目录
一、计算机辅助设计及制造简介------------------------------------ 1 二、二维图形的计算机辅助设计及计算机辅助数控编程--------------- 3 2.1零件1的计算机辅助设计及加工仿真---------------------------- 3 2.2零件2的计算机辅助设计及加工仿真---------------------------- 5 三、三维曲面造型及刀具路径规划---------------------------------- 7 3.1纽扣的造型及具路径规划-------------------------------------- 7 3.2香蕉的造型------------------------------------------------- 11 四、实体造型--------------------------------------------------- 12 4.1 螺母的实体造型-------------------------------------------- 12 4.1 铣刀的实体造型-------------------------------------------- 14 五、小节------------------------------------------------------- 16 六、参考资料--------------------------------------------------- 16
一、计算机辅助设计及制造简介 1. CAD/CAM的内容或功能
在CAD/CAM系统中，人们利用计算机完成产品的结构描述，工程信息表达，工程信息传输与转化，信息管理等工作。因此，CAD/CAM系统应具备以下基本功能：产品与过程的建模、图形与图像处理、信息存储与管理、工程分析与优化、工程信息传输与交换、模拟与仿真、人机交互、信息的输入与输出。
2. 应用领域
数控加工编程及加工工程仿真技术；计算机辅助制造技术；计算机辅助生产管理与控制；智能制造与虚拟制造；计算机辅助图形处理技术；几何建模及特征建模技术；计算机辅助设计技术；计算机辅助工程分析。
3. 与传统设计制造的区别
产品形式多样化、个性化，生产方式由大批量、少品种变成少批量、多品种；市场响应速度快，由大吃小逐渐转变成为快吃慢；产品的范围也发生变化，由单一产品逐渐转变为产品、质量、时间、服务等的结合；竞争范围由区域转变成全球；各种新技术的出现与应用。
4. 集成的含义
CAD/CAM系统集成是指将基于信息技术的CAD/CAM各组成部分以及制造系统与CAD/CAM有关的其它子系统有机地组织和管理起来，形成一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。
5. 后置处理的作用
由于各种机床使用的控制系统不同，所用的数控指令文件的代码及格式也有所不同。通常设置一个后置处理文件，在进行后置处理前，编程人员需对该文件进行编辑，按文件规定的格式定义数控指令文件所使用的代码、程序格式、圆整化方式等内容，在执行后置处理命令时将自行按设计文件定义的内容，生成所需要的数控指令文件。另外，由于某些软件采用固定的模块化结构，其功能模块和控制系统是一一对应的，后置处理过成已固化在模块中，所以在生成刀位轨迹的同时便自动进行后置处理生成数控指令文件，而无需再进行单独后置处理。后置处理里因为有不同型号种类的 CNC机床 所以也需要选择不同的型号机床模板都在后置处理中。
6. 计算机辅助编程的含义、方法
计算机辅助制造系统是通过计算机分级结构控制和管理制造过程的多方面工作，它的目标是开发一个集成的信息网络来监测一个广阔的相互关联的制造作业范围，并根据一个总体的管理策略控制每项作业。
一般CAD/CAM系统编程部分都包括下面的基本内容：查询被加工部位图形元素的几何信息；对设计信息进行工艺处理；刀具中心轨迹计算；定义刀具类型；定义刀位文件数据。
7. 图形化计算机辅助编程的优点
图形交互式自动编程软件和相应的CAD软件是有机地联在一起的一体化软件系统——既可用来进行计算机辅助设计，又可以直接调用设计好的零件图进行交互编程，对实现CAD/CAM一体化极为有利。整个编程过程是交互进行的，简单易学，在编程过程中可以随时发现问题并进行修改。编程过程中，图形数据的提取、节点数据的计算、程序的编制及输出都是由计算机自动进行的。因此，编程的速度快、效率高、准确性好。在通用计算机上运行的，不需要专用的编程机，所以非常便于普及推广
8. 常用软件
(1) 基本图形资源与自动绘图 AutoCAD
(2) 几何造型 Pro/E, Unigraphics, CATIA, SolidWorks (3) 工程分析与计算 ANSYS, NASTRAN, COSMOS (4) 仿真与模拟 DelCAM, TecnoMatrix (5) 专用设备控制程序生成 MasterCAM, EdgeCAM (6) 集成与管理 ORACLE, SYBASE
9. Mastercam简介
Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。
二、二维图形的计算机辅助设计及计算机辅助数控编程
2.1 零件1的计算机辅助设计及加工仿真 1. 二维图形的建立
具体步骤：
1）用直线命令绘制俯视图辅助线
2）用画圆命令绘制半径为50,60,90,100的圆 3）根据尺寸画出其余直线并倒圆角 4）再用直线命令绘制剖视图 5）打剖面线并修剪全图 6）标注尺寸
图1-1
2. 二维图形的加工
（1）选择默认铣床建立毛坯
用材料设定命令中的边界盒，为了让毛坯比零件大，设定参数为X=360毫米，Y=250毫米，Z=31毫米
（2）工序划分 1）外形铣削 选择外形铣削命令并选择其外边框后，选择直径为12毫米的平底铣刀，加工深度-31毫米，补正方向左，主轴转速为2200 r/min,平面铣削设置为一次粗铣间距为5毫米，一次精铣间距为0.5毫米，分层铣深设置为一次粗铣，最大步进量为2，一次精铣，步进量为1毫米。 2）挖槽 选择挖槽命令并选择其内边框后，选择直径为12毫米的平底铣刀，加工深度为-13毫米，主轴转速为2200r/min,切削方式为等距环切，粗切间距为20毫米，精切一次，间距为0.25毫米。 3）钻孔 选择钻孔命令并选择指定圆边框后，选择直径为50毫米的钻头，钻孔深度为-31毫米，刀尖补偿5毫米，主轴转速为2200min，停留时间为1秒。 4）平面铣削 选择面铣命令并选择其外边框后，选择直径为30毫米的盘形 刀，加工深度为-1毫米，主轴转速为1500r/min，切削方式为双向。
3. 切削路径图与最终加工模型图
图1-2 图1-3
4. 生成的NC文件如下
O0000 N3576 G3 Y241.439 R10.909 (PROGRAM NAME - 1 ) N3578 G1 X97.992 (DATE=DD-MM-YY - 22-02-12 N3580 G2 Y263.257 R10.909 TIME=HH:MM - 09:56 ) N3582 G1 X434.902 N100 G21 N3584 G3 Y285.075 R10.909 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N3586 G1 X49.909 ( 12. FLAT ENDMILL TOOL - 2 DIA. N3588 G2 Y306.893 R10.909 OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 12. ) N3590 G1 X407.488 N104 T2 M6 N3592 G3 Y328.71 R10.909 N106 G0 G90 G54 X311.657 Y239.599 A0. N3594 G1 X49.909 S2200 M3 N3596 G2 Y350.528 R10.909 N108 G43 H1 Z50. N3598 G1 X133.366 N110 Z3. N3600 G3 Y372.346 R10.909 N112 G1 Z1. F500. N3602 G1 X34.909 N114 G2 X311.479 Y246.797 Z.407 I-.089 N3604 Z9. F8. J3.599 N3606 G0 Z50. N116 X311.657 Y239.599 Z-.185 I.089 N3608 M5 J-3.599 N3610 G91 G28 Z0. …………………… N3612 G28 X0. Y0. A0. …………………… N3614 M30