CAXA实例造型与加工.docx
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CAXA实例造型与加工
CAXA实例造型与加工
教学班级:
数控班
教学目的与要求:
1.掌握曲线绘制的方法,包括(曲线相关的基本概念、直线造型、圆的造型、圆弧的造型、点绘制、其它的命令:
如椭圆、等距线、相关线、文字等);
2.掌握几何变换的方法和特点,包括(曲线编辑曲线裁剪、几何变换平移、几何变换综合实例练习)
3.熟悉直纹面、旋转面、扫描面等曲面的绘制方法, 掌握曲面裁剪、曲面过渡、曲面缝合、曲面拼接等曲面和曲线的编辑方法。
4、熟悉利用曲面进行线框造型的基本步骤;掌握零件构造的基本方法。
教学时数:
4学时
教学重点与难点:
1.绘制连杆轮廓图 和吊钩的曲面造型
2.曲线绘制的方法、
3.几何变换的方法、
4.曲面的绘制和编辑方法
教学类型:
新课
教学方法:
讲授法、演示法和练习法
教学过程:
课时一、绘制平面轮廓图和线架模型
一、相关知识 1.曲线生成
CAXA制造工程师为曲线绘制提供了十六项功能:
直线、圆弧、圆、矩形、椭圆、样条、点、公式曲线、多边形、二次曲线、等距线、曲线投影、相关线、样条->圆弧和文字等。
用户可以利用这些功能,方便快捷地绘制出各种各样复杂的图形。
利用CAXA制造工程师编程加工时,主要应用曲线中的直线、矩形工具绘制零件的加工范围。
直线中的两点线就是在屏幕上按给定两点画一条直线段或按给定的连续条件画连续的直线段。
(1)单击直线
按钮,在立即菜单中选择两点线。
(2)按状态栏提示,给出第一点和第二点,两点线生成。
矩形是图形构成的基本要素,为了适应各种情况下矩形的绘制,CAXA制造工程师提供了两点矩形和中心_长_宽等两种方式。
两点矩形就是给定对角线上两点绘制矩形。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择两点矩形方式。
(2)给出起点和终点,矩形生成。
中心_长_宽就是给定长度和宽度尺寸值来绘制矩形。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择中心_长_宽方式,输入长度和宽度值。
(2)给出矩形中心(0,0),矩形生成7
2.曲线的编辑
曲线编辑包括曲线裁剪、曲线过渡、曲线打断、曲线组合和曲线拉伸五种功能。
曲线编辑安排在主菜单的下拉菜单和线面编辑工具条中。
曲线裁剪中的快速裁剪是指系统对曲线修剪具有指那裁那快速反映。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择快速裁剪和正常裁剪(或投影裁剪)。
(2)拾取被裁剪线(选取被裁掉的段),快速裁剪完成。
曲线过渡就是对指定的两条曲线进行圆弧过渡、尖角过渡或对两条直线倒角。
曲线过渡共有三种方式:
圆弧过渡、尖角过渡和倒角过渡。
圆弧过渡:
用于在两根曲线之间进行给定半径的圆弧光滑过渡。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择“圆弧过渡”,输入半径,选择是否裁剪曲线1和曲线2。
(2)拾取第一条曲线,第二条曲线,圆弧过渡完成。
过渡前 过渡后
尖角过渡用于在给定的两根曲线之间进行过渡,过渡后在两曲线的交点处呈尖角。
尖角过渡后, 一根曲线被另一根曲线裁剪。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择“尖角裁剪”。
(2)拾取第一条曲线,第二条曲线,尖角过渡完成。
(a) 过渡前 (b) 过渡后
倒角过渡
倒角过渡用于在给定的两直线之间进行过渡, 过渡后在两直线之间有一条按给定角度和长度的直线。
倒角过渡后, 两直线可以被倒角线裁剪,也可以不被裁剪。
(1)单击
按钮,在立即菜单中选择“倒角裁剪”,输入角度和距离值,选择是
否裁剪曲线1和曲线2。
(2)拾取第一条曲线,第二条曲线,尖角过渡完成。
说明:
曲线绘制用于生成曲线,编辑功能是对已有曲线进行修改,几何变换则主要对图形进行定位和复制新图线。
一般图形不可能一次到位,即一次绘制就完全成形并到位,而应更多地依靠编辑和变换功能。
这利于降低难度,提高效率。
快速裁剪就相当于在AutoCAD下发出修剪指令后击右键——即以所有可视的对象为潜在的修剪边。
草图的生成方式有两种:
绘制或将空间曲线投影。
绘制方法:
课时二、吊钩的曲面造型
造型思路:
由图样可知吊钩是构造其凸模。
