CADCAM基础上机试验Word文件下载.docx
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五、任选一款CAD造型软件,实现图7-10种任一图形的三维造型。
时间安排:
时间完成任务
2011年11月29日图形程序设计编程与调试
2011年11月30日图形变换程序设计与调试
2011年12月2日参数化绘图程序设计与调试
2011年12月4日子图形法绘图程序设计与调试
2011年12月5日完成实体造型
2011年12月6日完成课程设计报告
2011年12月7日进行答辩
指导教师签名:
年月日
系主任(或责任教师)签名:
实验一图形程序设计编程与调试
1、问题描述:
绘制如图一所示的图案
图1.1所示的图案外貌看似很复杂,但它是由基本图形(正方形)经过变换而构成的。
2、图形分析
从图1所示的图案中可以分析出:
它是由16个相似的方块拼接而成;
每一个方块是一个由正方形形成的螺旋图案,而每个相邻方块的螺旋方向相反。
假设逆时针旋转为正,顺时针旋转为负(反),则图案中螺旋方块的正、反拼接结构如图2所示。
组成整个图案的每个方块,是由正方形边旋转和缩小形成,且经过旋转和缩小的正方形的四个顶点刚好在前一个正方形的四条边上,见图3所示。
图3两个正方形的关系
图2拼接规则
图1正方形螺旋拼块
下面讨论两个相邻正方形之间的几何关系:
设两个正方形的外接圆半径分别为R1和R2,边长为al和a2,旋转角度为θ。
则两个正方形之间的缩小系数为:
f=a2/a1
经过旋转和缩小后的正方形2的四个顶点刚好位于正方形1的四条边上,所以,这个缩小系数和转角θ紧密相关。
从图3中可看出,在直角三角形PQS中:
QS=a2×
sinθ
PS=a2×
cosθ
QS十PS=al=a2×
(sinθ十cosθ)
所以:
f=a2/a1=1/(sinθ十cosθ)
考虑到转角θ可以取正值(逆时针转)或负值(顺时针转),但缩小系数f总为正值,所以我们在求缩小系数f时,取转角θ的绝对值。
即:
f=1/(sin∣θ∣十cos∣θ∣)
求得了两个正方形之间的缩小系数后,则可以得到两个正方形外接圆半径之间的关系:
R2=f·
R1且:
转角关系为:
α2=α1+θ
3、程序设计
根据上面对图案的分析,我们便可以着手设计绘制图案的程序。
从功能来分,构成图案的工作大致可以分三部分:
·
绘制正方形方块1
绘制第一行方块
绘制二三四行方块
图形绘制用MATLAB画直线命令,通过三级循环实现上面说的三步,而方块的相对位置通过坐标移动即可。
4、程序代码如下:
clear,formatcompact
a1=input('
a1='
);
输入第一个正方形外接圆半径
b=input('
b='
输入下一个正方形相对前一个正方形旋转角度
n=input('
n='
输入单个方块内正方形个数
t=pi/4;
i=0;
k=1;
f=1;
whilef<
=4
whilek<
whilei<
=n
s=t+b*(-1)^(k+f)*i;
a=a1/((sin(abs(b))+cos(abs(b)))^i);
x=[a*cos(s)+a1*(k-1)*sqrt
(2),a*cos(s+pi/2)+a1*(k-1)*sqrt
(2),a*cos(s+pi)+a1*(k-1)*sqrt
(2),a*cos(s+3*pi/2)+a1*(k-1)*sqrt
(2),a*cos(s)+a1*(k-1)*sqrt
(2)];
/正方形y坐标
y=[a*sin(s)+a1*(f-1)*sqrt
(2),a*sin(s+pi/2)+a1*(f-1)*sqrt
(2),a*sin(s+pi)+a1*(f-1)*sqrt
(2),a*sin(s+3*pi/2)+a1*(f-1)*sqrt
(2),a*sin(s)+a1*(f-1)*sqrt
(2)];
/正方形x坐标
plot(x,y,'
-b'
),holdon;
i=i+1;
end
k=k+1;
f=f+1;
绘图结束
5、绘图结果如下
运行程序:
输入a1=100b=pi/48n=50
图4螺旋拼块
实验二图形变换程序设计与调试
1、问题描述:
用线性表的形式存储如图4所示结构的几何尺寸信息,要求能实现三视图的绘制。
(不要求进行消隐操作)
图5立体图
2、题目分析:
在当前坐标下算出各点三维坐标,实际上也就知道了其几何尺寸。
用c语言画直线命令连接各点。
画主视图时用x和z坐标;
画俯视图用x和y坐标;
画左视图用y和z坐标。
3、C语言程序代码如下:
include<
graphics.h>
intdx[20]={70,70,0,0,20,30,70,70,55,55,0,0,0,20,10,10,55,55,30,0};
intdy[20]={0,40,40,40,40,40,40,0,0,0,0,30,30,30,30,10,10,10,10,0};
intdz[20]={0,0,0,27,27,10,10,10,10,42,42,42,27,27,42,42,42,10,10,0};
intld[34]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,5,0,7,1,6,8,17,9,16,13,4,12,3,11,14};
inttl[34]={0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1};
inti,j,x,y,vh=200,vw=200,x0=400,y0=400;
main()
{
intdriver=DETECT,mode=0;
initgraph(&
driver,&
mode,"
"
setbkcolor(BLUE);
setcolor(YELLOW);
zu();
fu();
zo();
getch();
closegraph();
}
zu()
{for(i=0;
i<
34;
i++)
{j=ld[i];
x=x0-dx[j];
y=y0-dz[j];
if(tl[i]==0)
moveto(x,y);
lineto(x,y);
fu()
x=x0+dy[j]-vw;
y=y0+dx[j]-vh;
}}
zo()
4、运行结果如下图:
图6立体图三视图
实验三参数化绘图程序设计与调试
利用参数法绘图绘制如图5所示的螺栓图形.
