彈翼模具CADCAM

1、 . . . 目 錄1 引言11.1 CAD/CAM的應(yīng)用11.2 課題研究的背景和意義21.2.1 本課題的來源21.2.2 研究現(xiàn)狀和將要采用的方法21.2.3 本課題研究的目的和意義32 研究思路32.1 課題主要任務(wù)和擬采用的手段32.1.1 具體工作要求32.1.2 采用的方法和手段42.2 零件結(jié)構(gòu)分析42.3 加工工藝方案的制定42.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇42.3.2 加工方法的選擇52.3.3 加工路線的確定52.4 夾具設(shè)計(jì)原則62.5 刀具和加工機(jī)床的選擇62.6 CAD/CAM在本課題里的應(yīng)用72.6.1 CAD技術(shù)的應(yīng)用72.6.2 CAM技術(shù)應(yīng)用83 研究容83.1

2、利用AutoCAD軟件繪制彈翼草圖93.2 利用Pro/E做彈翼產(chǎn)品實(shí)體造型93.2.1 彈翼曲面的生成93.2.2 翼尖部分的曲面造型123.2.3 彈翼翼面實(shí)體的生成133.2.4 彈翼實(shí)體的生成133.3 模具的造型163.4 利用Pro/E自動(dòng)編程173.5 夾具設(shè)計(jì)233.5.1 工件在夾具上的定位233.5.2 工件在夾具上的夾緊243.5.3 具體夾具的設(shè)計(jì)254 創(chuàng)新點(diǎn)265 結(jié)論26附錄28參考文獻(xiàn)61致621 引言1.1 CAD/CAM的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展實(shí)現(xiàn)了將人類從煩瑣的腦力勞動(dòng)中解放出來的愿望。從20世紀(jì)60年代初第一個(gè)CAD系統(tǒng)問世以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，CA

3、D/CAM技術(shù)在理論上、實(shí)際應(yīng)用上已日趨成熟，尤其進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，硬件技術(shù)的飛速發(fā)展使軟件在系統(tǒng)中占有越來越重要的地位。目前CAD/CAM軟件已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)受人矚目的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并廣泛應(yīng)用在機(jī)械、電子、航空、航天、船舶、汽車、紡織、輕工、建筑等行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)大型汽車業(yè)的100%，電子行業(yè)的60%，建筑行業(yè)的40%采用CAD/CAM技術(shù)，例如美國(guó)的波音777已經(jīng)100%實(shí)現(xiàn)數(shù)字三維實(shí)體設(shè)計(jì)制造，實(shí)現(xiàn)了無圖紙制造1。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日夜激烈，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、研發(fā)時(shí)間提出了越來越高的要求，而CAD/CAM技術(shù)就是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的強(qiáng)有力手段。導(dǎo)

4、彈彈翼作為導(dǎo)彈總體結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵零部件之一，其設(shè)計(jì)制造直接關(guān)系到整個(gè)導(dǎo)彈的質(zhì)量、成本和研發(fā)周期。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造相比， CAD/CAM能準(zhǔn)確設(shè)計(jì)制造出導(dǎo)彈彈翼，使其產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。導(dǎo)彈彈翼的CAD/CAM還縮短了設(shè)計(jì)制造周期，節(jié)約了大量人力勞動(dòng)，從而降低了成本。事實(shí)證明CAD/CAM技術(shù)是加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力最有效的手段。目前CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平高低的主要標(biāo)志。因此，我們應(yīng)該抓緊時(shí)間，結(jié)合國(guó)情，積極開展CAD/CAM的研究和推廣工作，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，加速企業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程2。CAD/CAM技術(shù)隨著其推廣應(yīng)用和數(shù)字化設(shè)制造技術(shù)的發(fā)展，已逐漸從一門新興技術(shù)

5、發(fā)展成為一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，所以CAD/CAM技術(shù)也是未來工程技術(shù)人員必須掌握的基本工具。 現(xiàn)代制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)不斷吸收機(jī)電、信息、材料、能源與現(xiàn)代管理技術(shù)的最新成果，將其綜合運(yùn)用于制造全過程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效、低耗、清潔、污物和靈活的柔性生產(chǎn)，從而取得理想的經(jīng)濟(jì)效果3 。近20年，隨著科學(xué)技術(shù)特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了極為廣泛和深刻的變化，表現(xiàn)為：1）新材料和難加工材料的不斷涌現(xiàn)和使用，極大的刺激和推動(dòng)了制造技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新工藝、新技術(shù)，解決了傳統(tǒng)制造技術(shù)難以解決的加工問題；2）產(chǎn)品零件的加工精度和表明質(zhì)量要求越來越高，使得超精加工得以