在构造时首先应使用空间曲线构造其的空间线架(平面轮廓线和各截面轮廓线),然后利用网格面+旋转面生成曲面。
也可以利用导动面+旋转面生成曲面,最后使用曲面裁剪实体的方法生成曲面完成造型。
造型步骤:
方法一:
利用导动面+旋转面
(1)绘制平面轮廓线。
设置当前平面为XY面,用CAD绘图方式绘制如图3-4所示平面图形。
(2)绘制各截面轮廓线,如图3-5所示。
(3)绘制直纹曲面,如图3-6所示。
图3-4 吊钩平面图 图3-5绘制各截面轮廓线 图3-6绘制直纹曲面 (4)打断R119曲线并将其组合为整段,作为导动线,如图3-7所示。
图3-7组合曲线作为导动线
(5)单击导动面,选择方式,如图3-8所示。
按系统提示,拾取第一条导动线并选择方向,如图3-9所示。
按系统提示,拾取第二条导动线并选择方向。
按系统提示,拾取截面曲线(在第一条导动线附近),如图3-10所示。
图3-8导动面选择方式 图3-9拾取第一条导动线并选择方向 图3-10拾取第二条导动线并选择方向
(6)重复第4、第5步骤,完成其他截面导动面,如图3-11所示。
图3-11完成其他截面导动面 图3-12
(7)吊钩尖部的曲面绘制,绘图提示:
选择旋转面绘制。
绘制旋转轴线,如图3-12所示。
单击旋转面,设定参数,如图3-12所示。
(8)生成底面:
单击“矩形”,长度为300 mm,宽度为400 mm,按回车键,输入0,- 180,完成矩形绘制,单击“平面”按钮,在立即菜单中选择“裁剪平面”,拾取矩形外轮廓线和内轮廓线,单击鼠标右键确认,生成裁剪平面,完成吊钩模型的曲线造型。
方法二:
利用网格面+旋转面
将平面轮廓线除吊钩鼻尖外的内外轮廓线组合起来,利用网格面生成吊钩鼻尖外曲面。
课后作业
上机绘制第二章的实例及练习,要求能最快最好的绘制出图形。
课时三、可乐瓶底的造型
本例为我们每天都看能看得到的可乐瓶底的造型的凹模。
尺寸按实物测量而成。
如果软件的造型功能不强大,造此型并非易事,而在CAXA/V2制造工程师中却是轻而易举。
当单纯用实体造型很难做出来时,如何充分利用软件中提供的的曲面和实体的完美结合来做出本造型。
1. 按F7切换到XOZ平面。
按图1、图2做二个截面。
先画一个42..5X37的矩形,然后平
移矩形的左上角到0,0,0点,做等距线,结果如图1所示。
图1
2. 经过裁剪和删除得到图2。
结果如下图2
图2
3. ①选圆弧中的二点半径,作圆弧过P1、P2点并且与已知直线L1相切。
②选圆中的二点半径,作R6的圆与已知直线L2相切,并过直线端点P4。
③选直线中的二点线,过直线端点与R6圆弧相切。
结果如下
图3。
4. ①选二点半径作圆C1半径6,与R6相切并且过端点P5。
②选二点半径作圆C2半径6,
与C4相切并且过L2与C4交点。
③选二点半径作圆C3并且与C1、C2相切。
结果如下图。
5. 对不需要部分进行裁剪和删除,结果如下图5。
图5
6. 把此图用拷贝方式在XOY平面内以0,0,0点为中心,旋转41.6度,并把不需要的图
素删除。
这们做的目的因为所要作的二个截面中有一部分图素互相重叠,所以要先把它以拷贝的方式旋转到它应该在的位置,以减少作图量,提高作图效率。
旋转后的结果如图6。
图6
7. 把旋转后的各图素组合为一样条曲线。
至此,第一个截面线完成
8. 现继续做XOZ面内和第二条截面线。
因为上一步用的是拷贝旋转,所以完全保留了原
来的图形。
删除C1、C2、C3,并倒二处圆角R6,结果如图7。
图7
9. 删除不需要的图素,组合为样条线,至此第二截面线完成。
将此线以拷贝的方式在XOY
面内旋转11.2度。
再作二个圆(0,0,0,R42.5)和(0,0,-32,R8)。
结果如下图8。
图8
10. 瓶底分为5 个相同的部分,所以我们只要做出其一部分,通过阵列就可以得到全体,
这是一种简化作图的方法,我们应该充分利用软件提供的这些功能。
阵列方法如下:
按阵列按钮,选圆形阵列,选中三条截面线,点鼠标右键确认,选(0,0,0)点为阵列
中心,按鼠标右键确认,立刻得到如下结果:
图9
11. 至此为构造曲面所作的线架已经完成。
按F5键进入俯视图,看图10。
按网格面按钮,
按下边的提示,依次拾取U截面线共2 条,依次拾取V截面线共15条,稍等片片刻曲面生成。
图10
12. 中心R8部分曲面可以用二种方法来作:
①裁剪平面。
②直纹面(点+曲线)。
本例用点
+曲线来做。
这样做的好处是在做加工时,这二张面可以一同用参数线来加工,面裁剪
平面不能与非裁剪平面一起来加工。
按直纹面按钮,选点+曲线,按左下方提示,先拾取圆心点,再拾取R8圆,直纹面立即生成。