图7螺栓
2、图形分析:
螺栓是标准件,只需要知道螺栓的公称直径d,和长度L,其它尺寸均可通过计算得出:
b=2dd0=0.85dc=0.15dR1=1.5dD=2dH=0.7d
3、程序设计
运用AutoCAD内部的autolisp二次开发工具。
输入参数d和L,将各点坐标用d和L算出来,然后调用CAD画直线与圆弧的命令连接接各点即可。
将各个点标定如下图:
图8螺栓标定示意图
(defunc:
featurey()
(setqp0(getpoint"
\n插入点:
))
(setqalf(getanglep0"
\n旋转角:
(setqd(getdistp0"
\n公称直径:
(setql(getdistp0"
\n长度L:
(setqp1(polarp0(+(*0.5pi)alf)(*0.5d)))确定各点坐标
(setqp2(polarp0(+(*1.5pi)alf)(*0.5d)))
(setqp3(polarp1alf(-l(*2.0d))))
(setqp4(polarp3(+(*1.5pi)alf)d))
(setqp5(polarp3alf(-(*2.0d)(*0.7070.15d))))
(setqp6(polarp4alf(-(*2.0d)(*0.7070.15d))))
(setqp7(polarp3(+(*1.5pi)alf)(*0.7070.15d)))
(setqp8(polarp4(+(*0.5pi)alf)(*0.7070.15d)))
(setqp9(polarp7alf(*2.0d)))
(setqp10(polarp8alf(*2.0d)))
(setqp11(polarp0(+(*0.5pi)alf)d))
(setqp12(polarp0(+(*1.5pi)alf)d))
(setqp19(polarp0alf(*0.8d)))
(setqp13(polarp1(+pialf)(-(*(sqrt2.0)d)(*0.8d))))
(setqp14(polarp13(+(*1.5pi)alf)d))
(setqp15(polarp13(+(*0.5pi)alf)(*0.5d)))
(setqp16(polarp14(+(*1.5pi)alf)(*0.5d)))
(setqp20(polarp0(+pialf)(*0.7d)))
(setqp17(polarp20(+(*0.5pi)alf)(*0.75d)))
(setqp18(polarp20(+(*1.5pi)alf)(*0.75d)))
(command"
line"
p13p5p9p10p6p14"
)连接各点
p5p6"
)
p3p4"
p7p9"
p8p10"
p15p11p12p16"
arc"
p13p20p14)
p15p17p13)
p14p18p16)
p17p18"
5、绘图结果如下:
(L=60d=20)
图9螺栓成形图
实验四子图形法绘图程序设计与调试
利用子图形法绘制如图6所示的的阶梯轴(轴的尺寸可自行确定)
图10阶梯轴
阶梯轴各段特征如下图:
图11阶梯轴特征图
将阶梯轴分段用autolisp编程画出来,然后调用各段程序将轴段拼合。
各形状特征的命令名称、功能和需要交互方式输入的参数如下表所列
表一阶梯轴特征名、功能和参数
形状特征名
功能
参数
Featurea
绘制倒角
P0alfdc
绘制开口矩形轴段
P0alfdb
绘制退刀槽
P0alfdd1b
绘制矩形轴段
绘制带圆角轴段
P0alfdbr
绘制带键槽轴断面
P0alfdtb
绘制键槽
P0alflb
4、程序代码如下
featurea()
(setqp0(getpoint"
\n插入点:
(setqalf(getanglep0"
\n旋转角:
(setqd(getdistp0"
\n轴径:
(setqc(getdistp0"
\n倒角宽:
(setqp2(polarp0(+(*0.5pi)alf)(-(*0.5d)c)))
(setqp1(polarp2(+(*0.25pi)alf)(*1.414c)))
(setqp3(polarp2(+(*1.5pi)alf)(-d(*2c))))
(setqp4(polarp1(+(*1.5pi)alf)d))
Line"
p1p2p3p4"
featureb()
(setqb(getdistp0"
\n轴段宽:
(setqp2(polarp0(+(*0.5pi)alf)(*0.5d)))
(setqp1(polarp2alfb))
(setqp3(polarp2(+(*1.5pi)alf)d))
(setqp4(polarp3alfb))
featurec()
(setqd1(getdistp0"
\n退刀槽宽处轴径:
))