6、迅猛發(fā)展，作用日益突出，實(shí)現(xiàn)超精加工的方法也日趨增多和完善；3）為適應(yīng)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和適應(yīng)能力得到空前提高。以成組技術(shù)（GT）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、柔性制造技術(shù)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）等為代表的機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)代舉世矚目的高新技術(shù)41.2 課題研究的背景和意義1.2.1 本課題的來源過去在CAD/CAM出現(xiàn)以前，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到加工都是靠人工完成，與現(xiàn)階段采用的先進(jìn)技術(shù)相比較，先前的產(chǎn)品完成方法在圖紙繪制、設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)、加工制造等每一步都存在很大誤差，其疊加起來的總誤差就可想而知了。另外由于每一步都靠人工介入完成，使得產(chǎn)品誤差大

7、小的確定、產(chǎn)品質(zhì)量一致性成了難以解決的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的制造技術(shù)越來越難以達(dá)到現(xiàn)代化產(chǎn)品的要求，落后的設(shè)計(jì)加工方法終將會(huì)被先進(jìn)技術(shù)所取代5。CAD、CAE、CAPP、CAM等輔助軟件與系統(tǒng)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了具有重大意義的發(fā)展。到目前為止越來越多的企業(yè)采用計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)過程，并取得相當(dāng)好的成績(jī)，為生產(chǎn)力的提高作出了巨大的貢獻(xiàn)。但是沿用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，加工方法的企業(yè)仍占有相當(dāng)大的比例，新技術(shù)的應(yīng)用還有待普與。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工方法的弊端是顯而易見的。例如在工藝設(shè)計(jì)方面，以前主要靠工藝師多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，因此，工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)質(zhì)量完全取決于工藝人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，編出來的工

8、藝規(guī)程一致性差，也不可能得到最佳方安。這樣的弊端在產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工過程中的其他環(huán)節(jié)也是普遍存在的6。也正是由于這反復(fù)們的原因阻礙了產(chǎn)品向高質(zhì)量的發(fā)展。然而，從理論和實(shí)踐中得到證明：CAD/CAM等輔助軟件與系統(tǒng)的用可以削弱甚至消除某些弊端。由此可見，新技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究對(duì)于制造業(yè)的工作人員是很有必要的。1.2.2 研究現(xiàn)狀和將要采用的方法目前，我國(guó)大部分生產(chǎn)廠家都是用普通機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，這樣的生產(chǎn)導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，資源浪費(fèi)大。本文所研究的曲面，在大部分生產(chǎn)廠家還是采用傳統(tǒng)的靠模的加工方法，這種加工方法不光加工效率極低，成本極高，而且很難保證加工精度，這些因素就決定了這種加工方法必將被淘汰，

9、而一種新的加工方法必將出現(xiàn)，以取代這種落后的加工方法7。CAD/CAM的出現(xiàn)就是趨于這種必然，它已成為提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一種必不可少的手段。本課題所研究的彈翼曲面加工精度要求高，是傳統(tǒng)加工工藝很難加工的，為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和加工精度，本課題將選用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造的方法來完成彈翼模具的設(shè)計(jì)和加工，即采用CAD/CAM技術(shù)對(duì)彈翼進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。1.2.3 本課題研究的目的和意義CAD/CAM技術(shù)隨著其推廣應(yīng)用和數(shù)字化設(shè)制造技術(shù)的發(fā)展，已逐漸從一門新興技術(shù)發(fā)展成為一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，所以CAD/CAM技術(shù)也是未來工程技術(shù)人員必須掌握的基本工具。本課題選自學(xué)科的科研項(xiàng)目，目的是掌握先進(jìn)

