【正文】 然地緊密結(jié)合起來，形成 CAD/CAM系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)階段可利用公共數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，即通過公共數(shù)據(jù)庫將設(shè)計(jì)和制造過程緊密地聯(lián)系為一個(gè)整體。 CAD/CAM 大大縮短了產(chǎn) 品的制造周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。波音 777新一代大型客機(jī)以 4 年半的周期研制成 功，采用的新結(jié)構(gòu)、新發(fā)動(dòng)機(jī)、新的電傳操縱等都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)。媒介宣傳中稱之為 無紙?jiān)O(shè)計(jì) ，而波音公司本身認(rèn)為，這主要應(yīng)歸功于 CAD/CAM 設(shè)計(jì)制造一體化。 了解系統(tǒng)的功能框架 對(duì)于 CAD/CAM數(shù)控系統(tǒng)首先應(yīng)了解其總體功能框架，包括造型設(shè)計(jì)、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2二維工程繪圖、裝配、模具設(shè)計(jì)、制造，等能模塊，以及每一個(gè)功能模塊所包含的內(nèi)容，特別應(yīng)關(guān)注造型設(shè)計(jì)中的草圖設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、實(shí)體造型以及特征造型的功能，因?yàn)檫@些是數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)。 （ 2）可編程的坐標(biāo)數(shù)：點(diǎn)位、二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)以及五坐標(biāo)。 （ 4）是否具備刀具軌跡的編輯功能，有哪些編輯手段，如刀具軌跡變換、裁剪、修正、刪除、轉(zhuǎn)置、勻化 (刀位點(diǎn)加密、濃縮和篩選 )、分割及連接等。 （ 6）熟悉系統(tǒng)的用戶界面及輸入方式， 系統(tǒng)是在圖形交互方式下工作，還是在命令交互方式下工作；系統(tǒng)是否具備批處理能力等。在實(shí)際編程時(shí)，往往還要構(gòu)造一些中間文件，如零件模型 (或加工單元 )文件、工作過程文件 (日志文件 )、幾何元素 (曲線、曲面 )文件、刀具文件、刀位文件、數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)文件等，應(yīng)該熟悉系統(tǒng)對(duì)這些文件的管理方式它及它們之間的關(guān)系。這一步驟的內(nèi)容是：確定待加工表面及其約束面，并對(duì)其幾何定義進(jìn)行分析，必要的時(shí)候需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的預(yù)處理，要求所有幾何元素的定義具有唯一性。 確定編程原點(diǎn)及編程坐標(biāo)系 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3一般根據(jù)零件的基準(zhǔn)面 (或孔 )的 位置以及待加工表面及毛坯上選擇一個(gè)合適的編程原點(diǎn)及編程坐標(biāo)系 (也稱為工件坐標(biāo)系） 三、對(duì)待加工表面及其約束面進(jìn)行幾何造型 這是上機(jī)編程的第一步。 四、選擇合理的刀具 一般來說，可根據(jù)加工方法和加工表面及其約束面的幾何形態(tài)選擇合適的刀具類型及刀具尺寸。這是因?yàn)椋瑢?duì)于一些復(fù)雜曲 面零件的加工，希望所選擇的刀具加工效率高，同時(shí)又希望所選擇的刀具符合加工表面的要求，且不與非加工表面發(fā)生干涉或碰撞。 五、刀具軌跡生成及刀具軌跡編輯 對(duì)于 CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)來說．一般可在所定義加工表面及其約束面 (或加工單元 )上確定其外法向矢量方向，并選擇一種走刀方式，根據(jù)所選擇的刀具 (或定義的刀具 )和加工參數(shù)，系統(tǒng)將 自動(dòng)生成所需的刀具軌跡。當(dāng)然，對(duì)于某一加工方式來說，只要求其個(gè)的部分加工參數(shù)。 