1、零件的加工造型,1空间点的输入,（1）坐标表达方式 坐标表达方式分为完全表达和不完全表达。 完全表达，即将XYZ三个坐标全部表示出来，数字间用逗号隔开即可。如坐标“30,50,40”代表坐标X=30，Y=50，Z=40的点。 不完全表达，即XYZ三个坐标省略方式，当其中一个坐标值为0时，该坐标可省略不标，其间用逗号隔开即可。如坐标“0,0,40”可以表示为“,40”。 注意：在输入坐标时必须是英文半角的数字和符号！,（2）点输入方式,键盘直接输入点：当在绘制图形或其他需要输入点的状态时，有两种方式可以输入点坐标。 一种是先按Enter键，系统会在屏幕正中弹出数据输入框，此时直接从键盘输入点坐标
2、即可。 另一种为直接输入坐标值，即在需要输入点的状态时，直接从键盘上输入点坐标，系统将在屏幕正中弹出数据输入框。这种方法输入时虽然省略了按回车键的操作，但是不适合所有的数据输入。如当输入的数据第一位使用省略方式时或当相对坐标输入时。 相对坐标的输入 相对坐标输入需要在坐标数据前加“”符号。该符号的含义是：后面的坐标值是相对于当前点的坐标。,（3）输入坐标时使用函数表达式 在坐标点输入时提供了表达式输入。如输入坐标“100/2,30*2,140*sin(30)”等同于计算后坐标“50,60,70”。,2工具点的使用,绘图过程中，一定会用到很多切点、交点、端点等各种特殊点。 这些快捷键的含义同电子
3、图板中的含义。 在系统设置中提供了一种功能，点拾取工具的锁定和回复功能。 当选项设定为“锁定”时，使用一次工具点后，如“端点”捕捉后，系统将保持下一点捕捉时也使用端点方式捕捉。 当选用“回复”时，使用一次工具点后，系统将不再保留此种工具点捕捉方式，而回复到原来的工具点捕捉方式。,3二维图形绘制练习,在ME中作如下图形：左侧为渐开线，圆点为(0,0)，变量t的起终范围为(0,6)，t单位为弧度。右侧为R10的圆弧。,渐开线方程：X=6*(cos(t)+t*sin(t)Y=6*(sin(t)-t*cos(t),4.坐标系,工作坐标系是建立模型时的参考坐标系。系统默认的坐标系叫“绝对坐标系”，作图时
4、自定义的坐标系叫作“工作坐标系”（也称“用户坐标系”）。 系统允许同时存在多个坐标系。其中正在使用的坐标系叫“当前工作坐标系”，所有的输入，都是针对当前工作坐标系而言。为了区别于其他坐标系，系统将当前坐标系以红色表示。其他坐标系的坐标架为白色。作图时可以任意设定当前工作坐标系，通过激活坐标系命令，在各坐标系间切换。 选择“工具” “坐标系” “激活坐标系”选项,5.视图平面和作图平面,在机械制图的三视图中，“主视图”是从前向后看，在三维视图中称之为“XOZ平面”或“平面XZ”；“俯视”是从上向下看，称之为“XOY平面”或“平面XY”；“左视”是从左向右看，称之为“YOZ平面”或“平面YZ”。在
5、这三个平面作图中，共同表达出零件的形状，就是零件的三维图形。所谓确定“视图平面”，就是决定向哪个平面看图，而确定“作图平面”，是决定在哪个平面上画图。在二维平面绘图时，视图平面和作图平面是统一的。在三维绘图中，视图平面和作图平面可以不一致。,6.当前面,当前面是当前工作坐标系下的三个坐标平面（平面XY、平面YZ、平面XZ）中的一个，用来作为当前操作中所依赖的平面。“当前面”就是在“当前工作坐标系”下的“作图平面”。在几何元素生成时，若需要定义平面，则缺省定义为当前面；缺省点也是当前点。 当前面在当前坐标系中用红色斜线标识。作图时，可以通过按F9键，在当前工作坐标系下任意设置当前面。,8.常用键