10、的科學(xué)技術(shù)，并應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)制造，同時(shí)對(duì)導(dǎo)彈的關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)編程技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)有一個(gè)初步的了解，加深對(duì)學(xué)過的專業(yè)知識(shí)鞏固和應(yīng)用，為以后參加實(shí)際工作打下良好基礎(chǔ)。2 研究思路2.1 課題主要任務(wù)和擬采用的手段2.1.1具體工作要求本課題主要研究彈翼模具的設(shè)計(jì)制造，其具體任務(wù)是：1） 以計(jì)算機(jī)三維實(shí)體仿真的形式完成彈翼模型。2） 利用Pro/E完成彈翼模具的設(shè)計(jì)。3）以工程圖紙的形式完成一套夾具設(shè)計(jì)，并附帶設(shè)計(jì)說明（包括采用結(jié)構(gòu)的理論依據(jù)，設(shè)計(jì)過程的分析計(jì)算步驟等）。4）利用Pro/E自動(dòng)編程并以書面形式完成NC編程代碼（包括各工步刀具的選擇、切削參數(shù)的計(jì)算或選擇）。2.

11、1.2 采用的方法和手段首先分析彈翼零件并了解其加工要求。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)彈翼模具所需要 CAD/CAM三維造型軟件Pro/E，利用AutoCAD繪出彈翼的平面圖，利用Pro/E軟件完成彈翼的實(shí)體造型和彈翼模具的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)彈翼模具設(shè)計(jì)出其加工所需要的夾具，選擇彈翼模具的數(shù)控加工路線和設(shè)置加工參數(shù)，利用Pro/E完成自動(dòng)編程并生成數(shù)控NC代碼。2.2 零件結(jié)構(gòu)分析導(dǎo)彈彈翼是導(dǎo)彈的重要零件，它對(duì)導(dǎo)彈的空氣動(dòng)力特性和導(dǎo)彈的總體性能有重要影，所以彈翼加工精度要求很高。由于彈翼截面型狀呈流線型，翼面是不規(guī)則曲面，所以其加工工藝也比較復(fù)雜。而且彈翼翼面有很高的表面粗糙度要求。所有這些用傳統(tǒng)的加工工藝，即靠模仿

12、型的加工方法，是很難達(dá)到加工要求的，因此，需要采用數(shù)控機(jī)床加工該復(fù)雜曲面。2.3 加工工藝方案的制定從毛坯工件到零件的加工，一般分為粗加工，半精加工和精加工，對(duì)這些表面僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇最終方法是不夠的，應(yīng)正確的確定從毛坯到最終成型的加工方案8。本課題只討論彈翼模具的精加工的容，即將工件加工到零件具體要求的尺寸和精度。2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上集合要素之間是集合關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線和面。機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到出廠經(jīng)常要遇到基準(zhǔn)問題：設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸標(biāo)準(zhǔn)、制造時(shí)工件的大為、檢查時(shí)尺寸的測(cè)量以與裝配時(shí)零配件的裝配位置等等都需要用到基準(zhǔn)的概念。從設(shè)計(jì)和工藝兩方面看基準(zhǔn)，可以把

13、基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。在加工時(shí)的定位基準(zhǔn)選擇的一般原則是9：1） 選最大尺寸的表面為安裝面（限制3個(gè)自由度），選最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面（限制來2個(gè)自由度），選最小尺寸表面為支撐面（限制1個(gè)自由度）。2） 首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。3） 盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)，因?yàn)橹饕砻媸菦Q定該零件其他表面的基準(zhǔn)，也就是主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。4） 定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。導(dǎo)彈彈翼模具的底平面為最大面，而且是主要面，為了保證彈翼截面的加工精度，應(yīng)選彈翼模具的底平面為定位基準(zhǔn)面。2.3.2 加工方法的選擇一般情況下，根據(jù)零件的精度（包括尺寸精度，形狀精度和位置

14、精度以與表面加工粗糙度，考慮本車間現(xiàn)有工藝條件，考慮加工精度因素選擇加工方法）查閱相關(guān)手冊(cè)選擇加工方法。在選擇加工方法時(shí)應(yīng)考的主要問題有10：1） 所選用的加工方法是否能夠達(dá)到精度要求。2） 零件材料的加工性能如何。例如有色金屬宜采用切削加工方法，不宜采用磨削加工方法，因?yàn)橛猩饘僖锥氯拜喒ぷ髅妗?） 生產(chǎn)率對(duì)加工方法有無特殊要求。例如為滿足大批大量的生產(chǎn)需求，齒輪孔通常采用拉削成型的加工方法加工。4） 本廠的工藝能力和現(xiàn)有的加工設(shè)備的加工經(jīng)濟(jì)精度如何。技術(shù)人員必須熟練現(xiàn)有的加工設(shè)備種類、數(shù)量、加工圍和精度水平以與工人的技術(shù)水平，以充分里用現(xiàn)有資源，不斷對(duì)原有設(shè)備、工藝設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，挖掘

