CADCAM综合实验报告
CAD/CAM 综合实验
（CATIA 软件）
实
验
报
告
学号：051330315姓名：马创业手机号码：156********
南京航空航天大学
2016年11月
1.草图练习按下图要求进行草图绘制，并对草图进行完全约束，写出绘制过程。（任选一题）
主要步骤：
图一:进入“机械设计-零件设计”模块，在三个坐标平面内任选一个作为绘图平面，比如xy平面，点击工具栏中的“草图”按钮，进入绘制工作界面。此零件轮廓结构比较简单，可直接使用轮廓按钮绘制出外轮廓，在绘制轮廓内两个整圆，然后按照图示对草图施加相应的约束即可。绘制结果如图1.1所示。
图 1. 1
2.实体练习按参数化设计的要求，参照下图构建零件模型。
主要步骤：
1.创建基体草图。
选择XY平面作为工作平面，点击工具栏中草图按钮，进入草图绘制模块。根据零件的主视图绘制零件外轮廓可知，轮廓线仅仅由简单地直线和圆弧构成，且上下对称，故用轮廓功能按钮绘制外轮廓上一半，完成后根据所给零件图尺寸进行标注，最后进行镜像完成轮廓绘制。绘制图如图2.1所示。
图 2. 1
2.创建凸台特征。
点击工具栏中的“凸台按钮”，按照俯视图所给尺寸拉伸出一个
60mm的凸台。结果如图图2.2所示。
图 2. 2
3.创建孔特征。
点击工具栏中的孔特征按钮，如图2.3所示，在所示的位置创建
一个直径14mm的沉头孔。
图 2. 3
4.创建凹槽特征。
选择ZX平面作为工作平面，点击工具栏中草图按钮，进入草图绘
制模块。绘制如图2.4所示的草图，然后退出草图空间，点击“凹槽”按钮，移除毛坯中多余的部分。最后效果如图2.5所示。
图 2. 4
图 2. 5
5.创建倒角特征。
点击倒角按钮对零件右端的孔上下边缘创建2mm倒角。
6.完成模型的创建。
模型如图2.6所示。
图 2. 6
3 数控编程：
加工下图所示零件，毛坯尺寸为60×60×26。加工零件上表面、50×50 轮廓以及管形凹槽曲面，凹槽曲面部分要进行粗加工和精加工。要求选择合适的刀具和切削参数，并生成数控程序。
建模步骤：
1.创建基体草图。
以XY平面作为工作平面，点击工具栏中草图按钮，进入草图绘制模块。用“居中矩形”功能2次，分别绘出60mm*60mm、50mm*50mm 的矩形，中心点均位于坐标原点。如图3.1所示。
图3.1
2.创建凸台特征。
对完成的草图进行多凸台拉伸，点击工具栏中的“多凸台”按钮，分别在挤压区域1、2输入25mm、10mm，点击确定，创建出多凸台，如图3.2所示。
图3.2
3.创建凹槽特征。
（1）创建草图1。如图3.3所示，以多凸台的上表面为草绘平面，按照题目所给尺寸分别绘制凹槽的两条边缘线。
图 3.3
（2）创建草图2与3。如图3.4所示，分别以多凸台上部的两个侧面为草绘平面，分别绘制凹槽的两个横截面草图。
图3.4
（3）选择外形，并进入其中的“创成式外形设计”模块，点击“接合”按钮，在“要接合的元素”框内右击，在弹出的菜单内点击
“创建提取”，在跳出的对话框中选择“拓展类型”为切线连续，然后选取凹槽的其中边缘线作为提取元素，点击两次确定，完成一条边缘线的接合，如图3.5所示。重复以上步骤完成凹槽令一条边缘曲线的接合。
（4）完成两条边缘线的接合后，重新进入机械设计中的零件设计模块，点击移除多2实体按钮，选取绘制的凹槽的两个半圆截面作为移除的截面，选取（3）中创建的两条接合曲线作为引导线，点击确定，完成多界面凹槽的创建（点击切确定后可能会出现无法创建的现象，这时要根据实际情况闭合方向）。如图3.6所示。
4.创建基准轴。
点击工具栏中的“直线”按钮，创建一条以多凸台上部对边中点为端点的直线如图3.7所示。
5.创建基准点。
点击工具栏中的“点按钮”在点定义的对话框中，选取点在曲线上，再点击中点按钮，确定，完成基准点的创建，如图3.7所示。然后保存文件。
毛坯创建仅仅只是创建60mm*60mm*26mm的凸台即可，这里不再赘述（毛坯要比零件多出来1mm）。