利用拾取过滤把线框隐藏掉,结果如下图11。
图11
13. 至此可乐瓶底的曲面造型已经作完。
下一步的任务是如何选用曲面造型造出实体。
造型
的思路是先以瓶底的上口为准,先造一立方体,然后用这二张面把不需要的部分截掉,得到我们要求的凹模形腔。
多曲面截实体在上一个版本的的制造工程师中是没有的。
首
先进入草图,在XOY面上,以坐标零点为中心作一个`120X120的正方形,向下拉伸50,结果为一立方实体。
点取曲面裁剪除料按钮。
在拾取过滤中选取曲面加亮选项,这样当鼠标移到曲面上时,曲面的边缘会被加亮。
为了更便于拾取,可以退出真实咸显示,进入线架显示,直接点取曲面的网格线,拾取二个曲面后,注意一下除料方向的选择,以便得到正确的结果。
曲面除料完成后,把曲面隐藏掉。
造型的结果如下:
图12
课时四、可乐瓶底的加工
我们造型的目的最终是要进行加工,把设计的构想变为现实,数控铣加工是重要的手段之一。
当我们拿到一个工件和图纸后,总是要根据零件的形状特点和软件提供的加工功能来制定我们的加工方案。
CAXAME/V2制造工程师,提供了多种加工加工方法,如平面轮廓、平面区域、参数线加工,曲面区域加工、曲面轮廓加工、限制线加工、投影加工,空间曲线加工、等高线加工、粗加工等十种加工方式,每一种加工方式,针对不同工件的情况,又可以有不同的出色表现基本上满足了数控铣床、加工中心的编程和加工需求。
数控铣、加工中心的加工的工件一般都是六面加工好,满足找正和装卡要求的。
因此本工件加工的第一项任务就是如何迅速的去除型腔中的余量,而数控铣、加工中心加工效率的高低,很大程度上取决于粗加工去余量的快慢。
CAXA-ME/V2制造工程师,提供了一种粗加工的方法,它把整个型腔根据编程者给定的参数,自动分为多层,而每一层中又相当于一个平面区域加工。
它适用于平刀,球刀,和带R的平刀。
因此,它可以高效可靠的去除型腔内的余量,并可以根据精加工的要求,留出余量,为精加工打下一个好的基础。
根据本例的形状特点,难于用普通铣床进行粗加工,而用CAXA-ME/V2制造工程师,却是一件轻而易举的事。
下面按粗加工、精加工的顺序介绍一下可乐瓶底的加工方法。
1. 粗加工:
利用实体上表面的四个角点,做一个正方形,做粗加工的轮廓。
选应用→轨迹生成→粗加工,出现对话框,粗加工参数按对话框中的值输入,刀具用R5球刀,起止高度60,安全高度50,输入相应的主轴转速,F进给速度。
点确定。
图13
2. 根据左下方的提示拾取轮廓,拾取曲面。
拾取曲面可以按W键,全部选中。
按右键确
认以后系统开始计算,稍候,得出轨迹如下图14。
图14
3. 精加工:
本例可以直接加工原始的曲面,这样会显得更简单一点。
也可以直接加工实体。
但曲面截实体以后形成的实体表面比原始的曲面要多一些。
本例内型腔表面为5 张曲
面。
本例精加工可以采用多种方式,如参数线、等高线+等高线补加工、放射线加工等。
下面仅以参数线加工为例介绍软件的使用方法,和注意事项。
曲面的参数线加工要求曲面有相同的走向、公共的边界,点取位置要对应。
选应用→轨迹生成→参数线加工弹出参数线加工参数表,按表中内容设置好,刀具R5球刀,F进给速度等,按确定。
按左下边的提示拾取曲面,当把鼠标移到型腔内部时,曲面自动被加亮显示,拾取同一高度的二张曲面后,按鼠标右键确认,根据左下边的提示,完成相就的工作,最后生成轨迹
曲面参数线表
曲面参数线加工轨迹
4. 如果我们把轨迹生的功能灵活运用一下,我们也可以得到软件未提供的轨迹生成方式。
下面的放射状加工就是一例。
用户可以试着去做。
放射状加工
究竟用哪一种加工方式来生成轨迹,要根据所要加工形状的具体特点,不能一根而论。
对于本例来说,我认为还是参数线方式加工效果最好。
总之,最终加工结果的好坏,是一个综合性的东西,它不单纯决定于程序代码的优劣,还决定于加工的材料,刀具,加工参数设置,加工工艺、机床特点等等。
几种因素配合好了我们才能够加工出一件好活来。
我们希望和广大用户一起用好我们的CAXA-ME/V2制造工程师,用您的数控铣床雕刻出一件件精美的作品。
课后体会:
平面图形的绘制是CAXA ME的最基本知识,学生应该熟练掌握它。
所以本节课主要通过几个典型实例介绍了曲线的绘制和编辑命令,从而使学生“现炒现卖”,不但掌握了基本的命令,更重要的是掌握了绘图技巧,从而提高了绘图效率。
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- 关 键 词:
- CAXA 实例 造型 加工