【正文】 定制原則 結(jié)合模型本身的特點，制定合理的加工工藝路線，并進行簡單地夾具設(shè)計。按照自動編程前制定的工藝路線，選擇合理的粗加工、 精加工切削方法，生成各個工序的刀位文件。并通過新建的后置處理器歲刀位文件進行后置處理，得到適合機床的 G代碼文件。構(gòu)建數(shù)控銑床的虛擬加工環(huán)境。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 3 第二章 零件的結(jié)構(gòu)與加工工藝分析 產(chǎn)品的工藝規(guī)劃和模型的建立是虛擬加工技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對虛擬加工的質(zhì)量具有非常重要的作用。 幾何建模方法綜述 CAD 三維建模技術(shù)至今已經(jīng)經(jīng)歷了線框建模、表面模型、實體模型方法，以及正在發(fā)展中的特征建模 、參數(shù)建模 方法。 表面模型 是指用有序連接的棱邊圍成的有限區(qū)域來定義立體的表面，再由表面的集合來定義立體所得到的三維模 型。 實體造型技術(shù)與線框造型相比，實體造型實體存在側(cè)的明確定義，給出了表面間的相互關(guān)系等拓撲關(guān)系等信息，因而能夠精確表達零件的全部屬性，有助于統(tǒng)一 CAD\CAM\CAE 的模型表達，在設(shè)計和加工上可以減少數(shù)據(jù)的損失，保持數(shù)據(jù)的完整性。特征建模著眼于產(chǎn)品功能和生產(chǎn)信息管理，服務(wù)于集成信息模型。引用的特征直接體現(xiàn)出設(shè)計意圖，更易為人理解，便于組織生產(chǎn)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 4 加工對象及工藝分析介紹 圖 21 零件圖 分析零件圖 21 可知： ， 整體結(jié)構(gòu)可拆分為兩 階 凸臺、一底板、一凸緣，最大高度尺寸 ,最大長度尺寸 ，壁厚最薄處 。其中 直徑 為 的 最大的 兩個大孔 位于不平行的兩個 面上， 兩個大孔的周圍 都有呈矩形陣列的四個螺紋盲孔 。零件底板上六個光孔以一定的尺寸分布在兩階凸臺的周圍。 除去有特殊設(shè)有螺紋盲孔與凸緣的位置，型腔與外輪廓間壁厚均勻。第一次裝夾完成型腔 、所有通孔、所有螺紋盲孔、底板下平面及其外輪廓、凸緣的加工，第二次裝夾完成零件頂部平面及外形輪廓加工。一方面根據(jù)提取的零件參數(shù)，繪制零件的幾何模型，分析零件的加工工藝，選擇合適的數(shù)控編程模塊生成加工刀位數(shù)據(jù)西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 5 文件，再經(jīng)過后置處理自動生成適合特定機床的數(shù)控程序；另一方面構(gòu)建虛擬加工環(huán)境，以生成的數(shù)控程序或刀位文件為驅(qū)動，動態(tài)仿真零件加工的整個過程，檢查加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉等問題，并對加工質(zhì)量進行評估。 圖 22 虛擬加工流程圖 創(chuàng)建零件模型 加工工藝分析 零件操作定義 設(shè)置加工參數(shù) 生成數(shù)控刀路 檢驗數(shù)控刀路 生成數(shù)控程序 加工工藝分析 零件操作定義 設(shè)置加工參數(shù) 生成數(shù)控刀路 檢驗數(shù)控刀路 驅(qū)動機床 加工仿真 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 6 第三章 基于 CATIA 的零件三維實體造型 建模軟件介紹 CATIA 是法國達索飛機公司在 70 年代開發(fā)的高檔 CAD/CAM 軟件，是世界上一種主流的 CAD/CAE/CAM 一體化軟件。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中 、小型企業(yè)需要。 CATIA V5 是圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進行系統(tǒng)設(shè)計的解決方案，可謂數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產(chǎn)品整個開發(fā)過程的工作環(huán)境。 