15、企業(yè)潛力，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。在傳統(tǒng)的加工中，像本課題所研究的不規(guī)則的復(fù)雜曲面絕大部分都采用靠模仿形加工的方法，在普通銑床上加工制造，由于此方法存在效率低，和很難保證加工精度的缺點(diǎn)，所以結(jié)合以上所述的加工方法選擇要求，本課題選用三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床銑曲面的加工方法加工該零件。2.3.3 加工路線的確定在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡叫做加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)11：（1） 加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面質(zhì)量，而且效率要高。（2） 使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程運(yùn)算量。（3） 應(yīng)使加工路線最短，這樣既可以簡(jiǎn)化加工程序段，又可以減少空走刀時(shí)間。另外，確定加工路線時(shí)，

16、還要考慮工件的加工余量和機(jī)床刀具的系統(tǒng)剛度等情況，確定是一次走刀還是多次走刀完成加工。銑削曲面的加工路線有多種。對(duì)于邊界敞開的直紋曲面，加工時(shí)常采用球頭刀進(jìn)行“行切法”加工，即刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行，行間距按零件加工精度要求而確定。對(duì)于彈翼模具曲面加工所使用的加工路線一般有兩種，即沿直線的行切法和沿曲線的行切法。沿直線的行切法每次走刀是直線，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度12。而采用沿曲線的行切法符合彈翼數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢查，曲面的準(zhǔn)確度高，但程序較多。通過以上的比較，彈翼模具的加工路線應(yīng)選用沿曲線的行切法進(jìn)行加工。2.4 夾具設(shè)

17、計(jì)原則為了使工藝過程的任何工序保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以與保證工作安全等的一切附加裝置都稱做夾具。它一般由定位件、夾緊裝置、導(dǎo)向元件和對(duì)刀裝置、連接元件、夾具體和其他元件和裝置構(gòu)成。因?yàn)閵A具作為工藝過程中用到的一種工藝裝備，用以保證工件質(zhì)量和使工藝過程達(dá)到高效率的，所以夾具設(shè)計(jì)的原則是與時(shí)、高效、適用和經(jīng)濟(jì)。對(duì)夾具的設(shè)計(jì)要求有以下四個(gè)重要方面13：1） 保證工件位置精度。夾具的首要任務(wù)是保證工件上被加工表面的位置精度，同時(shí)對(duì)相關(guān)的尺寸精度和表面粗糙度的改善也起一定的作用。2） 保證使用方便和安全。對(duì)NC機(jī)床或數(shù)控加工中心，尤其是FMC或FMS，夾具使用的方便性和安全是十分重要的。

18、3） 夾具類型與其生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)并保證高效生產(chǎn)。夾具結(jié)構(gòu)與元件的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，并可以重復(fù)使用，以保證低成本加工時(shí)需要固定工件，而本課題研究的是彈翼模具，根據(jù)彈翼模具的形狀和尺寸，為了滿足上述要求，將其夾緊固定就要設(shè)計(jì)專用夾具。本文將結(jié)合彈翼形狀，設(shè)計(jì)出加工此彈翼的專用夾具，具體設(shè)計(jì)見下文夾具設(shè)計(jì)。2.5 刀具和加工機(jī)床的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常考慮機(jī)床的加工能力，工序容，工件材料等因素。選擇刀具時(shí)，要使刀具尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件的周邊輪廓加工和曲面加工，常采用硬質(zhì)合金的立銑

19、刀，加工槽和凸臺(tái)常采用高速鋼立銑刀。對(duì)于曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦的部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而采用環(huán)形刀。在本課題中，彈翼曲面曲率較大，所以可以選用球頭銑刀。在數(shù)控機(jī)床上加工零件，一般有以下兩種情況。一是有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工零件的數(shù)控機(jī)床，另外一種是已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合該機(jī)床加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素主要有毛坯的材料和類型，零件輪廓形狀復(fù)雜程度，尺寸大小，加工精度，零件數(shù)量和熱處理要求。概括起來機(jī)床的選用要滿足以下要求：保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的產(chǎn)品；有利于提高生產(chǎn)率；可以降低生產(chǎn)成本14。本課題研究的是彈翼模具的

