計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

實(shí)齡新導(dǎo)節(jié)

班級(jí)：__________________

姓名：__________________

學(xué)號(hào)：__________________

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械工程系

機(jī)械制造教研室編

2013.01

目錄

實(shí)驗(yàn)一MasterCAM軟件環(huán)境與基本操作.................錯(cuò)誤!未定義書簽。

實(shí)驗(yàn)二旋鈕零件的CAD建模...........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

實(shí)驗(yàn)三旋鈕零件的CAM部分..........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

實(shí)驗(yàn)四快餐盒凹模的建模與加工........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

實(shí)驗(yàn)一MasterCAM軟件環(huán)境與基本操作

一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉MaslerCAM軟件界面及運(yùn)行環(huán)境的配置。

2.熟悉二維圖繪制和編輯命令的操作。

二實(shí)驗(yàn)設(shè)備及簡(jiǎn)介

1.硬件要求

PC電腦要求CPU為PIII450以上，內(nèi)存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應(yīng)有

5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標(biāo)器。具有標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。

2.軟件要求

操作系統(tǒng)：Windows2(X)0(或WindowsXP)<,

應(yīng)用軟件：MasterCAM

三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉Creat菜單下二線繪圖命令的操作。熟悉Modify、Xform菜單下的圖形編輯命令的

操作。用鼠標(biāo)繪制和編輯點(diǎn)、直線、圓、圓弧、曲線等幾何曲線。

四實(shí)驗(yàn)步驟

步驟1：上機(jī)，運(yùn)行MasterCAMDesign模塊。工作窗口如圖L1所示：

圖LIMasterCAM的工作窗I」

步驟2：熟悉Screen菜單下的Configure中各項(xiàng)設(shè)置。

選擇Screen-----?Configure-----?Allocations如圖1-2所示

某

些

功

能

的

最

大

值

設(shè)

置

公制英制的轉(zhuǎn)換

圖1-2配置

選擇Screen------?Configure------?Tolerances如圖1-3所示

設(shè)

置

公

差

值

圖1-3公差設(shè)置

選擇Screen------?Configure------?Screen如圖1-4所示

2、選擇graphics

3、點(diǎn)擊這個(gè)

4,選擇ok按鈕選擇顏色

1、點(diǎn)擊systemcolors按鈕---

圖1~4屏幕設(shè)置

>其他設(shè)置，選擇Screen,如圖1-5所示

Screen:

Configure一系統(tǒng)配置

Statistics

Endpoints

Clrcolors一清除顏色

Chgcolors一改變顏色

Chglevels一改變圖層

Chgjtlribs一改餐線形

Surfdisp

一顯示曲面

Blank

f隱藏圖素

Nextmenu

圖1-5其他設(shè)置

步驟3：熟悉Creat菜單下基本繪圖命令，主要為PointsCircleArc、Line、Spline^

Rectangular^Ellispe、Text子菜單卜.的各項(xiàng)命令及選項(xiàng)。

例如，點(diǎn)的輸入是MaslerCAMCAD系統(tǒng)中最基本和最重要的指令之一，圖1-6為10

種點(diǎn)的輸入方式。

10

種

產(chǎn)

生

點(diǎn)

的

方

法

圖1一6點(diǎn)的輸入方式

步驟4：熟悉Modify菜單下的各項(xiàng)命令，主要為Fillet、Trim、Break>Extend>Drag

子菜單下的各項(xiàng)命令及選項(xiàng)。例如修剪幾何元素的方式如圖1—7所示。

AnalyzeFillet

Create—2entities

FileBreak3entities

Modify---------JoinTopoint

Xform%NormalMany

DeleteCptsNURBSClosearc

ScreenXtoNURBSDivide

SolidsExtend

ToolpathsDragSjirface

NCutilsCnvto^rcs

圖1一7幾何元素的修剪

步驟5：熟悉Xforni菜單下的各項(xiàng)命令,主要為Mirror、Rotate、Scale、ScaleXYZ^Translate、

Offset、Ofsctour子菜單下的各項(xiàng)命令及選項(xiàng)。

步驟6：練習(xí)繪制卜.列幾何圖形

>練習(xí)一

SHTl|D\A|G|WORK

實(shí)驗(yàn)二旋鈕零件的CAD建模

一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉Cplane和Gview下各項(xiàng)設(shè)置，主要為3D、Top、Front、Side、Number、Entity