建立三維模型 CATIA V5，創(chuàng)建建模文件 “” xy 平面作為草繪平面 如圖 32，單擊 草圖 圖標進入草圖環(huán)境。如圖 32 所示 圖 32 零件底板草圖 退出工作臺圖標退出草圖編輯回到零件設(shè)計工作臺。如圖 33 所示 圖 33 拉伸 特征生成圖 選擇如圖 33 所示的底板平面作為草繪平面， 進入草圖環(huán)境。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 8 圖 34 二階凸臺草圖繪制 退出草圖編輯回到零件設(shè)計工作臺。如圖 35 所示 圖 35 凸臺 拉伸特征生成圖 35 凸臺的頂面為草圖平面 單擊草圖圖標 進入草圖環(huán)境，選中土臺輪廓 單擊投影命令按鈕 引用凸臺輪廓，對 引用的 凸臺輪廓進行修改完成較高一階凸臺草圖繪制，單擊 退出草圖工作臺。如圖 36 所示 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 9 圖 36 凸臺拉伸特征生成圖 選擇零件底板底面為草繪平面 擊草圖圖標進入草圖環(huán)境， 繪制草圖，如圖 37 所示。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 10 圖 38 凹槽特征生成圖 10 的操作相似的操作 完成型腔的造型。在平面類型下拉列表中選擇 “偏移平面 ”，在偏移文本框中輸入 ,單擊確定完成草會平面的建立。 圖 311 建立孔特征 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 11 34 所示草圖 后單擊 旋轉(zhuǎn)槽 圖標 ，彈出旋轉(zhuǎn)槽對話框，在 旋轉(zhuǎn)槽 對話框的 第一角度 文本框中輸入 360，在 第二角度文本框中輸入 0，如 圖 311所示，單擊確定按鈕，孔特征建立完成。完成草圖后單擊凸臺指令 ，彈出凸臺對話框，選中草圖并在凸臺 對話框單擊 “更多 ”按鈕，在第二 限制對話框 中的 “類型 ”文本框中 選擇 “直到平面 ”，如圖 314，選中凸臺側(cè)面單擊確定。 圖 322 建立凸緣圓弧輪廓 草圖， 完成草圖后單擊 旋轉(zhuǎn)槽指令 ，彈出旋轉(zhuǎn)槽對話框，選中草圖并在旋轉(zhuǎn)槽對話框的 “第一角度 ”文本框中輸入 360，在 “第二角度 ”文本框 中輸入 0， 單擊確定， 如圖 323 所示。 在 “半徑 ”文本框中輸入 ，用鼠標選中需要倒角的邊線如圖 325，單擊確定 。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 13 圖 324 倒圓角定義 圖 325 生成圓角特 單擊孔命令按鈕 彈出定義孔 窗口，如圖 326， 選擇選擇螺紋盲孔 所在平面， 單擊 “螺紋定義 ”選項卡，在 “類型 ”下拉列表 選擇 “尺寸 ”，在螺紋直徑文本框中輸入 ,在 “孔直徑 ”文本框中輸入 ,在 “螺紋深度 ”文本框中輸入 5mm,在孔深度文本框中輸入 ，在螺距文本框中輸入， 選擇延伸選項卡，如圖 327 ，單擊定位草圖按鈕，進入草繪界面，定義如圖 328 的點 。 圖 326 螺紋定義選項卡 圖 327 延伸選項卡 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 14 圖 328 定義點 圖 329 構(gòu)造完成的孔 ，在第一方向選項卡參數(shù) “參數(shù) ”下拉列表中選擇 “實例和間距 ”，在間距文本框中輸入 ，實例文本框輸入 2，參考元素從模型上選取凸臺 .4/邊線 .1，從模型上選取要陣 列的孔為陣列對象，如圖 330。 構(gòu)造出零件上的 5 個 45 度倒角，如圖 334 ，輔助平面等特征，得到最終零件三維模型如圖 335 所示 圖 335 建模完成 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 16 第四章 實體加工仿真 建立 CATIA 產(chǎn)品文件 Product 1 【開始】︱【機械設(shè)計】 |【裝配設(shè)計】，進入裝配設(shè)計界面 ，單擊【插入】 → 【現(xiàn)有部件】，在彈出的對話框中選擇 Part 和，毛坯和零件體被導(dǎo)入裝配界面如圖 41。 右擊特征樹上的偏移約束選擇【更新】命令，零件和毛坯裝配在一起，如圖 42 所示 圖 42 裝配 完成 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 17 ，文件名為 。 