CADCAMCNC实验报告.docx
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CADCAMCNC实验报告
研究生CAD/CAM/CNC大实验
实验报告
学院：
学号：
姓名：
南京航空航天大学
CAD部分
软件名称：
UG
软件版本：
8.0
要求：
掌握一种CAD软件，能进行产品二维、三维设计.
练习内容：
1、草图练习
按下图的要求进行草图绘制。
操作步骤：
1、绘制φ45圆
2、绘制φ100圆
3、绘制φ250水平相切圆
4、绘制φ510圆
5、做过起始圆新竖直线找到圆心
6、绘制φ128圆
7、绘制φ260圆
8、做φ100圆与φ128公切线
9、做公切线平行线交φ260圆
10、快速修建不要曲线
11、倒R14圆角
所作图形：
遇到问题如何解决：
1、去图书馆借书查阅
文件名：
caotu1.prt
2、曲线练习
完成《CAD/CAM/CNC大实验指导书》上最后一页的齿针用凸轮零件的轮廓曲线绘制。
操作步骤：
1、先输入极坐标进入Excel。
2、通过excel计算xyz坐标值（每一度）。
3、将得到坐标值另存txt，改拓展名为dat
4、通过模拟样条导入坐标文件。
5、连接端点，完成。
所作图形：
遇到问题如何解决：
1、查UG书。
2、上网搜集资料。
文件名：
lunkuoxian.prt
3、实体练习
a.完成《CAD/CAM/CNC大实验指导书》上最后一页的齿针用凸轮零件的实体造型。
操作步骤：
6、先绘制φ33×12圆柱。
7、绘制φ55×8圆柱。
8、绘制φ28×13圆柱。
9、Excel计算凸轮坐标并导出txt，改为.dat文件。
10、用拟合样条绘制凸轮部分。
11、绘制φ20孔。
12、绘制φ6孔。
13、绘制M6×3螺纹孔。
孔两端倒0.5×45°角。
所作图形：
文件名：
tulun1.prt
b.按下图的要求进行，对安装座零件进行实体造型。
操作步骤：
1、绘制84×36×9的长方体。
2、绘制上边长60下边长48高36立体高27的梯形柱。
3、切除不要的R15以及其他部分。
所作图形：
文件名:
tub.prt
c.由上面两个零件（齿针凸轮和安装座零件）的三维实体生成二维工程图，并标注尺寸（需有图框、尺寸标注完整）。
主要操作步骤：
所作图形：
遇到问题如何解决：
查书，去图书馆
文件名:
tulun1.prt
tub.prt
d.完成附图1零件的三维实体并生成二维工程图，标注尺寸（需有图框、视图齐全、尺寸标注完整）。
文件名：
tuc.prt
CAM部分
软件名称：
UG
软件版本：
8.0
要求：
掌握一种CAM软件，能够进行刀轨生成、仿真验证、生成数控程序。
练习内容：
1、二维轮廓加工
加工齿针用凸轮零件的外轮廓（凸轮曲面部分），零件毛坯为φ40mm铝合金圆棒料。
要求合理选择切削参数，生成正确可行的程序。
粗、精加工都选用φ10mm立铣刀，并列出主要加工参数。
主要参数选择界面及说明：
粗加工：
精加工：
刀轨及仿真结果：
数控程序（截取一段）：
N1110X-12.80366Y17.95283
N1120X-12.17265Y18.3844
N1130X-11.4977Y18.74338
N1140;RetractMove
N1150X-13.55744Y23.36264
N1160Z1.
N1170;DepartureMove
N1180G0Z2.
N1190X-7.34697Y-25.69721
N1200;ApproachMove
N1210Z0.0
N1220;EngageMove
N1230G1Z-3.
N1240X-6.10402Y-20.79731
N1250;Cutting
N1260X-8.70192Y-19.79442
N1270X-11.12246Y-18.41363
N1280X-13.32793Y-16.71025
N1290X-15.27562Y-14.71725
N1300X-16.92785Y-12.4732
N1310X-18.25262Y-10.02156
N1320X-19.22429Y-7.40977
N1330X-19.82406Y-4.6884
N1340X-20.0103Y-1.90988
N1350X-19.99395Y-.27991
N1360X-19.82888Y1.34258
N1370X-19.51665Y2.94244
N1380X-18.99257Y5.41655
N1390X-18.39099Y7.87309
N1400X-17.71256Y10.30941
N1410X-17.32661Y11.64342
N1420X-16.81134Y12.9339
N1430X-16.17234Y14.16687
N1440X-15.26132Y15.60644
N1450X-14.1276Y16.88062
N1460X-12.80371Y17.95283
N1470X-12.17268Y18.38442
N1480X-11.49772Y18.74341
N1490;RetractMove
N1500X-13.55744Y23.36264
N1510Z0.0
N1520;DepartureMove
N1530G0Z3.
