3-15添加材料实体3.4设置加工参数点击制造设置，如图3-16,选择“操作”弹出如图3-17对话框，选择NC机床，弹出如图3-18对话框，选择铣床，3轴。

在操作设置处点加工零点，选择工件坐标系为加工零点。

图3-16 制造设置图3-17操作设置面板所选择的坐标或所创建的坐标的Z轴方向应该指向刀具退刀方向，完成之后选择加工表面，最后生成加工路径如图3-19，最后输出程序保存。

图3-18坐标系选择图3-19加工路径轨迹图3.5铣削轴孔创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-20绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-21用体积块-3轴加工，点击完成。

图3-20工件模型图3-21NC加工依然选择Φ20的平铣刀，如图3-22，在弹出的编辑序列参数窗口中打开之前设置的参数，结果如图3-23，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。

图3-22 刀具参数图3-23 加工工艺参数图3-24 图3-25 孔加工轨迹3.6铣削两个通孔创建需要去除的工件模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用拉伸的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-26绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-27用腔槽加工-3轴加工，点击完成。

图3-26 需要加工去除的模型图3-27加工方式由于孔的直径为Φ9，因此采用Φ8的平底铣刀，如图3-28，在弹出的编辑序列参数窗口中输入如图设置的参数，结果如图3-29，最后选择需要加工的曲面，采用挖槽的方法加工。

图3-28 刀具参数图3-29加工工艺参数按钮，显示加工轨迹如图3-31，另一个Φ9孔加工方法一样。

图3-30演示轨迹图3-31孔的加工刀具轨迹图3.7加工底板上的沉头孔先创建需要铣削的模型，选择制造模型-创建-工件-输入名称-实体-伸出项，用旋转的方法绘制需要加工去除的模型，结果如图3-32绿色部分，然后选择加工-NC序列，如图3-33用腔槽加工-3轴加工，如图3-34，点击完成。