可乐瓶底的三维造型和数控仿真加工设计说明书毕业论文

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1、第一章 使用软件及产品零件介绍1.1 CAD/CAM 制造的现代化随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，原来依靠主模型和绘制图 形 制造物体模具的传统方法也逐步由 CAD/CAM 终端将数字描述物体形状转 为加工轨迹的方法所取代。用电话线路遥控加工过程则又将模具制造科学 化的水平推向一个新高度。 回顾以前，在加工物体时，必须绘制相近的蓝图和冲件精确尺寸制造的主 模型。可以说模型是设计和制造模具的母型。再用铸造方法制造模具时， 首先必须置备物体的样件。按照一定比例制成的模型称之为“靠模” ，常被 用作仿形加工中的母型，或作为现实铣床加工轨迹的辅助模型。仿形铣床 上的靠模指沿靠模轮廓形状移动，铣刀

2、则按照靠模指的移动对模具材料进 行铣削加工，仿出所需的模具型腔。现在的加工方法的作用发生了根本性 的变化。由客户所提供的 CAD 数据生成铣刀的切削加工轨迹，自动缴纳高 出物体的冲压模具和进行塑料板材模压成型和型腔模具。虽然用这种新工 艺能比以往方法更精确地加工出模具的两对合面，但对于压型还要进行试 膜，并对试样进行 在这次设计中我选择的是 CAXA 制造工程师软件，它是国内自主版权 加工软件的代表，是北航海尔软件公司及北京航空航天大学科技实力的具 体体现，是取代国外软件的最佳选择。 随着全球制造业向中国的转移，以及我国加入 WTO，企业面临的将是 一个全球化的市场与竞争。为了能在激烈的国际竞

3、争中赢得先机，您需要 一个能适应中国国情，而且能与国际先进技术接轨的创新三维设计软件， 这就是 CAXA 制造工程师。CAXA 多年来在 CAD/CAM 领域的经验积累及 对国内五万家用户的了解相结合，使企业参与国际化竞争的必备工具。突 出表现在微机运行环境，全中文界面，功能菜单高度集成，使用大众化， 例如 CAXA 电子图版即源于 CAXA 制造工程师的技术；齐全的加工类型， 满足国内现用的进口，国产各类数控机床，适应不同的加工指令代码；精 确的曲面造型功能和齐全的曲合类型、高效的曲面编辑功能；直观的真实 加工模拟功能灵活设置加工参数及对到轨迹的编程功能。选取机床类型自动生成缴纳高程序； 实

4、现在线加工，克服了长程序分段加工的麻烦；利用 DXF 和 IGES 格式文件， 可接受其他 CAD/CAM 软件的设计结果，保护了用户投资，便于进行对外 生产技术协作；全面的技术服务支持。从实践看，CAXA 制造工程师是微阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 2 页 机上的加工软件，但它不是低水平的代名词，它代表一种发展潮流，一种 蓬勃活力，其功能丝毫不亚于国外的知名的工作站及软件。它的性能定位 是满足企业对 CAD/CAM，技术的使用要求，它既是于大多大型国家骨干 企业也是与小型国有、乡镇企业，即适于工作站及老用户实现向微机过渡， 也更适于众多新用

5、户使用。 CAXA 制造工程师使实体设计跨越了传统参数化造型在复杂性方面受 到的限制，不论是经验丰富的专业人员，还是刚接触 CAXA 制造工程师的 初学者，CAXA 制造工程师都能为您提供便利的操作。其采用鼠标拖放式 全真三维操作环境，具有无可比拟的运行速度、灵活性和强大功能，使您 的设计更快，并获得更高的交互性能。CAXA 制造工程师支持网络环境下 的协同设计，可以与 CAXA 协同管理或者其它主流 CPC/PLM 软件集成工作。 利用 CAXA 制造工程师，人人都能够更快地从事创新设计。 CAXA 制造工程师软件的功能特点： 1、 特征实体造型； 2、 NURBS 自由曲面造型； 3、 两