N1540X-7.34697Y-25.69721
N1550;ApproachMove
N1560Z-1.
N1570;EngageMove
N1580G1Z-4.
N1590X-6.10406Y-20.79743
N1600;Cutting
N1610X-8.70199Y-19.79455
N1620X-11.12256Y-18.41377
2、三维加工
加工下图所示零件。
要求对其进行粗、精加工（零件毛坯为84*36*38mm的铝合金方料）。
要求合理选择切削参数，生成正确可行的刀轨并处理出数控程序。
（粗加工使用φ14mm立铣刀，精加工使用φ10mm球头铣刀）
1）粗加工
主要参数选择界面及说明：
刀轨及仿真结果：
数控程序（截取一段）：
N6370X70.59887Y37.66156
N6380X67.09023Y37.74806
N6390X63.64242Y37.09184
N6400X60.41087Y35.7225
N6410X57.54126Y33.70176
N6420X55.16296Y31.12073
N6430X53.3832Y28.09575
N6440X52.2822Y24.76321
N6450X51.9596Y21.27334
N6460Y.06738
N6470X52.08737Y-2.36406
N6480X52.61688Y-4.74379
N6490X53.53216Y-7.
N6500X65.92192
N6510X64.28449Y-6.19099
N6520X62.91603Y-4.9734
N6530X61.8778Y-3.46433
N6540X61.22984Y-1.75105
N6550X61.0596Y.06738
N6560Y21.27334
N6570X61.3576Y23.52057
N6580X62.36899Y25.55729
N6590X63.94903Y27.19271
N6600X65.94971Y28.27363
N6610X68.18362Y28.69881
N6620X70.4415Y28.42841
N6630X72.51184Y27.48776
N6640X74.2007Y25.96497
N6650X75.30338Y23.98433
N6660X75.69472Y23.02144
N6670X75.96364Y22.01672
N6680X76.10561Y20.98708
N6690X79.39795Y1.23299
N6700X79.50552Y-.81831
N6710X79.00483Y-2.81689
N6720X77.98248Y-4.6057
N6730X76.51461Y-6.05151
N6740X74.69258Y-7.
N6750;RetractMove
N6760X56.49444Y-14.
N6770Z37.02069
N6780;DepartureMove
N6790G0Z38.01552
N6800X27.19045
N6810;ApproachMove
N6820Z37.02069
N6830;EngageMove
N6840G1Z34.02069
N6850X30.46784Y-7.
N6860;Cutting
2）精加工
参数选择界面及说明：
刀轨及仿真结果：
数控程序（截取一段）：
N460ORIWKS
N470ORIAXES
N480G0A0.0C0.0
N490G0X42.0616Y-5.05482Z58.S1820D0M3
N500;ApproachMove
N510Z40.5
N520;EngageMove
N530G1Z37.5M8F2500.