20、加工制造，其尺寸已定，所以是根據(jù)零件和毛坯，選擇適合加工零件的數(shù)控機(jī)床。機(jī)床根據(jù)床身與零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分為兩軸半聯(lián)動(dòng)，三軸聯(lián)動(dòng)，四軸聯(lián)動(dòng)和五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。兩軸半聯(lián)動(dòng)是指三坐標(biāo)行切法加工X，Y，Z三軸中任意兩軸作聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，第三軸作單獨(dú)的周期進(jìn)刀。三軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)，X，Y，Z三軸可以同時(shí)作聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，它也經(jīng)常用于行切法加工曲面。四軸聯(lián)動(dòng)通常用于加工側(cè)面為直紋的扭曲面15。五軸聯(lián)動(dòng)則通常用于加工螺旋槳的葉片。通過以上分析，為了滿足機(jī)床選用的基本要求，在本課題中應(yīng)選用兩軸半聯(lián)動(dòng)或三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，對(duì)導(dǎo)彈彈翼模具的曲面進(jìn)行銑削加工。2.6 CAD/CAM在本課題里的應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息

21、技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，是當(dāng)代先進(jìn)的生產(chǎn)力。引入CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工程與結(jié)構(gòu)分析、工藝規(guī)程和數(shù)控編程能大大提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)造顯著的效益。以下是對(duì)CAD、CAM的簡(jiǎn)要介紹和在本文中的應(yīng)用。2.6.1 CAD技術(shù)的應(yīng)用CAD（computer aided design）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是指工程技術(shù)人員一計(jì)算機(jī)為工具，用各自的專業(yè)知識(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。一般認(rèn)為CAD的功能可以歸納為4大類：幾何建模、工程分析、模擬仿真和自動(dòng)繪圖。因而，一個(gè)完整的CAD

22、系統(tǒng)應(yīng)由科學(xué)計(jì)算、圖形系統(tǒng)和工程數(shù)據(jù)庫等組成16。在本課題的研究過程中主要將應(yīng)用CAD相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)其幾何建模功能和對(duì)其其他功能的學(xué)習(xí)。具體過程是利用AutoCAD軟件作彈翼零件和夾具裝配圖以與其零部件的而維草圖，然后利用Pro/E軟件做彈翼的實(shí)體造型和彈翼模具的實(shí)體造型，對(duì)該過程的討論，旨在對(duì)AutoCAD做進(jìn)一步的熟悉應(yīng)用和對(duì)Pro/E的學(xué)習(xí)掌握，以與對(duì)CAD在機(jī)械工程中的應(yīng)用加以了解。2.6.2 CAM技術(shù)應(yīng)用CAM（computer aided manufacturing）計(jì)算機(jī)輔助制造，CAM目前尚無統(tǒng)一的定義。一般而言，CAM是指計(jì)算機(jī)在產(chǎn)品制造領(lǐng)域中有關(guān)應(yīng)用的總稱。廣義CAM是指利

23、用計(jì)算機(jī)輔助完成從毛坯到產(chǎn)品全部制造過程中的各種直接和間接的活動(dòng)，包括工藝準(zhǔn)備（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)與制造、NC自動(dòng)編程、工時(shí)定額和材料定額編制等）、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、物流過程的運(yùn)行控制（加工、裝配、檢測(cè)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)等）、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。狹義的CAM是指計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械加工，更確切的說是指數(shù)控程序的編制，包括刀具路線的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以與后置處理和NC代碼的生成等等。CAM是先進(jìn)制造技術(shù)的重要部分，是提高制造水平的重要舉措17。本課題的討論主要是對(duì)狹義CAM的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)利用Pro/E軟件對(duì)彈翼模具的曲面加工進(jìn)行工藝分析和自動(dòng)數(shù)控編程。 3 研究容在以上容

