【文章內容簡介】 火箭模型組合件造型及數控加工 第 8 頁 共 78 頁 3 火箭模型組合件 的三維 造型 火箭外部結構由衛(wèi)星整流罩，一子級，二子級，三子級，底座和助推器組成，本設計參照“長征三號甲”火箭，以 1:100 的比例對火箭外形進行三維造型。 造型過程使用 Solid Works軟件進行， SolidWorks軟件是世界上第一個基于 Windows開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合 CAD 技術的發(fā)展潮流和趨勢， SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD/CAM 產業(yè)中獲利最高的公司。良好的 財務狀況和用戶支持使得SolidWorks 每年都有數十乃至數百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽 ， SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設計師 大大縮短了設計時間，產品快速、高效地投向了市場。 Solidworks軟件功能強大，組件繁多。功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點，使得 SolidWorks 成為領先 的、主流的三維 CAD 解決方案。 SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。 SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。 整流罩建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 。系統(tǒng)彈出新建文檔對話框。單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選 擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、“橢圓”等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài)。單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 6） 選擇特征功能。選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”生成實體，如圖 31所示。 華北科技學院畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁 共 78 頁 圖 31 旋轉實體 （ 7） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕 進入草圖繪制界面，建立草圖 2。 （ 8） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、“橢圓”等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉切除特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”切除實體，如圖 32所示。 圖 32 旋轉切除 （ 11） 進入草圖狀態(tài)，選擇左視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面，建立草圖 3。 （ 12） 繪制圓弧，以圓弧為基點繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 13） 退出草圖狀態(tài)。單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 14） 選擇特征功能。選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出掃描切除特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點擊“確定”切除實體 ，如圖33所示。 火箭模型組合件造型及數控加工 第 10 頁 共 78 頁 圖 33 掃描切除 （ 15） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“整流罩”單擊“保存”按鈕保存文件。 一子級建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對話框。單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退 出草圖繪制狀態(tài)。 （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄 ， 選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”生成實體，如圖 34所示。 圖 34 旋轉實體 （ 7） 進入草圖狀態(tài)，選擇 左 視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 ，建立草圖 2。 華北科技學院畢業(yè)論文（設計） 第 11 頁 共 78 頁 （ 8） 繪制圓弧，以圓弧為基點繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“ 掃 描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出 掃描切除特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除 ，點擊“確定” 切除 實體 ，如圖35所示。 圖 35 掃描切除 （ 11） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“ 一子級 ”單擊“保存”按鈕保存文件。 二子級建模 先作出輪廓的截面曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑 ， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對 話框 ， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài)。單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 火箭模型組合件造型及數控加工 第 12 頁 共 78 頁 （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確 定”生成實體，如圖 36所示。 圖 36 旋轉實體 （ 7） 進入草 圖狀態(tài)，選擇左視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面，建立草圖 2. （ 8） 繪制圓弧，以圓弧為基點繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 9） 退出草圖狀態(tài)， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 10） 選擇特征功能， 選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出掃描切除特征欄， 選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點擊“確定”切除實體，如圖37所示。 圖 37 掃描切除 （ 11） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件 ”→“保存”輸入文件名“二子級”單擊“保存”按鈕保存文件。 三子級建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對話框 ， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 華北科技學院畢業(yè)論文（設計） 第 13 頁 共 78 頁 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命 令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”生成實體，如圖 38所示。 圖 38 旋轉實體 （ 7） 進入草圖狀態(tài)，選擇左視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面，建立草圖 2。 （ 8） 繪制圓弧，以圓弧為基點繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上 的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，彈出掃描切除特征欄。選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點擊“確定”切除實體如圖 39所示。 圖 39 掃描切除 （ 11） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“三子級”單擊“保存”按鈕保存文件。 底座建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟 件 。 火箭模型組合件造型及數控加工 第 14 頁 共 78 頁 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ，系統(tǒng)彈出新建文檔對話框， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài)， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 6） 選擇 特征功能， 選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”生成 實體，如圖 310 所示。 圖 310 旋轉實體 （ 7） 進入草圖狀態(tài)，選擇左視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面，建立草圖 2。 （ 8） 繪制圓弧，以圓弧為基點繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇 “掃描切除 /基體”，彈出掃描切除特征欄， 選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點擊“確定”切除實體，如圖 311 所示。 圖 311 掃描切除 華北科技學院畢業(yè)論文（設計） 第 15 頁 共 78 頁 （ 11）選擇實體倒角按鈕進行倒角。 （ 12） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“底座”單擊“保存”按鈕保存文件。 助推器建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ，系統(tǒng)彈出新建文檔對話框， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個零件文件。 （ 3） 進入草圖狀態(tài)，選擇前視基準面為繪圖平面，點擊“繪制草圖”按鈕進入草圖繪制界面 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關系命令使各段圓弧光滑。 （ 5） 退出草圖狀態(tài)， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 6） 選擇特征功能， 選擇主菜單上“旋轉凸臺 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉實體特征欄， 選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉中心，點擊“確定”生成實體 ，如圖 312 所示。 圖 311 旋轉實體 （ 7） 完成實體造型各個特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“助推器”單擊“保存”按鈕保存文件。 組合 體 建模 裝配 體是將各個零件組裝在一起，此火箭模型共由 9個零部件組成，具體過程如下： （ 1） 文件 新建 裝配體 插入零配件 選擇整流帽為固定零件插入 。 （ 2） 插入零配件 選擇一子級 選擇同軸和共面配合 。 （ 3） 一次選擇其余零件進行配合，最后選擇助推器，進行圓周陣列，裝配圖完成 ，火箭模型組合件造型及數控加工 第 16 頁 共 78 頁 如圖 312所示。 圖 312 裝配過程 圖 313 裝配體 （ 4） 裝配完成 （如圖 313 裝配體） ，保存文件。 華北科技學院畢業(yè)論文（設計） 第 17 頁 共 78 頁 4 圖紙繪制與工藝分析 CAD 繪制零件圖紙 AutoCAD 是美國 Autodesk 公司在 1982 年開 發(fā)的用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維 設計自動計算機輔助設計軟件，現已經成為國際上廣為流行的繪圖工 。 應用領域 ， 工程制圖：建筑工程、裝飾設計 、 環(huán)境藝術設計 、水電工程、土木施工等等 。 工業(yè)制圖：精密零件、模具、設備等。軟件 具有完善的