N540X42.00026Y-.05456
N550;Cutting
N560X41.61544Y-.05928
N570X41.6144Y-.05929
N580X41.22923Y-.05737
N590X32.94522Y-.05647
N600X32.94463
N610X32.75257Y-.05456
N620X32.56066Y-.05647
N630X32.36816Y-.05928
N640X32.36728Y-.05929
N650X15.02834Y-.05971
N660X15.02823
N670X14.25761Y-.05821
N680X7.03688Y-.05587
N690X7.01652Y-.05841
N700X7.0119Y-.05881
综合练习
设计一个和自己学习、工作、科研有关的复杂零件，进行实体造型、数控编程并生成二维工程图（视图全、尺寸完整、有图框）。
零件名称和用途：
国际象棋国王模具、加工国际象棋
文件名：
Chess1.prt
零件截图：
刀轨截图：
工程图截图：
CNC部分
机床型号：
控制系统：
传输软件：
简述数控加工齿针用凸轮外形轮廓的整个过程:
大实验小结
通过本次试验，实际经历里CAD设计机构产品，CAM模拟加工并生成数控加工程序的过成，在改过程中不断遇到问题之后通过查阅文献、专业书籍和向他人询问等方法不断解决。
使我实际体会到了实际设计生产加工过程中的步骤，虽然我做的还很简单，但确实增加了我的实践经验，并学会了遇到问题如何去面对并最终解决。
本次试验还有一个收获就是初步了解并掌握了UG这一软件，为后续的学习提供了又一新路径。
文献综述
CAD文件检索综述
摘要：
随着现代机械设计要求的不断提高，传统的设计方法已不能满足设计的需求，现代的设计越来越依赖于计算机辅助设计（CAD）。
因此了解CAD的发展现状以及最先进水平对提高国内总体设计水平有重要的意义，因此本文讨论了CAD技术的由来、发展和最新动态，已帮助读者更好的应用CAD技术。
关键词：
CAD，综述
随着现代机械设计水平的不断提高，传统设计方法已不能满足人们的设计需求，而伴随着计算机的发展，其快速准确稳定的特性恰恰弥补了我们对设计效率提高的需求，因此计算机辅助设计（CAD）在人们的设计过成中发挥了至关重要的作用。
然而大多数设计者只了解手上现有的CAD软件的应用，而对其由来和未来动态并不了解，因此本文讨论了CAD技术的由来、发展和最新动态，已帮助读者更好的应用CAD技术。
一、CAD技术的定义
CAD的全名是computeraideddesign即计算机辅助设计，它利用计算机快速数据处理技术以及大量的存储能力与人类特有的判断能力、综合分析能力相结合，从而加快产品的开发速度，缩短产品的设计和制造周期。
该技术的应用在提高产品设计质量的同时也增强了企业的市场竞争力[1]。
二、CAD技术的发展历程
CAD技术起步于20世纪50年代后期，伴随CAD技术的诞生，CAD产业也开始萌芽发展。
从20世纪60年代至今，国际CAD产业经历了4个不同的时期[2]：
（1）60年代～70年代：
开创时期
1960年，IvanSutherland使用MIT林肯实验室制造的TX-2计算机，开发了SKETCHPAD，被认为是卖出CAD工业的第一步，1962年，他完成的博士论文被认为开创了交互式计算机图形学研究先河；其后美国的一些大公司和科研机构相继开展了计算机图形学的大规模研究开发。
随着在计算机屏幕上绘图成为可行，CAD技术也开始发展起来，并开始逐渐形成CAD产业，人们希望借助此项技术来摆脱繁琐、费时、绘制精度低的传统手工绘图。
从CAD产业的发展上看，20世纪60年代，第一批CAD产业公司纷纷成立，作为开拓者，这一时期创立的CAD公司对今后的CAD产业产生了很大的影响。
（2）70年代末～80年代中：
第一次发展时期
20世纪70年代末～80年代中，由于工业界强烈的应用需求，曲面造型和实体造型技术获得了快速的发展，出现了一批在工业应用的CAD/CAM软件系统，国际CAD产业开始了第一次发展时期。
美国MIT的Coons和法国雷诺公司的Bézier先后提出了新的曲面算法，使得人们可以用计算机处理曲线及曲面问题。
在此基础上，1977年，法国达索飞机公司（DassaultAviation）成立一个开发部门，开发出三维曲面造型系统（ComputerAidedThree-dimensionInteractiveApplication,CATIA）。
CATIA的出现标志着CAD技术从二维走向三维，同时也使得CAM技术的开发有了实现的基础。
CATIA的出现带来了一次CAD技术革命。
1979年，SDRC公司推出了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件——I-DEAS。
由于实体造型技术在理论上有助于统一CAD/CAE/CAM的模型表达，给设计带来了很大的方便，它代表着CAD技术的发展方向。
基于这样的共识，各软件纷纷效仿。
可以说，实体造型技术的应用标志着CAD发展史上的又一次技术革命。
