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1、学号：136263010038 贵 州 师 范 大 学 机械机械 CAD/CAM 课程设计课程设计 课程名称： CAD/CAM 课程设计 题目名称： 摇摆式蒸汽机模型 姓 名： 李李 军军 学 院： 机械与电气工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 年 级： 2011 级（1）班 指导教师：游明琳、徐卫平老师 指导老师签名： 2014 年 12 月 31 日 目 录 摘要3 1 摇摆式蒸汽机的外观结构组成3 2 零件三维实体模型建立的方法3 2.1 典型零件的建模.4 2.2 其他零件三维实体模型建立方法简介.9 3 装配模型建立的方法和步骤10 3.1 添加组件.10 3.2 多组件的装配
2、.11 3.3 装配体爆炸图12 4 摇臂式蒸汽机需要加工零件的 CAM 分析.12 4.1 创建程序.12 4.2 创建刀具.12 4.3 创建几何体.13 4.4 创建工序.13 4.5 用 Mastercam 对摇臂式蒸汽机飞轮零件进行加工仿真.14 4.6 后置处理14 5 用数控机床对飞轮零件进行加工18 6 总结18 7 参考文献18 8 附件（相关工程图）18 3 摇摆式蒸汽机模型外观设计摇摆式蒸汽机模型外观设计 学 生：李 军 (贵州师范大学机电学院 2011 级机制一班，学号 136263010038) 摘摘 要：要：UG（Unigraphics NX）是 EDS 公司出品的
3、一个产品工程解决方案，它为用户的产 品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX 针对用户的虚拟产品设 计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。 UG 软件是当今工厂应用最为广 泛的软件之一，学会掌握使用 UG 将对我们今后的学习工作带来很大帮助。摇摆式蒸汽机模 型外观设计融合了建模、装配以及 CAD/CAE/CAM 为一体的设计，具有典型的学习作用。 CAD/CAM 技术的发展极大地改变了人们的设计手段和方法，更为重要的是 CAD/CAM 技术的 广泛应用显著提高了设计的效率和质量。CAD/CAM 技术是企业技术创新、市场开拓的强有 力的技术工具和手段。
4、通过此次课程设计，全面地、系统地了解和掌握 CAD/CAM 技术得基 本内容和基本知识，了解数控技术的发展趋势，掌握数控加工的编程方法，把理论知识应 用到实际操作中。 关键词：关键词：摇摆式 蒸汽机 建模 CAE 1、摇摆式蒸汽机的外观结构组成、摇摆式蒸汽机的外观结构组成 摇臂式蒸汽机是由底座、飞轮、飞轮轴、活塞、活塞端盖、主体、弹簧、弹簧 连杆、螺母、连接轮等连接而成。其效果图如下： 4 2 零件三维实体模型建立的方法零件三维实体模型建立的方法 2.1 典型零件的建模典型零件的建模 2.1.1 摇臂式蒸汽机主体的建模 （1）新建一个模型文件，命名为 zhuti.prt，然后设置保存路径，保存
5、时不能 有中文名。 （2）进入建模环境，根据设计好的草图进行建模，其设计图如下，完成草图创 建。 5 （3）根据 UG 相关命令绘制三维实体，创建底座三维图完毕，效果如下图： 2.1.2 活塞腔的创建 （1）新建一个模型文件，命名为 huosaiqiang.prt，然后设置保存路径，保存 时不能有中文名。 6 （2）进入建模环境，根据设计好的草图进行建模，其设计图如上，完成草图创 建。 （3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图如下图： 2.1.3 创建飞轮 （1）用相同方式设计草图如下。 7 （2）进入建模环境，根据设计好的草图进行建模，其设计图如下，完成草图创 建。
6、（3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图如下图： 8 2.1.4 连接轮的创建 （1）用相同方式设计草图如下： （2）进入建模环境，根据设计好的草图进行建模，其设计图如下，完成草图创 建。 （3）完成实体创建。在对其拉伸切除部分区域，对其进行渲染，效果图如下图。 9 2.1.5 套筒的创建 （1）用相同方式设计草图如下： （2）进入建模环境，根据设计好的草图进行建模，其设计图如下，完成草图创 建。 （3）创建的三维实体如下图所示： 2.2 其他零件三维实体模型建立方法简介其他零件三维实体模型建立方法简介 10 序号零件名称主要特征样图 1弹簧 利用 UG 中的弹簧建 模
7、方式，利用草图绘制， 输入弹簧的主要参数，在 建模环境中直接生成。 2活塞 创建长方体，利用草 图绘制圆，在进行拉伸、 旋转切除、求和，再倒圆 角。 3飞轮轴飞轮中心轴主要是支撑飞 轮的部件，其绘制过程是 先绘制草图，再利用拉伸 工具进行拉伸倒圆角即可。 4活塞腔体 端盖 拉伸创建圆柱体，再通过 打孔等命令操作，得到如 图效果 11 5连接柱利用草图绘制，绘出其草 图，然后进行拉伸、打孔、 倒圆角等操作即得。 3 装配模型建立的方法和步骤装配模型建立的方法和步骤 3.1 添加组件添加组件 （1）单击【新建】上的新建图标，在【文件新建】对话框中，从【模型】列表 框中选择【装配】，使用默认文件名，
8、指定保存路径。 （2）单击【添加组件】对话框上打开图标，选择底座为绝对原点位置的零部件， 出现该零件的组件预览视图。 12 3.2 多组件的装配多组件的装配 （1）单击【装配】上的添加组件图标，添加零件上轴，与底支架进行配对装配。 （2）单击【确定】弹出上轴的【组件预览】窗口，在【配对条件】对话框中单 击配对按钮，选择配对对象。继续进行配对装配。 （3）两次单击【确定】，完成所有零件的装配，总体的装配效果如下图： 3.3 装配爆炸图装配爆炸图 13 4 摇臂式蒸汽机需要加工零件的摇臂式蒸汽机需要加工零件的 CAM 分析分析 4.1 创建程序创建程序 打开要创建加工的零件，在【启动】按钮下拉菜单