数控编程：
1.编程准备：
a)进入加工界面。
选择“加工”，进入“Prismatic machining”模块
b)定义零件操作。
在模型树中双击“Process”下的Part operation1，弹出
“Part Operation”对话框（如图3.8所示）。
i.选择数控加工的机床和参数。点击Part Operation中的Machine
按钮，选择3-Axis machine，其他加工参数不变。
ii.创建加工坐标系。点击Reference machining axis system按钮，在弹出的对话框中点击其中坐标系的原点，在绘图区选中创建零
件时创建的基准点。
iii.定义加工零件。点击Design Part for simulation按钮，在绘图区选中加工的零件，完成加工零件的定义。
iv.定义零件毛坯。点击stock按钮，在绘图区选中创建的毛坯，完成零件毛坯的定义。
v.定义安全平面。点击safety plane按钮，在绘图区选中加工零件的上表面，创建与上表面重合的参考平面，然后在绿色safety
plane标识上右击，在弹出的菜单上选择offset命令，输入
20mm，完成对安全平面的定义。
最后点击part operation中的确定按钮，完成零件操作定义。
2.平面加工
（1）隐藏毛坯。
（2）选中模型树中的Manufacture Program.1，点击右侧工具栏中的平面铣按钮，进入Facing1菜单中。
（3）定义几何元素。点击菜单中的按钮，进入几何参数定义区，分别在点击相应顶面和侧面感应区后在绘图区选择零件对应的顶面和侧面（选择60mm*60mm的侧面），完成几何参数的元素。
（4）定义刀具路径参数。定义Tool path of style为“Back and
forth”，Machining为默认选项；Radial行距采用刀具直径的40%，
刀具中心走出加工平面一个半径加2mm安全距离；Axial定义切深的
参数，由于余量较小，因此采用默认值，一次切削到深度；Finishing 设置平面是否要精加工，定义仅精加工底面，并给精加工留0.1mm余
量（如图3.9所示）。
（5）定义刀具参数。修改刀具名为D20，点击more按钮，设置刀具
具体参数（如图3.10所示）。
（6）定义进给率参数。具体参数如图3.11所示。
（7）定义进退刀路径参数。选择默认的进退刀路径。
（8）刀具路径计算。点击facing 1中的“Tool path reply”按钮，在绘图区显示出刀具路径。如图3.12所示。
（9）刀具路径仿真。点击facing 1中的“Full video”按钮，绘图
区显示加工前毛坯形状，点击播放按钮，观察加工状态，并根据加工
状态修正参数。
3．轮廓加工。
（1）选中模型树中的Facing 1，点击右侧工具栏中的轮廓铣按钮，
弹出“Profile contouring”菜单。
（2）定义几何元素。点击菜单中的按钮，进入几何参数定义区，分别在点击相应底面和轮廓感应区后在绘图区选择零件对应的台阶面和侧
面（选择50mm*50mm的上外边线），完成几何元素的定义（如图3.13
所示）。
（3）定义刀具路径参数。定义Tool path of style为“Helix”，Machining下定义为顺铣加工，加工精度为0.01mm；Stepover采取深
度优先，切宽方向采用一次切削到位，切深参数为每次1mm，共切12层，最大螺旋角为10度。Finishing为默认值（如图3.14所示）。（4）定义刀具参数。刀具采用和平面铣的刀具相同，不做修改。
（5）定义进给率参数。具体参数如图3.15所示。
（6）定义进退刀路径参数。在“Macro Management”列表中点击“Approach”，在“Mode”下选择“Circu lar horizontal axial”，进刀和退刀修改直线下刀为10mm，直线进给为0mm，圆弧进给的半径