6、含义,（1）鼠标键：左键可以用来激活菜单、确定位置点、拾取元素等；右键用来确认拾取、结束操作和终止命令。 （2）回车键和数值键：回车键和数值键在系统要求输入点时，可以激活一个坐标输入条，在输入条中可以输入坐标值。 （3）空格键：在下列情况下，需要按空格键： 1）当系统要求输入点时，按空格键弹出“点工具”菜单。 2）有些操作中（如作扫描面）需要选择方向，按空格键弹出“矢量工具”菜单。 3）有些操作中（如进行曲线组合等），要拾取元素时，按空格键可以进行拾取方式的选择。 4）在“删除”等需要拾取多个元素时，按空格键则弹出“选择集拾取工具”菜单。,（4）功能热键 1）F1键：请求系统帮助 2）F2键：
7、草图模式切换 3）F3键：显示全部 4）F4键：刷新图形 5）F5键：选取XOY面为视图平面 6）F6键：选取YOZ面为视图平面 7）F7键：选取XOZ面为视图平面 8）F8键：按轴测图方式显示图形 9）F9键：切换作图平面 10）方向键：显示平移,（11）Shift+方向键：显示旋转。 （12）Ctrl+/PageUp：显示放大 （13）Ctrl+/PageDown：显示缩小 （14）Shift+左键：显示旋转 （15） Shift+右键：显示缩放 （16）Shift+鼠标（左键+右键）：显示平移,线框造型实例,三、曲面造型,CAXA制造工程师软件提供了丰富的曲面造型手段，在构造了决定曲面形
8、状的关键线架以后，就可以选用各种曲面的生成和编辑方法，来构造所需的曲面。曲面形状的关键线框主要取决于曲面特征线。曲面特征线是指曲面的边界线和曲面的截面线（也称剖面线，为曲面和各种平面的交线）。 根据曲面特征线的不同组合方式，形成不同的曲面生成方式。曲面生成方式共有10种：直纹面、旋转面、扫描面、导动面、等距面、平面、边界面、放样面、网格面和实体表面。,1.直纹面,直纹面是由一根直线的两个端点分别在两曲线上匀速运动而形成的轨迹曲面。 直纹面生成方式有三种： 曲线+曲线 点+曲线 曲线+曲面,注意拾取点的方向一致，否则可能发生扭曲,对于有尖角的封闭图形，直纹面必须分别作出。,曲线沿一个方向，向曲面
9、投影。同时，曲线在与这个方向垂直的平面上，以一定的锥度扩张或收缩，生成另外一条曲线，在这2条曲线之间生成直纹面，可选择锥度是向外还是向内。如果曲线的投影线不能全部落在曲面内，直纹面将不能做出。,2.旋转面,旋转面是按给定的起始角度、终止角度，将曲线绕一旋转轴旋转而生成的轨迹曲面。 注意： 旋转线和旋转轴不要相交； 选择方向时，箭头方向与曲面旋转方向两者遵循右手螺旋法则。,3.扫描面,按照给定的起始位置和扫描距离，将曲线沿指定方向以一定的锥度扫描生成曲面。 它是直纹面的一种。注意扫描夹角的方向遵循右手定则。 注意：扫描面的产生以母线的当前位置为零起始位置。“距离”可以取正值也可以取负值，它是相对
10、坐标原点而言的，是相对值。 对于几个曲线组成的图形，需要使用“曲线组合”功能组合。,4.导动面,导动面是让特征截面线沿着特征轨迹的某一方向扫动，生成的曲面称之为导动曲面。即选取截面曲线或轮廓线，沿着另外一条轨迹线扫动而生成的曲面。 截面线：截面线可以是曲面的边界线或曲面与平面的交线。截面线用来控制曲面一个方向上的形状，截面线的运动形成了导动曲面。 导动线：导动线是确定截面线在空间的位置，约束截面运动的曲线。导动面的生成方式有：平行导动、固接导动、导动线&平面、导动线&边界线、双导动线、管道曲面6种方式。 注意：除了“平行导动”外，各种导动方式均可在两个截面线之间进行导动。双截面线导动时，第一截