刀具軌跡生成以后，如果系統(tǒng)具備刀具軌跡顯示及交互編輯功能，則可以將刀具軌跡顯示出來加果有不太合適的地方，可以在人工交互方式下對(duì)刀具軌跡進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嬇c修改。 值得說明的是，刀位驗(yàn)證大量用到曲面求交算法，計(jì)算時(shí)間比較長，最好是在批處理方式下進(jìn)行，檢驗(yàn)結(jié)果存放在刀位驗(yàn)證文件之中，供分析和圖形顯示用。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4第 2 章 基于 UG 的三維造型設(shè)計(jì) 幾何造型技術(shù) 幾何造型是指將點(diǎn)、線、面、體等幾何元素，經(jīng)過平移、旋轉(zhuǎn)等幾何變換和并、交、差等集合運(yùn)算，產(chǎn)生實(shí)體造型。各種機(jī)械設(shè)計(jì)均可采用幾何造型技術(shù)建立計(jì)算機(jī)模型，在汽車車身、輪船船體及飛機(jī)機(jī)身等設(shè)計(jì)中不僅可以代替實(shí)物模型的制作，而且可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)省人力、物力。 一、參數(shù)化造型技術(shù) 早期的 CAD系統(tǒng)是利用固定的尺寸值來定義幾何元素，輸入的每一條線都是確定的位置，但不包括產(chǎn)品圖形內(nèi)在的尺寸約束、拓?fù)浼s束及工程約束（如應(yīng)力、性能約束等）。這不僅使設(shè)計(jì)人員投入相當(dāng)?shù)木τ糜谥貜?fù)勞動(dòng)，而且這種重復(fù)勞 動(dòng)的結(jié)果并不能反映設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的本質(zhì)構(gòu)思和意圖。對(duì)于定型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，需要形成系列，以便針對(duì)生產(chǎn)特點(diǎn)和應(yīng)用需求提供不同型號(hào)規(guī)格的產(chǎn)品。 參數(shù)化造型是先建立圖形與尺寸參數(shù)之間的約束關(guān)系，然后使用約束來定義和修改幾何模型。實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一組參數(shù)與這些約束保持一定的關(guān)系，初始設(shè)計(jì)的實(shí)體自然要滿足這些約束，而 當(dāng)輸入新的參數(shù)值時(shí)，也將保持這些約束關(guān)系并獲得一個(gè)新的造型。設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。 尺寸驅(qū)動(dòng)的幾何模型由幾何元素、尺寸約束和拓?fù)浼s束三部分組成。 二、變量化造型技術(shù) 參數(shù)化造型技術(shù)具有基于特征、全尺寸約束、尺寸驅(qū)動(dòng)幾何形狀修改、全數(shù)據(jù)相關(guān)的特點(diǎn)，全尺寸約束既不能漏注尺寸（欠約束）又不能多注尺寸（過約束），全數(shù)據(jù)相關(guān)指一個(gè)參數(shù)的修改導(dǎo)致其它相關(guān)尺寸全部更新。變量化造型將幾何約束中的尺寸約束和拓?fù)浼s束分開處理，不苛求全約束，并增加了工程約束。這種對(duì)思維的苛刻束縛帶來了相當(dāng)?shù)母弊饔茫簺Q不允許欠尺寸約束；零件截面形狀復(fù)雜時(shí)，滿屏幕的尺寸讓人無從下手；只有尺寸驅(qū)動(dòng)一種修改手段，不知哪個(gè)尺寸會(huì)朝著令設(shè)計(jì)者滿意的方向發(fā)展；若給出一個(gè)極不合理的尺寸參數(shù)，發(fā)生特征之間的干涉，會(huì)引起拓?fù)潢P(guān)系的改變。 實(shí)體造型技術(shù)是 20世紀(jì) 70年代后期、 80年代初期逐步發(fā)展完善并推向市場的。實(shí)體造型主要包括兩部分內(nèi)容，即體素的定義和描述、體素之間的布爾運(yùn)算（交、并、差）。 目前的許多 CAD/CAM 軟件都是一種基于特征的實(shí)體造型工具。構(gòu)造三維實(shí)體模型的過程稱為特征造型，造型的結(jié)果稱為幾何造型。 特征的概念很廣，在此僅限于討論幾何特征，特征指可以用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)體模型，其滿足下列條件： （ 1）是一個(gè)實(shí)體或零件中的具體構(gòu) 成之一。 （ 3）具有工程上的意義（即與加工方法的一定對(duì)應(yīng)關(guān)系）。 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6 結(jié)構(gòu)形狀分析與造型思路 一、零件結(jié)構(gòu)形狀分析 圖 ： 圖 零件的工程圖 面② 面③ 面④ 面① ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 7二、造型思路 由工程圖可知這個(gè)零件的毛坯是 1個(gè)φ 120x38mm的圓柱體，其他部分的型腔可以用先建立草圖，然后拉伸特征體的方式來建立，其他部分，我們可以利用孔特征，螺紋特征，以及曲面特征等來建立。 無 2 創(chuàng)建圓柱體 點(diǎn)擊工具條上的插入→設(shè)計(jì)特征→圓柱體。 10 創(chuàng)建背面的型腔 圖標(biāo)進(jìn)入草圖繪制環(huán)境 ,在出現(xiàn)的工具條中選擇 圖標(biāo) ,再選擇 圖標(biāo) .按工程圖紙要求草圖 .繪制完成后按 圖標(biāo) ,完成草圖繪制操作 . 圖封閉曲線進(jìn)行拉伸 .具體操作為點(diǎn)擊 拉伸圖標(biāo) , 在中輸入拉伸高度 ,點(diǎn)擊反向，點(diǎn)擊 圖標(biāo) ,完成拉伸操作。 創(chuàng)建孔特征，直徑分別為 16mm， ，深度分別為 20mm，15mm， 15mm 創(chuàng)建圓環(huán)特征 創(chuàng)建基準(zhǔn)面，并以該基準(zhǔn)面作為道具，修建工件，并創(chuàng)建鏡像體 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1113 創(chuàng)建曲面 在接下來的操作中對(duì)繪制好的草圖封閉曲線進(jìn)行拉伸 .具體操作為點(diǎn)擊 拉伸圖標(biāo) , 在中輸入拉伸高度 ,點(diǎn)擊反向，點(diǎn)擊 圖標(biāo) ,完成拉伸操作。 創(chuàng)建如圖所示的片體 以上述片體修改工件 第 3 章 輪盤的數(shù)控仿真加工 工藝方案分析 加工工藝分 析主要包括以下幾方面： ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 12 1)選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。 3)設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。 4)調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。 5)分配數(shù)控加工中的容差。 無 9 銑型腔 創(chuàng) 建型腔銑，刀具為φ 10mm的立銑刀 續(xù)表： 步驟 操作 內(nèi)容 截圖 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1610 鉆孔以及擴(kuò)孔 創(chuàng)建鉆孔操作，鉆頭為φ 6mm 創(chuàng)建擴(kuò)孔操作，鉸刀為φ 11 粗銑曲面 創(chuàng)建剩余銑操作，刀具為φ 10mm 12 精銑曲面 創(chuàng)建區(qū)域銑操作，刀具為φ 10mm 13 建立新的坐標(biāo)系及 WORKPIECE 以工件的左側(cè)平面為基準(zhǔn)面建立新的坐標(biāo)系， WORKPIECE 沿用上面的 無 14 鉆孔以及擴(kuò)孔 創(chuàng)建 2個(gè)鉆孔操作，刀具分別為直徑為 30mm， 20mm 創(chuàng)建擴(kuò)孔操作，刀具為φ 32mm和 Φ 22mm 15 建立新的坐標(biāo)系及 WORKPIECE 以工件的右側(cè)平面為基準(zhǔn)面建立新的坐標(biāo)系， WORKPIECE 沿用上面的 無 續(xù)表： 步驟 操作 內(nèi)容 截圖 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1716 粗銑輪廓及型腔 創(chuàng)建剩余銑操作，刀具為φ 5mm 17 精銑輪廓及型腔 創(chuàng)建區(qū)域銑操作，刀具為φ 1mm 18 鉆孔以及擴(kuò)孔 創(chuàng)建鉆孔操作，鉆頭為φ 6mm 創(chuàng)建擴(kuò)孔操作，鉸刀為φ 生成 NC 文件 在導(dǎo)航欄右擊 WORKPIECE，選擇后