为10mm，直线退刀为30mm（如图3.16所示）。
（8）刀具路径计算。点击Profile contouring.1中的“Tool path reply”按钮，在绘图区显示出刀具路径。如图3.17所示。
（9）刀具路径仿真。点击Profile contouring.1中的“Full video”按钮，绘图区显示加工前毛坯形状，点击播放按钮，观察加工状态，
并根据加工状态修正参数。
4.曲面加工
（1）编程准备。
1)进入加工界面。选择“开始”—“加工”—“Surface Machining”命
令。
2)创建毛坯。点击“Geometry Management”工具栏中的“Create
Rough stock”，在弹出的对话框中完成对上凸台毛坯的创建。
3)定义零件操作。在模型树中双击Process节点下Part Operation.1，
弹出Part Operation对话框。
（2）等高线粗加工。
1）隐藏毛坯。
2）选中模型树中的Profile Contouring.1，单击“等高线粗加工”
按钮。
3）定义几何元素。在几何参数选项卡的零件感应区选择要加工的零件，毛坯感应区选择创建的零件实体，然后将余量设置为
0.3mm。
4）定义刀具路径参数。Machining选项具体设置有，加工模式：区域优先，内外区域都加工；刀具路径为“Spiral”；Radial行距采用刀具直径的40%；Axial定义最大切深为0.6mm。如图所示。
5）定义刀具参数。修改刀具名为T1 End Mill D10，取消Ball-end tool按钮。定义刀具参数如图所示。
6）定义进给率参数。具体参数见下图所示。
7）定义退刀路径参数。点击进退刀路径选项卡，在Automatic中设置mode为ramping，将“Pre-motions”和“Post-
motions”定义为返回安全平面。
8）刀具路径计算。
（3）投影精加工。
1）选中模型树中的Roughing 1，点击machining operation中的sweeping按钮。
2）定义几何元素。点击零件感应区，并选择要加工的零件，加工区域感应区选择上表面轮廓线，将加工余量设置为0.3mm。
3）定义刀具路径参数。在刀具选项卡中，Machining选项具体设置有加工模式：Zig-zag；加工精度：0.03mm；Radial行距采用固定值1mm；定义加工方向为45度。具体如下图所示。
4）定义刀具参数。修改刀具名为T2 End Mill D 6，选中“Ball-end tool”选项。刀具具体参数如下图所示。
5）定义进给率参数。定义进刀进给率为200mm/min，正常切削为800mm/min，退刀为200mm/min，主轴转速为3500r/min。
6）定义进退刀路径参数。进刀、退刀采用默认方法，把6mm 高度改为20mm。
7）刀具路径计算。
（4）轮廓驱动加工。
1）选中模型树中的Sweeping.1，单击“Contour-driven.1”按钮
2）定义几何元素。曲面感应区选择要加工的曲面余量设置为0mm。
3）定义刀具路径参数。在“Guiding strategy”中选中Between contours和4 open contours，单击引导线1感应区选择引导线1，同样的方法选择引导线2；Machining选项具体设置有加工模式：
Zig-zag；加工精度：0.01mm；Radial行距采用三维固定值0.3mm
从引导线1切向引导线2；Axial中定义切深方向刀路为一刀。
4）定义刀具参数。与半精加工的刀具相同。
5）定义进给率参数。定义进刀进给率为200mm/min，正常切削为1200mm/min，退刀为200mm/min，主轴转速为4500r/min。
6）定义进退刀路径参数。进刀选择“C ircular”，高度值20mm，半径值10mm；退刀采用默认方法，退回高度改为20mm。
7）刀具路径计算和仿真。
5.仿真结果。