6、轴到五轴的数控加工； 4、 三轴加工方式； 5、 四轴到五轴加工方式（可选配置） ； 6、 支持高速加工； 7、 参数化轨迹编辑和轨迹批处理； 8、 生成加工工序单； 9、 通用后置处理； 10、最新技术的知识加工； 操作系统：Microsoft Windows 2000/XP 最小配置：256MB 内存，700MHz 以上 CPU，2GB 以上磁盘空间， 32MB 图形卡。 基本配置：512MB 内存，1.6GHz 以上 CPU，ATI FireGL T2-64 或 nVidia Quadro FX 500 图形卡（在文件小于 10MB 时适用） 。 推荐配置：1.5GB 以上内存，2.4G

7、Hz Intel Pentium 4 以上 (最好 Xeon) 中档工作站， （在文件小于 30MB40MB 时适用） 。ATI FireGL X1-128 或 nVidia Quadro FX 2000 高档配置：4GB 内存，3.2GHz Intel Pentium 4 Xeon 多 CPU 工作站。 ATI FireGL X2-256nVidia Quadro FX 3000 图形卡。阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 3 页 1.2 二维图加工尺寸说明分析本课题的已知条件：如图 1-1 可乐瓶底的曲面造型图图图 1-11-1 可乐瓶底曲面造

8、型的二维图可乐瓶底曲面造型的二维图这张图纸是一个可乐瓶底曲面图，它是在一个长 42.5，宽 37 的矩形， 经过 X 轴和 Y 轴的偏移、裁剪、删除，再根据有效的尺寸进行画圆操作， 修改到要求的尺寸，最后经过平面镜像、曲线组合、阵列、网格面等命令 做成。第二章 可乐瓶的三维造型2.1 造型图可乐瓶的三维造型图如图 2-1 所示。阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 4 页 图图 2-12-1 可乐瓶底曲面造型、凹模型腔造型和凸模造型可乐瓶底曲面造型、凹模型腔造型和凸模造型2.2 造型方案可乐瓶底的曲面造型比较复杂，它有五个完全相同的部分。用实体造 型

9、不能完成，所以利用 CAXA 制造工程师强大的曲面造型功能中的网格面 来实现。其实我们只要做出一个突起的两根截面线和一个凹进的一根截面 线，然后进行圆形阵列就可以得到其他几个突起和凹进的所有截面线。然 后使用网格面功能生成五个相同部分的曲面。可乐瓶底的最下面的平面我 们使用直纹面中的点曲线方式来做，这样做的好处是在做加工时两张面 （直纹面和网格面）可以一同用参数线加工。最后以瓶底的上口为准，构 造一个立方体实体，然后用可乐瓶底的两张面把不需要的部分裁剪掉，就 可以得到我们要求的凹模型腔。2.3 造型步骤打开 CAXA 制造工程师软件，如图 2-2 所示。2.3.1 绘制截面线1、按下“F7”键

10、将绘图平面切换到 XOZ 平面。阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 5 页 图图 2-22-2 CAXA 工程师软件的界面工程师软件的界面2、单击曲线工具中的“矩形”按钮，在界面左侧的立即菜单中选择“中心_长_宽”方式，输入长度 42.5，宽度 37，光标拾取到坐标原点，绘制一个 42.537 的矩形，结果如图 2-3 所示。图图 2-32-3 绘制矩形绘制矩形阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 6 页 3、 单击几何变换工具栏中的“平移”按钮，在立即菜单中输入DX21.25，DZ-18.5，然后拾取矩

11、形的四条边，单击鼠标右键确认，将矩形的左上角平移到原点（0,0,0） ，结果如图 2-4 所示。2-42-4 平移后矩形道原点平移后矩形道原点4、单击曲线工具栏中的“等距线”按钮，在立即菜单中输入距离 3，拾取矩形的最上面一条边，选择向下箭头为等距方向，生成距离为 3 的等距线，结果如图所示 2-5 所示。图图 2-5 绘制等距线绘制等距线5、相同的等距方法，生成如图所示尺寸标注的各个等距线，结果如图 2-6所示。图图 2-62-6 绘制各等距线绘制各等距线阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 7 页 6、单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮，拾取需要