Rotate、Mouse的用法。

2.理解Z向深度及設(shè)定方法。

3.掌握三維線框圖形構(gòu)建的思路和技巧。

二實(shí)驗(yàn)設(shè)備及簡(jiǎn)介

I.硬件要求

PC電腦要求CPU為P1II450以I-.,內(nèi)存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應(yīng)有

5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標(biāo)器。具有標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。

2.軟件要求

操作系統(tǒng)：Windows2000(或WindowsXP)。

應(yīng)用軟件：MastuiCAM

三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉MasterCAM三維繪圖命令和操作，掌握三維線框模型的構(gòu)建。建立如圖2—1所示

的旋鈕線框模型。

圖2—1旋鈕的三維線框模型

四實(shí)驗(yàn)步驟

步驟1：打開(kāi)MasterCAM,的MILL模塊，用虛線先畫出輔助線。

>設(shè)置線型：?jiǎn)螕鬉ttributes」會(huì)出現(xiàn)圖2—2所示對(duì)話框:

所在層數(shù)

>畫輔助線，使用create------>line命令:

AnalyzeBointJ_____Horizontal

Create---------------------?LineVertical

EileArcEndpoints

ModifyEilletMulti

XformSplinePolar

DeleteCurvelangent

ScreenSyrfacePeipendclr

SolidsRectangleParallel

loolpathsDraftingBisect

HCutilsNextmenuCloses)

然后輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：10.-12,157),把鼠標(biāo)向上拉,直到足夠長(zhǎng)的線段出現(xiàn)(線長(zhǎng)須

大于40),在左下角可以看到線的長(zhǎng)度

再畫水平線:

Create?Une>.Horizontal

輸入點(diǎn)的坐標(biāo)(-8,0,15.7),然后把它向右拉到足夠長(zhǎng)(大于15)。輔助線就畫完了，

用圖2—2的命令把線換回實(shí)線。

步驟2：設(shè)置視圖方式

為了學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)時(shí)可以很好的看到作圖過(guò)程的錯(cuò)誤“我們把視圖分為兩個(gè)視圖，一個(gè)是

根據(jù)需要的繪圖平面，一個(gè)是軸側(cè)視圖：

AnalyzeConfigureSetmain

CreateStatisticsCenter

EileEndpointsHide

ModifyCjrcolorsSei.grid

XformChgcolorsAutoCursorY

DeleteChglevelsRegenerate

ScreenChgattribsToclipbrd

SfllidsSurfdispCombviews

loolpathsViewports

NCutilsNextmenuElot

出現(xiàn)如圖2-3所示的對(duì)話框:

分成上下兩

選擇這個(gè)個(gè)視圖

把圖分為

還可以根據(jù)需要

選擇其他

圖2—3Viewports設(shè)置

單擊—變_I之后出現(xiàn)圖2-4所示界面，其中左右兩個(gè)視圖都可以作圖。

o

兩個(gè)視圖

一的分界線

+

□這邊為俯視圖這邊為軸側(cè)視圖

圖2-4繪圖界面

步驟3：鏡射(Mirror)

再用水平線命令畫水平線，輸入點(diǎn)(0,?15.7,15.7)后，不按任何鍵，直接輸入長(zhǎng)度

5。完成了一條線段?，F(xiàn)在要把這條線段做鏡射：

Analyze

Create

Eile

Modify

Xform

Qelete

ScreenOfs￡tour

Solids

JoolpathsStretch

NCutilsRoll

完成對(duì)稱軸之后會(huì)出現(xiàn)卜.面對(duì)話框:

選擇3甌后，_____鬟_(dá)__I就把線段對(duì)稱復(fù)制過(guò)去了。

步驟4：I出I圓:

AnalyzePointPolar

UneEndpoints

3points

ModifyTangent半徑和圓心

XformSplineCirc2pts

DeleteCurveQrc3pts

ScreenSurfaceCircpt*rad

SolidsRectangleCircpt*dia

ToolpathsDraftingCirc

HCutilsNextmenu

輸入半徑為8,把鼠標(biāo)移到左邊的繪圖區(qū)會(huì)有一個(gè)半徑為8的圓，跟隨鼠標(biāo)移動(dòng)，捕捉

兩虛線的交點(diǎn)，點(diǎn)擊左鍵，即可。但是我們?cè)谳S側(cè)視圖上發(fā)現(xiàn)所畫圓的圓心不在兩虛線的交

點(diǎn)上，而是在與兩虛線所在平面的另外一個(gè)平面上，如圖2—5所示：

確定后，發(fā)現(xiàn)原心不在兩

虛線的交點(diǎn)上，而是在兩

虛線所在平面平行的另一

個(gè)平面上./,

圖2—5錯(cuò)誤的圓心位置

這就是大家要注意的Z深度，因?yàn)樵贛asterCAM的系統(tǒng)中，和AutoCAD,UG的系統(tǒng)

一樣的，只能在XY平面畫圖,不在這平面上的，要通過(guò)XY平面的平移或旋轉(zhuǎn)。而MasterCAM

是通過(guò)Z深度來(lái)限制的。

單擊LZ：0.000捕捉，選擇兩虛線的交點(diǎn)，此時(shí)，Z深度變?yōu)?/p>

Z:15,700再用原來(lái)的方法:

Create---------?Arc■畫圓。正確結(jié)果如圖2

—6所示。

繪制直線。

圖2-6正確的圓心位置

接卜來(lái)將直線和圓圓滑過(guò)渡，連接的圓弧半徑為12.5

Create?langent.2entities

出現(xiàn)半徑值的輸入框，輸入12.5。然后選擇上圖右視圖所示的兩個(gè)相切元素，此時(shí)出現(xiàn)

很多個(gè)圓如圖2—7所示，選擇我們需要的圓。用同樣的方法或用鏡射，完成另一邊。

AnalyzeFillet|1entity

Create------2entities

FileBreak3entities

Modify---------JoinTopoint

XformKNormalMany

DeleteCptsNURBSClosearc

ScreenXtoNURBSDivide

SolidsExtend

ToolpathsDragSurface

NCutilsCnvtoarcs

保留的線，如果選

到圓外則保留圓外

再用zentities把圖形修剪為圖2—8所示。（具體過(guò)程可以自己揣摩一下）

步驟6：旋轉(zhuǎn)構(gòu)圖平面作圖

我們以上圖所示為圓心，作半徑為5的圓。

Create----------?Arc-----------?Circpt4rad

輸入半徑為5,捕捉圓心，后發(fā)現(xiàn)并非我們所需要的圓，如圖2—9所示。

圖2—9構(gòu)圖平面設(shè)置不正確導(dǎo)致圓的方位錯(cuò)誤

說(shuō)明我們所在的構(gòu)圖平面不是我們所需要的。那就要旋轉(zhuǎn)構(gòu)圖平面:

Off

Normalkt

Nextmenu

輸入90（繞X軸旋轉(zhuǎn)90度）后保存。還有一個(gè)注意的問(wèn)題就是z深度為15.7。圖2-

10是兩種不同Z深度畫出來(lái)的圓。

Z?果度為0

圖2—10Z方向深度不同時(shí)畫出的圓

在Z深度為15.7平面上作圖。作完后，使用之前已經(jīng)用過(guò)的修剪（Trim）將圓的下半

部分剪去，保留上半圓。

步驟7：再把Z深度定為0,點(diǎn)擊*115.700，輸入0,回車之后繼續(xù)畫圓弧

Analyze

〔CreateEndpoints

Elle3points

Modifylanqent

XformQrcZpts

DeleteCurveQrc3pts

ScreenSurfaceCircpt?fad

SfilidsBectangleCirc

JoolpathsDraftingGrcpt?edg

NCutilsHextmenu

選擇開(kāi)始點(diǎn)

用同樣的方法繼續(xù)完成左邊的圓弧，這次用終點(diǎn)

輸入半徑為3.5。輸入圓弧起始和結(jié)束時(shí)的角度

起始角度

Entertheinitialangle

(orX,Y^,R,D,L,S,A,?)

Enterthefinalangle

(orX,Y,Z,R,D,L,SA?)

步驟8：接著完成頂邊的弧。把右邊的弧旋轉(zhuǎn)90度，即可:

旋轉(zhuǎn)點(diǎn)

繞著旋轉(zhuǎn)點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)90度

具體操作步驟如下:

ScreenOfs￡tour

Sfilids

JoolpathsStretch

NCutilsRoll

lQ°neI之后。選擇旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。

復(fù)制

旋轉(zhuǎn)角度

完成之后會(huì)發(fā)現(xiàn)圖形不對(duì),

復(fù)制以后的弧和

以前的戶在同一

平面上

這是因?yàn)槲覀兯x的繪圖平面不對(duì)，必須把構(gòu)圖平面再次旋轉(zhuǎn)。我們之所以犯那么多錯(cuò)

誤多數(shù)是因?yàn)闆](méi)有留意Z深度和構(gòu)圖平面，因此在我們構(gòu)圖的時(shí)候要注意這類問(wèn)題。現(xiàn)在

把坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)回來(lái)。

Off

lop

Front

Side

Cplane:FNumber

輸入-90度，把坐標(biāo)系復(fù)原，我們用上面的命令再次旋轉(zhuǎn)。即可完成我們的圖形。

步驟9：現(xiàn)在再把它旋轉(zhuǎn)Y*叩I,90度。Z深度為15.7。作一條垂直線，和半

圓相交，然后再修剪。

步驟10：我們?cè)俅伟褬?gòu)圖平面旋轉(zhuǎn)回米，Y+UPL-90度，新建如下圖所示的

直線。其Z向深度為207并保證線段足夠長(zhǎng)。

我們多次旋轉(zhuǎn)是為了讓讀者熟悉構(gòu)圖平面的旋轉(zhuǎn)，如果較為熟悉了可以用

同電四個(gè)快捷鍵。

步驟H：用直線連接左右圓弧，Z深度定為19.2(可捕捉左或右圓弧的頂點(diǎn))。單擊畫

旋轉(zhuǎn)作圖坐標(biāo)，畫一個(gè)半徑為12.24的圓，圓心在(0,30.715,0)。然后修剪。注意選擇物

體的先后順序。完成后如用2—11所示。

圖2—11連接左右兩段圓弧

步驟12：然后以圖2—11所示的起點(diǎn)繪制一條足夠長(zhǎng)的水平線和一個(gè)圓，完成后的圖

如圖2—12所示。

我們畫的圓

圖2—12新建圓和直線

步驟13：打斷和修剪

時(shí)圖形進(jìn)行修剪，先把圓打斷。

AnalyzeEillet2pieces

CreateIrimAtlength

FileBreakMnypieces

ModifyJoinAtinters

XformNormalSpltoarcs

DeleteQ)tsNURBSQrafl/line

ScreenXtoNURBSHatch/line

SfllidsExtend^data/line

JoolpathsDragBreakdr*

Cnvto立res

NCutils

然后選擇要打斷的物體，最后選擇打斷點(diǎn)就可以把物體打斷。

完成后，刪除多余的弧。并修翦直線。完成后的圖形如圖2—13所示:

圖2—13打斷并修剪圓弧和直線

步驟14：再將直線和圓弧圓滑過(guò)渡，如圖2—14所示:

圖2—14將直線和圓弧圓滑過(guò)渡

步驟15：畫橢圓

最后再畫橢圓就可以完成旋鈕的CAD部分了。

Analyze

PointChamfer

Create

LineLetters

File

ArcPattern

Modify

FilletEllipse

Xform

SplinePolygon'

DeleteCurve

Bound,box

ScreenSurface

Eplot*

Solids

RectangleGear

Toolpaths

DraftingHtable*

NCutilsNextmenu

AradiusAradius

Bradius/Bradius

StartangleStartangle

Endangle輸入數(shù)值Endangle

Rotangle

Doit

輸入數(shù)值中，A為11/2,B為8.5/2。完成后我們發(fā)現(xiàn)橢圓位置不對(duì)，這是因?yàn)闃?gòu)圖平

面的選擇有問(wèn)題。如圖2—15所示。

構(gòu)圖平面不對(duì)

最終結(jié)果婦圖2

圖2—16旋鈕CAD部分的最終結(jié)果

實(shí)驗(yàn)三旋鈕零件的CAM部分

一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握用昆氏曲面在線框模型的基礎(chǔ)上直接構(gòu)建曲面的方法。

2.掌握用MasterCAM軟件自動(dòng)生成加工路徑方法。

二實(shí)驗(yàn)設(shè)備及簡(jiǎn)介

1.硬件要求

PC電腦要求CPU為PIII450以上，內(nèi)存為128MB以上，32MB以上顯存，硬盤應(yīng)有

5G空間供使用。一般要求15英寸以上顯示器，并推薦使用三鍵鼠標(biāo)器。具有標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。

2.軟件要求

操作系統(tǒng)：Windows2(X)0(或WindowsXP)<,

應(yīng)用軟件：MasterCAM

三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在試驗(yàn)二所建立的旋鈕線框模型的基礎(chǔ)上，用昆氏曲面直接構(gòu)建曲面。生成如圖3-1

所示的曲面模型。并用MasterCAM自動(dòng)生成圖3—1所示模型的加工路徑。

黑色的是線框模型.