24、中，結(jié)合導(dǎo)彈彈翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的理論知識(shí)，對(duì)彈翼翼面的加工做了簡(jiǎn)要分析。以下容將對(duì)彈翼的實(shí)體造型以與自動(dòng)數(shù)控編程的具體應(yīng)用。3.1 利用AutoCAD軟件繪制彈翼草圖在本課題中，首先需要對(duì)襖但彈翼進(jìn)行二維圖形繪制，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD技術(shù)中應(yīng)用的一部分。零件二維圖形繪制的目的在于：表達(dá)零件的基本尺寸、形狀和位置公差以與表面粗糙度等加工要求。在零件圖的繪制中，每一步都應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)的要求完成對(duì)零件圖的繪制和尺寸標(biāo)注。本課題所研究的零件圖如下：圖3.1 彈翼零件圖彈翼的上下翼面的曲面是由數(shù)據(jù)表生成，詳細(xì)零件圖與數(shù)據(jù)表見附圖彈翼。3.2 利用Pro/E做彈翼產(chǎn)品實(shí)體造型實(shí)體造型是通過簡(jiǎn)單體素的幾何

25、變換合并、交、差的集合運(yùn)算生成各種復(fù)雜的造型技術(shù)。實(shí)體模型能夠包括完整的形體集合信息和拓?fù)湫畔?，已?jīng)成為目前CAD/CAM幾何造型的主流技術(shù)。本課題是利用Pro/E軟件對(duì)該彈翼做產(chǎn)品實(shí)體造型。Pro/E軟件的功能非常強(qiáng)大，它可以完成從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到制造的全部過程，可運(yùn)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析、加工制造與關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等領(lǐng)域，是先進(jìn)CAD/CAM軟件代表。利用Pro/E軟件造型可以給出直觀的零件三維實(shí)體模型，而且可以為后續(xù)的CAPP、CAM系統(tǒng)的應(yīng)用提供必要的信息，這在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是不可缺少的。Pro/E軟件功能模塊多，應(yīng)用圍廣，在本課題中所應(yīng)用到的只不過是一些簡(jiǎn)單功能

26、，現(xiàn)將Pro/E軟件零件實(shí)體造型模塊在本課題中的應(yīng)用作一些簡(jiǎn)要介紹。3.2.1 彈翼曲面的生成彈翼曲面是本課題要研究的重點(diǎn)，用Pro/E軟件做彈翼曲面的實(shí)體造型簡(jiǎn)單方便。首先將上翼面的數(shù)據(jù)分別用記事本格式編輯并保存，其具體格式如圖3.2。圖中第一列為X軸的數(shù)據(jù)，第二列為Y周上的數(shù)據(jù)，第三列為Z軸上的數(shù)據(jù)。3.3 模具的造型模具的設(shè)計(jì)可以通過彈翼實(shí)體在Pro/E軟件過程序自動(dòng)生成模具實(shí)體，也可以先設(shè)計(jì)模具的尺寸再用Pro/E軟件進(jìn)行實(shí)體造型。本設(shè)計(jì)選用后者，即先設(shè)計(jì)模具的具體尺寸再用Pro/E軟件進(jìn)行實(shí)體造型。由于彈翼翼面是分為上下兩個(gè)曲面的，所以模具的上下模分別為彈翼上下翼面的曲面形狀凹模，上

27、下模的分型面為彈翼上下曲面的交線所在的平面，即彈翼的弦翼面。模具的上下模的高度一樣，模具總高度為150mm，所以上下模分別為75mm，彈翼的長(zhǎng)和寬為1000mm×370mm，查表選凹模寬度方向上的邊緣厚度為50mm，長(zhǎng)度方向上的邊緣厚度為100mm，由上述可以知道彈翼翼面上下模具的總體尺寸均為1200mm×470mm×75mm。用Pro/E軟件造型過程如下：3.4 利用Pro/E自動(dòng)編程Pro/E軟件屬于CAD/CAM集成軟件，利用Pro/E軟件不僅可以做產(chǎn)品實(shí)體造型，而且可以用于自動(dòng)編程。在利用Pro/E軟件自動(dòng)編程功能過程中，其主要流程為：導(dǎo)入模型并定位選用恰