12、裁剪的线段，结果如左图所示，然后单击“删除”按钮，拾取需要删除的直线，按右键确认删除，结果如图 2-7 所示。图图 2-72-7 剪切直线剪切直线7、作过 P1、P2 点且与直线 L1 相切的圆弧。单击 “圆弧”按钮，选 择“两点_半径”方式，拾取 P1 点和 P2 点，然后按空格键在弹出的点工具菜单中选择“切点”命令，拾取直线 L1。作过 P4 点且与直线 L2 相切，半径 R 为 6 的圆 R6。单击 “整圆”按钮，拾取直线 L2（上一步中点工具菜单中选中了“切点”命令） ，切换点工具为“缺省点”命令，然后拾取 P4 点，按回车键输入半径 6。作过直线端点 P3 和圆 R6 的切点的直线。

13、单击 “直线”按钮，拾 取 P3 点，切换点工具菜单为“切点”命令，拾取圆 R6 上一点，得到切点 P5，结果如图 2-8 所示。P1L1P2P3P4L2 P5阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 8 页 图图 2-82-8 绘制圆和直线绘制圆和直线8、作与圆 R6 相切过点 P5，半径为 6 的圆 C1。单击 “整圆”按钮，选择“两点_半径”方式，切换点工具为“切点”命令，拾取 R6 圆；切换点工具为“端点” ，拾取 P5 点；按回车键输入半径 6。作与圆弧 C4 相切，过直线 L3 与圆弧 C4 的交点，半径为 6 的圆 C2。 单击 “整圆”按

14、钮，选择“两点_半径”方式，切换点工具为“切点” 命令，拾取圆弧 C4；切换点工具为“交点”命令，拾取 L3 和 C4 得到它们 的交点；按回车键输入半径 6。作与圆 C1 和 C2 相切，半径为 50 的圆弧 C3。单击 “圆弧”按钮， 选择“两点_半径”方式，切换点工具为“切点”命令，拾取圆 C1 和 C2， 按回车键输入半径 50，结果如图 2-9 所示。图图 2-92-9 绘制圆绘制圆 C1C1 和和 C2C2 相切的圆弧相切的圆弧 C3C39、单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮和“删除”按钮，去掉不需要的部分。在圆弧 C4 上单击鼠标右键选择“隐藏”命令，将其隐藏掉，结果如图 2-1

15、0 所示。P1L1P2P3P4L2P5L3C2C3C1 C4R6阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 9 页 图图 2-102-10 隐藏圆弧隐藏圆弧 C4C410、按下 F5 键将绘图平面切换到 XOY 平面，然后再按 F8 显示其轴侧图。11、 单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮，在立即菜单中选择“拷贝”方式，输入角度 41.6 度，拾取坐标原点为旋转中心点，然后框选所有线段，单击右键确认，结果如图 2-11 所示。图图 2-112-11 旋转拷贝旋转拷贝12、单击 “删除”按钮，删掉不需要的部分。按下 Shift方向键旋转视图。观察生成的第

16、一条截面线。单击“曲线组合”按钮，拾取截面线， 选择方向，将其组合一样条曲线，结果如图 2-12 所示。阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文（文（设计设计） ）说说明明书书第 10 页 图图 2-122-12 生成第一条截面生成第一条截面至此，第一条截面线完成。因为作第一条截面线用的是拷贝旋转，所 以完整地保留了原来绘制的图形，我们只需要稍加编辑就可以完成第二条 截面线。13、按 F7 将绘图平面切换到 XOZ 面内。单击“线面可见”按钮，显示 前面隐藏掉的圆弧 C4，并拾取确认。然后拾取第一条截面线单击右键选择“隐藏”命令，将其隐藏掉，结果如图 2-13 所示。图图 2-132-13 显示圆弧显示圆弧 C4C4 并隐藏第一条截面线并隐藏第一条截面线14、单击 “删除”按钮，删掉不需要的线段。单击“曲线过渡”按钮， 选择“圆弧过渡”方式，半径为 6，对 P2、P3 两处进行过渡。第一条截 面线P2P3阳泉阳泉职业职业技技术术学院学院毕业