圖3—1由試驗(yàn)二所建線框模型所生成的旋鈕曲面模型

四試驗(yàn)步驟

步驟1：把視圖恢復(fù)為一個(gè)視圖

AnalyzeConfigureSetmain

CreateStatisticsCenter

FileEndpointsHide

ModifyOrcolorsSei.grid

XformChgcolorsAutoCursor丫

DeleteChglevelsRegenerate

IScreenkChgattribsToclipbrd

SolidsSurfdispCombviews

ToolpathsBlankViewpo1ts、

NCutils——?----------1-Pl^t

選擇一個(gè)視圖Viewports21兇

9K|Gancel|Help

步驟2：把圖形的各線段在各交點(diǎn)處打斷

Fn

Analyze-let2pieces

I

CreaterimAtlengthR

ea

FileBrMnypieces

ModifyJoin皈Atinters

XformNormalSpltoarcs

DeleteCptsNURBSDraft/line

ScreenXtoNURBSHatch/line

SolidsExtendCdata/line

ToolpathsBragBreakcir*

NCutilsCnvtoarcs

選擇上圖的各線段。全部打斷。

步驟3：確定切削方向和截?cái)嗝娣较?/p>

昆氏曲面是把曲面分成若干個(gè)小曲面組成。每個(gè)小曲面叫^面(patch)。要作昆氏曲面，

必須確定兩個(gè)方向：切削方向(Alongcontours)和截?cái)嗝娣较?acrossconlours)。注意：方向不

同曲面的光滑程度也不一樣。

我們確定切削方向和截?cái)嗝娣较蛉鐖D3-2所示。

圖3—2旋鈕模型的切削方向和截?cái)嗝娣较?/p>

各方向的^面數(shù)如圖3—3?圖3-5所示。

要做這兩個(gè)面

/

圖3—5切削方向^面數(shù)：1,截?cái)嗝娣较騘面數(shù)：I

總結(jié)：^面數(shù):切削方向夠面數(shù)*截?cái)嗝娣较騘面數(shù)。切削方向^面數(shù)：就是切削方向是

有多少個(gè)面組成的；截?cái)嗝娣较騘面數(shù)：就是截?cái)嗝娣较蚴怯卸嗌賯€(gè)面組成的。

步驟4：完成昆氏(Coons)曲面

依次選擇菜單:

Analyze

Create

File弋

Modify

Xform

Delete

Screen

Solids

ToolpathsDraftingTrim/extend

NCutilsNextmenuNextmenu

出現(xiàn)如下圖所示對(duì)話框:

輸入正確的^面數(shù)

切削方向^面數(shù)

線條選擇順序如下圖所示:

如卜圖所示依次選擇切削方向的第二、第三條線:

如卜圖所示選擇截?cái)嗝娣较虻木€段:

ModeTolerance

OptionsTypeN

Partial

Reverse

Changestrt

Changeend

Unselect

步驟5：在此基礎(chǔ)上繼續(xù)完成如下圖所示曲面:

這一過(guò)程請(qǐng)同學(xué)自己完成，需要注意的是：有一個(gè)方向沒(méi)有線，是一個(gè)點(diǎn)，必須在卜.圖

所示菜單中選擇Poinl

|ModekChain

OptionsWindow

PartialSingle

ReverseSection

Changestrt

ChangeendSync

UnselectLast

DoneUnselect

Done

然后把這個(gè)特征鏡像就可以得到下圖所示的模型了。

步驟6：在面上挖一個(gè)橢圓

依次按下列圖示操作

AnalyzeTofurves

CreateToplane

ElleTosurfaces

ModifykFlatbndy

XformSplit

DeleteUntrim

ScreenRemovebndy

SfllidsFillholes

Joolpaths

NCutilsExtend

選擇這三個(gè)面

完成后。選擇要保留的部分。在圖形上點(diǎn)擊一下就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小箭頭，如下圖所示:

出現(xiàn)的箭頭

在不屬于橢圓的范圍內(nèi)點(diǎn)擊一卜，就會(huì)完成卜.圖所示模型

步驟7：牛成i力界曲線與昆氏（Coons）曲面

AnalyzePointConstparam

CreateLinePatchbndy

FilekArcFlowline

ModifyFilletDynamic

XformSplineSlice

DeleteCurveintersect

ScreenSurfaceProject

SolidsRectanglePartline

JoolpathsDrafting|Qneedge&

NCutilsNextmenuAlledges

/

此時(shí)，會(huì)在曲面的邊緣產(chǎn)生曲線。把曲線打斷,再與卜.圖所示的弧線做（2*2的）昆氏

曲面。

第三或斷面方第三切削方

向的第一二條向的第二條

線是點(diǎn)、\繞第二我斷面方

第二切削向的第二條線

方向的第一

二條線

第一切

削方向

的第二

條線

第

切第一截?cái)嗝娣较?/p>

一T

第

切

削的第一二條線是

向

方

，

一

截

第

二

即

向

的

第

/彷點(diǎn)

方

一

面

新

的

條

第

建

一

第

的

條

向

綾

線

條

一

步驟8：完成分模面

把文件視圖變?yōu)檎曀?。畫一矩形O大小要比旋鈕大，如下圖所示:

矩形

選擇如下圖所示的菜單，完成分模面。

AnalyzeEillet1entityTocurves

Create2entitiesToplane

EileBreak3