28、當(dāng)?shù)臋C(jī)床與確定零件的基準(zhǔn)坐標(biāo)系設(shè)置刀具參數(shù)設(shè)置制造參數(shù)選取加工曲面計(jì)算刀位數(shù)據(jù)刀具軌跡運(yùn)動(dòng)仿真后置處理輸出NC代碼。以下將具體操作過程作簡(jiǎn)要介紹。1） 導(dǎo)入模型與定位利用Pro/E軟件的Pro/NC模塊可以直接調(diào)用某個(gè)三維實(shí)體模型文件。將實(shí)體模型導(dǎo)入后需要對(duì)零件進(jìn)行定位。導(dǎo)入零件實(shí)體模型以前若已經(jīng)導(dǎo)入了夾具模型，此時(shí)可將零件定位在夾具上。本課題所研究的只是單個(gè)零件的導(dǎo)入，選用缺省的定位即可。如圖3.22。圖3.222） 機(jī)床的選用與坐標(biāo)系的確定 由第二章的論述可以知道，此模具曲面的加工機(jī)床選用三軸兩動(dòng)的數(shù)控銑床。在導(dǎo)入了需要加工的零件以后，需要選用機(jī)床和確定坐標(biāo)系。因?yàn)榧庸さ氖乔?，所以要選用

29、三軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床。點(diǎn)擊加工彈出圖3.23的菜單，選擇機(jī)床名為MACH01的三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床。再在零件上選一個(gè)z軸與翼面垂直的坐標(biāo)系作為零件的加工零點(diǎn)，圖3.23如果零件上沒有這樣的坐標(biāo)系存在的話，就按照Pro/E造型坐標(biāo)系的創(chuàng)建方法新建一個(gè)這樣的坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系是加工時(shí)刀具容易找到的坐標(biāo)零點(diǎn)。在導(dǎo)彈彈翼模具的分型面上，以彈翼翼面的邊做為參照，創(chuàng)建一個(gè)坐標(biāo)系，而且這個(gè)坐標(biāo)的Z軸設(shè)置成和模具的分型面垂直。這樣的坐標(biāo)系能保證加工精度，所以就選這個(gè)坐標(biāo)系作為加工零點(diǎn)。%O0001N0010T1M06S1000M03G00G43Z50.H01M08X42.8105Y-999.9918Z29.7242G

30、01Z24.2242F300.X162.1459X162.2817Z24.2308X163.7204Z24.2979X165.1734Z24.3622X166.64Z24.4234X168.1211Z24.4814X169.6177Z24.5362X171.1304Z24.5876X172.6602Z24.6353X174.2079Z24.6793X175.7742Z24.7192X177.3579Z24.7548X178.9576Z24.7859X180.5742Z24.8123X182.2082Z24.8336X183.8603Z24.8498X185.531Z24.8606X187.22

31、14Z24.8658X188.9321Z24.8652X190.6619Z24.8585X192.4092Z24.8455X194.175Z24.8261X195.9601Z24.7999X197.7652Z24.7667X199.5919Z24.7262X201.4413Z24.6778X203.314Z24.6212X204.2589Z24.5896X205.2089Z24.5559X206.1641Z24.5198X207.1246Z24.4814X208.0904Z24.4405X209.0617Z24.3972X210.0386Z24.3513X211.0212Z24.3028X21

32、2.0095Z24.2515X212.5136Z24.2242X371.8024Y-998.992X212.5567X212.1125Z24.2488X210.425Z24.3354X209.0747Z24.3996X207.3652Z24.4745X205.9974Z24.5294X204.2561Z24.593X202.8629Z24.639X201.0866Z24.6912X199.6655Z24.728X197.8521Z24.7687X196.4013Z24.7962X194.5485Z24.8251X193.0662Z24.8431X191.1974Z24.8593X189.328

33、5Z24.8684X187.4597Z24.8705X185.9646Z24.867X184.0795Z24.8562X182.1945Z24.8382X180.6865Z24.8187X178.7884Z24.7878X177.2699Z24.758X175.3497Z24.714X173.8137Z24.6738X171.8598Z24.6163X170.2968Z24.5653X168.3053Z24.494X166.7123Z24.432X164.6831Z24.3467X163.06Z24.2735X162.0369Z24.2242X42.7553X42.7001Y-997.9921X161.9104X162.6265Z24.2592X164.6786Z24.3524X166.2872Z24.4205X168.2982Z24.4994X169.8775Z24.5564X171.8518Z24.6214X173.4032Z24.6676X175.3428Z24.719X176.8679Z24.7545X178.7744Z24.7925X180.2836Z24.8176X182.1702Z24.8427X184