\n退刀槽宽:
(setqp1(polarp0(+(*0.5pi)alf)(*0.5d)))
(setqp2(polarp0(+(*0.5pi)alf)(*0.5d1)))
(setqp3(polarp2(+(*1.5pi)alf)d1))
(setqp5(polarp2alfb))
(setqp6(polarp3alfb))
p1p4"
p2p5"
p3p6"
featured()
c"
featuree()
(setqr(getdistp0"
\n园角半径:
(setqp1(polarp2alf(-br)))
(setqp4(polarp3alf(-br)))
(setqp5(polarp1(+(*0.5pi)alf)r))
(setqp6(polarp5alfr))
(setqp7(polarp4(+(*1.5pi)alf)r))
(setqp8(polarp7alfr))
p1"
p5p6)
p8"
p7p4)
featuref()
\n键槽宽:
\n键槽处轴径:
(setqr(*0.5d)b1(*0.5b))
(setql(sqrt(-(*rr)(*b1b1))))
(setqe(-(*rr)(*b1b1)))
(setqsit(atanb1l))
(setqp1(polarp0(+alfsit)r))
(setqp2(polarp0(+alfpi)r))
(setqp3(polarp0(-alfsit)r))
(setqp4(polarp3(+alfpi)(-dc)))
(setqp5(polarp1(+alfpi)(-dc)))
p1p2p3)
p3p4p5p1"
featureg()
(setql(getdistp0"
\n键槽长:
(setqr(*0.5b)l1(-lb))
(setqp1(polarp0(+(*0.5pi)alf)r))
(setqp2(polarp1alfl1))
(setqp3(polarp2(+(*1.5pi)alf)b))
(setqp4(polarp1(+(*1.5pi)alf)b))
pLine"
p1p2"
a"
p3"
l"
p4"
"
cl"
5、运行结果如下:
5.1单个轴段特征如下:
图12单个轴段
5.2最终阶梯轴图形如下:
图13阶梯轴结果图
实验五实体造型
任选一款CAD造型软件,实现图14、图15、图16的三维造型。
图15模型二
图14模型一
图16模型三
2、题目分析:
AutoCAD三维画图该实体分为两个部分:
底面和侧面。
绘图方法:
在俯视图画底面的平面图,然后在东南等轴测拉伸即得底面实体。
其中运用了差集,并集等方法。
3、结果如下图
图17模型一成形图
图18模型二成型图
图19模型三成形图
实验小结
经过了一个多星期的材料成型CAD\CAM综合实验,虽然说时间不长,可是对于我来说收获却是很多的。
我学会了利用文字、框图和图表等形式详细表达界面和程序设计思想和所用图形数据结构等内容。
首先对CAD\CAM知识较以前来说有所提高,比以前全面了,以前生疏的操作命令在这一个星期的实习磨练下能够熟练的运用了。
当然在画图及编程的时候还是遇到了不少的困难,通过与同学的交流画了出来,有些问题还是要通过自己的思考,自我思考的能力是不可缺少的,能够让自己独立的解决难题,独立的思考才能把不会的知识转变为自己的,在以后遇到难题的时候就能够很好的解决,这也是一种能力,在CAD、CAM的实习中我学会了这一点,这是我的一大收获。
当然,自己从中吸取很多的精华,比如,在修剪多余直线的时候很有可能会出先剪不掉的现象,我经常遇到,那是因为连线的时候线与线之间根本就没有连接在一起,表现出作图不扎实的意思。
总之,在这次的CAD\CAM的实习我的专业知识在提高,同时还磨练了我的耐心,能够专注的去做好每一件事,认识到了理论知识的重要性。
参考文献
[1].余世浩,朱春东,材料成型CAD/CAE/CAM基础,北京:
北京大学出版社,2008
[2].李佳,计算机辅助设计与制造,天津:
天津大学出版社,2002
[3].吴永进,林美樱,AutoLISP&
DCL基础篇,北京:
中国铁道出版社,2002
[4].明兴祖,陶建民,机械CAD/CAM,北京:
化学工业出版社,2003
[5].马德骏,张建宏,汤练兵,C语言程序设计,北京:
科学出版社,2006
本科生课程设计成绩评定表
董丽颖
性别
女
专业、班级
材料成型及控制工程0804班
课程设计题目:
课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
年月日
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- 关 键 词:
- CADCAM 基础 上机 试验