9、中选择【加工】，单击 【创建程序】上的新建图标，如下图所示： 4.2 创建刀具创建刀具 单击【创建刀具】上的图标，选择刀具类型，定义刀具名称，选择合适的 刀具，设置刀具参数，如下图所示： 14 4.3 创建几何体创建几何体 （1）单击【创建几何体】上的图标，选择几何体类型及其几何体子类型，定义 几何体名称及位置，如下图所示： （2）单击【确认】按钮，在【工件】对话框中设置几何体指定部件、指定毛坯 及偏移值，如上图所示： 4.4 创建工序创建工序 （1）单击【创建工序】上的图标，选择工序类型及其工序子类型，定义名称名 称及位置，如下图所示： 4.5 用用 Mastercam 对摇臂式蒸汽机飞轮零
10、件进行加工仿真对摇臂式蒸汽机飞轮零件进行加工仿真 15 4.6 后置处理后置处理 外形铣削的加工代码，进行修改后如下： %0000 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 16 N0040 G0 G90 X-1.4496 Y0.0 S0 M03 N0050 G43 Z.5118 H00 N0060 Z.1181 N0070 G1 Z0.0 F9.8 M08 N0080 X-1.2331 N0090 Y1.2331 N0100 X1.2331 N0110 Y-1.2331 N0120 X-1.2331 N0130 Y0.0 N
11、0140 X-1.0855 N0150 Y1.0855 N0160 X1.0855 N0170 Y-1.0855 N0180 X-1.0855 N0190 Y0.0 N0200 X-.9378 N0210 Y.9378 N0220 X.9378 N0230 Y-.9378 N0240 X-.9378 N0250 Y0.0 N0260 X-.7902 N0270 Y.7902 N0280 X.7902 N0290 Y-.7902 N0300 X-.7902 N0310 Y0.0 N0320 X-.6426 N0330 Y.6426 N0340 X.6426 N0350 Y-.6426 N0360
12、 X-.6426 N0370 Y0.0 N0380 X-.4949 N0390 Y.4949 N0400 X.4949 N0410 Y-.4949 N0420 X-.4949 N0430 Y0.0 N0440 X-.3473 N0450 Y.3473 N0460 X.3473 N0470 Y-.3473 N0480 X-.3473 N0490 Y0.0 N0500 X-.1996 N0510 Y.1996 N0520 X.1996 N0530 Y-.1996 N0540 X-.1996 N0550 Y0.0 N0560 X-.052 N0570 Y.052 N0580 X.052 N0590
13、Y-.052 N0600 X-.052 17 N0610 Y0.0 N0620 X-.1701 N0630 Z.1181 N0640 G0 Z.5118 N0650 X-.2569 Y.7793 N0660 Z.1181 N0670 G1 X-.279 Y.7731 Z.112 N0680 X-.3888 Y.7242 Z.0798 N0690 X-.4902 Y.6597 Z.0475 N0700 X-.5812 Y.5812 Z.0153 N0710 X-.6597 Y.4902 Z-.0169 N0720 X-.7242 Y.3888 Z-.0491 N0730 X-.7731 Y.27
14、9 Z-.0813 N0740 X-.8055 Y.1633 Z-.1135 N0750 X-.8207 Y.044 Z-.1457 N0760 Y0.0 Z-.1575 N0770 G3 X0.0 Y.8207 I.8207 J0.0 N0780 X-.8207 Y0.0 I0.0 J-.8207 N0790 G1 X-.7617 N0800 Z-.0394 N0810 G0 Z.5118 N0820 X0.0 Y-.8207 N0830 Z-.0394 N0840 G1 Z-.1575 N0850 Y-.7056 N0860 G2 I0.0 J.7056 N0870 G1 Y-.7647
15、N0880 Z-.0394 N0890 G0 Z.5118 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y0.0 S0 M03 N0050 G43 Z.3937 H00 N0060 Z.0984 N0070 G1 X.2105 Y-.0901 F9.8 M08 N0080 G3 X.3471 Y0.0 I.0386 J.0901 N0090 X.3471 Y0.0 Z.0591 I-.3471 J0.0 K.0063 N0100 X.3471 Y0.0 Z.0197 I-.3471 J0.0
16、K.0063 N0110 X.3471 Y0.0 Z-.0197 I- .3471 J0.0 K.0063 N0120 X.3471 Y0.0 Z-.0591 I- .3471 J0.0 K.0063 N0130 X.3471 Y0.0 Z-.0984 I- .3471 J0.0 K.0063 N0140 X.3471 Y0.0 Z-.1378 I- .3471 J0.0 K.0063 N0150 X.3471 Y0.0 Z-.1772 I- .3471 J0.0 K.0063 N0160 X.3471 Y0.0 Z-.2165 I- .3471 J0.0 K.0063 N0170 X.3471 Y0.0 Z-.2559 I- .3471 J0.0 K.0063 N0180 X.3471 Y0.0 Z-.2953 I- .3471 J0.0 K.0063 18 N0190 X.3471 Y0.0 Z-.3346 I- .3471 J0.0 K.0063 N0200 X.3471 Y0.0 Z-.374