（3）80年代末～90年代初：
第二次发展时期
20世纪80年代末～90年代初，单用户计算机系统的普及、参数化技术和特征造型技术的发展，使得CAD产业格局又面临新一轮的变革。
从CAD产业的发展上看，单用户计算机的普及带来了CAD产业新的发展机遇。
一些新成立的CAD公司在PC机上开发出相对简单的二维绘图系统。
1982年4月，JohnWalker创立Autodesk公司，Autodesk公司是CAD发展史上的一个成功经典。
Autodesk在1982年11月在LasVegas举行的COMDEX展览会上展示了全球第一个基于PC的CAD软件——AutoCAD。
1985年以CV高级副总裁SamGeisberg为首的一批人创立了PTC（ParametricTechnologyCorp）公司，开始研制参数化设计软件——Pro/Engineer。
PTC公司开发的这种新的三维参数化设计系统比以前的三维造型系统需要更强力的计算能力。
早期的Pro/Engineer软件性能很低，只能完成简单的工作，但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改，使人们看到了它的潜力。
参数化技术带来了CAD发展史上的新一次技术革命。
（4）90年代中至今：
第三次发展时期
20世纪90年代中期至今，计算机软/硬件技术得到了不断的创新和发展，计算能力的提高对CAD技术和CAD产业产生了巨大的冲击和影响，尤其是微机三维CAD系统的快速崛起，带来了国际CAD产业的第三次发展时期。
20世纪90年代，CUP的革命性发展带来了图形系统的革命性发展，这对CAD系统的发展也是非常重要的。
早在1992年，Unix供应商就成功地将工程工作站作为一种适合于三维实体造型和原来由图形超级计算机所垄断的高级可视化任务的平台。
20世纪90年代中叶，Intergraph（最早进入NT市场的公司之一）为NT工作站开发了第一个图形引擎。
1993年12月，原CV公司的JohnHirschtick创建了SolidWorks公司。
1995年底，SolidWorks发布了SolidWorks软件；1996年初，Intergraph发布SolidEdge软件。
这一类软件的工作方式与Pro/Engineer的工作方式一样，但是只运行于PC机和Windows操作系统上。
SolidWorks和SolidEdge简化了用户界面，充分利用Windows系统和OLE技术，很好的实现了CAD与Office的集成。
1995—1996年，SolidWorks和SolidEdge分别上市后在CAD工业界又一次引起轰动，成为微机平台参数化特征造型系统的后起之秀。
三、CAD技术的最新动态及未来发展方向
目前CAD技术主要朝着智能化、集成化、标准化与网络化4个方向发展。
（1）智能化
智能化一直是人们追求的目标。
让机器把人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来。
人们追求的只能CAD不仅仅是将智能技术与CAD技术的简单结合，而是用信息技术来表达和模拟人类的思维模型，为人类提供一种全新的设计理论和设计方法。
（2）集成化
集成化是指为企业提供一体化的解决方案，最大限度的实现企业信息的共享。
从广义层次上，集成化是将CAD技术的计算方法以及其功能模块做成芯片，从而有效的提高CAD系统运行的效率。
（3）标准化
目前市场上CAD软件多种多样，其软件间的兼容性和一致性是该技术发展首要要解决的问题，只有依靠标准化技术才能完全解决不同系统间相互兼容的问题。
目前，CAD技术的标准化已经基本完成，且建立了面向应用的标准零件库，并且正向着理化工程设计的方向发展。
（4）网络化
随着Internet技术和电子商务的迅猛发展，基于互联网的CAD产品，可以帮助企业以电子形式高效传输设计产品信息，通过互联网随时随地进行实时交流和协作。
这种基于网络的协作模式对企业控制设计与制造成本、提高产品质量和加快新品上市速度是至关重要的。
四、结束语
CAD是用计算机代替人工设计的过成，其应用是人类设计历史的一次重大变革。
但它的发展离不开计算机硬件和软件的发展，随着先进制造技术的发展，它会向着更加智能的方向进步。
[1]周爱霞.CAD/CAM技术的应用及发展[J].技术创新，2012，18:
11
[2]叶修梓，彭维，唐荣锡.国际CAD产业的发展历史回顾与经验教训[J].计算机辅助设计与图形学学报，2003，15（10）：
1185-1193
[3]袁媛.机械CAD的应用历史、现状与发展趋势[J].湖南农机，2014，41
（1）：
87-88
实验要求：
（报告打印时删除）
1、实验结束后，交实验报告的电子稿和打印稿以及CAD文件拷贝。
2、15～17周完成CAD、CAM部分以及实验的准备，18～20周（下学期2～5周）完成CNC部分的实验加工和全部实验报告（以三人为一组提前至少一周预约CNC实验的时间）。
何磊
附图1：
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