圖 43 加工工作臺 Process 1 零件操作定義 零件操作定義主要包括選擇加工的數(shù)控機床、創(chuàng)建加工坐標系、確定加工零件的毛坯及加工的目標零件等內(nèi)容。單擊選擇零件 按鈕 ，在圖 45 所示的 特征樹中 選取 “Part1”結(jié)點，單擊選擇毛坯 按鈕 ，在圖 45 所示的特征樹中選取 “Part2”結(jié)點 。 圖 46 加工編輯器 3. 單擊參考加工軸系 按鈕 ，彈出如圖 47 所示的對話框，分別點擊對話框中的原點、基準軸、基準面感應(yīng)區(qū)與 Part 1 中相應(yīng)元素使得原點、基準軸、基準面感應(yīng)區(qū)有紅色變?yōu)榫G色，加工坐標系定義完成 。 圖 48 面銑 圖 49 感應(yīng)區(qū)域 “刀具路徑參數(shù)選項卡 ”如圖 49， 分別選擇零件的 “底面感應(yīng)區(qū) ”和 “側(cè)面感應(yīng)區(qū) ”如圖 410 所示 。 “進給 /退刀路徑 ”選項卡如圖， 啟動 “進刀 ”、 “退刀 ”，設(shè)置進退刀路徑 。模擬結(jié)果如圖 414. 圖 414 刀路模擬結(jié)果 指令 按鈕 ，彈出 “槽銑 ”對話框，如圖 415 所示，設(shè)置加工、徑向、軸向、精加工參數(shù)。 選項卡 ，設(shè)置刀具參數(shù)。 按鈕 ，顯示刀具路徑如圖 417，進行道路模擬。 圖 420 曲線銑削 /刀具參數(shù) 圖 421 幾何參數(shù)選項 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 22 刀具路徑參數(shù)選項卡 如圖 421， 單擊引導(dǎo)曲線感應(yīng)區(qū)，選擇422 圖中所示曲線 。 進給 /退刀路徑 選項卡 如圖，啟動 “進刀 ”、 “退刀 ”，設(shè)置進退刀路徑。模擬結(jié)果如圖 423. 圖 423 刀軌模擬 圖 424 第二個倒角模擬 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 23 銑操作銑出第二個 倒角 ，如圖 424. 指令 ，彈出 “鉆孔 ”對話框，如圖 425 所示，設(shè)置進刀安全距離為 1mm。 圖 427 刀具參數(shù)選項卡 圖 428 刀具軌跡 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 24 選項卡 ，設(shè) 置刀具參數(shù)。 按鈕 ，顯示刀具路徑如圖 428，進行道路模擬。 圖 430 定義切削路徑 圖 431 定義感應(yīng)區(qū)域 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 25 幾何 參數(shù)選項卡 ， 如圖 431，分別選擇零件的 “底面感應(yīng)區(qū) ”、“頂面感應(yīng)區(qū) ”和 “側(cè)面感應(yīng)區(qū) ”如圖 432。 進給 /退刀路徑 選項卡 如圖，啟動 “進刀 ”、 “退刀 ”，設(shè)置進退刀 。模擬結(jié)果如圖 434. 圖 434 刀具路徑模擬 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 26 指令 ，單擊加工中選項卡， 設(shè)置加工模式為 “以區(qū)域 ”和 “外部零件和減重槽 ”，設(shè)置刀具路徑形式為 “螺旋的 ”，加工精度設(shè)為 、徑向、軸向參數(shù)，設(shè)置零件預(yù)留 1mm， 軸向最大切深設(shè)為 2mm,底部預(yù)留量設(shè)為 1mm,如圖 435。 “刀具參數(shù) ”選項卡，設(shè)置刀具參數(shù)。 “播放刀具路徑 ”按鈕，顯示刀具路徑如圖 437，進行道路模擬。 設(shè)置刀具參數(shù) 、感應(yīng)區(qū)域及進退道路。 圖 440 定義渦旋銑削 圖 441a 渦旋銑削刀路 圖 441b 渦旋銑削刀路 1 單擊 按鈕，彈出輪廓銑削定義窗口。單擊 選項卡，定義圓孔感應(yīng)區(qū)域 ，單擊 設(shè)置刀具參數(shù)。單擊 選項卡，設(shè)置切削方向為順銑，設(shè)置加工精度為 ,徑向路徑間的距離設(shè)為,路徑數(shù)為 2，軸向 “模式 ”選擇 “切削層數(shù)目 ”，層數(shù)設(shè)為 3。刀具路徑如圖 442cd 所示 圖 442 c 銑削刀