11、面在沿导动线的运动过程中，逐渐形成第二截面。 在进行双截面线导动时，两根截面线的方向一致。截面线的方向在拾取时由拾取点的位置来确定，导动线方向选取的不同，产生的导动面的效果也不相同。,（1）平行导动（1个截形+1条导动线）,截面线沿导动线趋势，始终平行它自身地移动而生成曲面，截面线在运动过程中没有任何旋转。 平行导动时，截面线平行于母线。导动线方向选取的不同，产生的导动面的效果也不相同。,(2)固接导动（1个或2个截形+1条导动线）,固接导动是指在导动过程中，截面线和导动线保持固接关系。即让截面线平面与导动线的切矢方向保持相对角度不变，而且截面线在自身相对坐标系中的位置关系保持不变，截面线沿导
12、动线变化的趋势扫动生成曲面。 注意：导动线、截面线应当是光滑曲线。在两根截面线之间进行导动时，拾取两根截面线时应使得其方向一致。,(3)导动线&平面（1个截形+1条空间导动线）,截面线按一定规则、沿一个平面或空间导动线扫动生成的曲面。保证截面线沿某个平面的法向导动。 规则：第一，截面线平面的方向与导动线上每一点的切矢方向之间相对夹角始终保持不变；第二，截面线的平面方向与所定义的平面切矢方向始终保持不变。这种导动方式尤其适用于导动线是空间曲线的情形。 例：x(t)=80*cos(t), y(t)=80*sin(t), z(t)=100*t/6.28 T=6.28,(4)导动线&边界线（1个/2个
13、截形+2个导动线）,指截面线按一定规则沿一条导动线扫动，生成曲面。在导动过程中，截面线始终在垂直于导动线的平面内摆动，并求得截面线平面与边界线的两个交点。在两截面线之间进行混合变形，并对混合截面进行缩放变换，使截面线正好横跨在两个边界线的交点上。 注意：拾取的次序决定生成的形状。,(5)双导动线,将一条或两条截面线沿着两条导动线匀速地扫动，生成曲面。双导动线有等高导动和变高导动两种。 “变高”导动出来的参数线仍然维持原状，以保证曲率半径的一致性；而“等高”导动出来的参数线不是原状，不保证曲率半径的一致性。,(6)管道曲面,管道曲面是由给定起始半径和终止半径的圆形截面，沿指定的中心线扫动，生成曲
14、面。 注意：导动曲线应当是光滑曲线。管道曲面是截面线为圆的固接导动面。截面线为一个整圆，截面线在导动过程中，其圆心总是位于导动线上，且圆所在的平面总是与导动线垂直。圆形截面可以是2个，由起始半径和终止半径分别决定，生成变半径的管道曲面。方向选择时，所选的箭头指向管道终止方向。,5.等距面,等距面是按给定距离和等距方向，生成与已知曲面等距的曲面。 注意：等距值不能大于曲面的最小曲率半径。等距面生成后，会扩大或缩小。,5.等距面,6.平面,“平面”功能可以利用多种方式生成所需的平面。平面是一个实际存在的面。平面的生成方式有：裁剪平面和工具平面（XOY、YOZ、XOZ平面、三点平面、矢量平面、曲线平
15、面和平行平面）。 (1)裁剪平面 裁剪平面是将封闭轮廓进行裁剪后形成的一个有边界的平面。 注意：轮廓线必须封闭。内轮廓线允许交叉。当提示拾取内轮廓线时，如果有内轮廓线，继续选，如果没有可选的内轮廓线，则右击结束。 只要是封闭的外轮廓且无内轮廓（如圆、四边形、三角形、多边形等），均可直接生成平面。,（2）工具平面（作给定长、宽的平面） XOY、YOZ、XOZ平面 三点平面 按给定的三个点生成一个指定长度和宽度的平面，其中第一点为平面中点。 矢量平面 生成一个指定长度和宽度的平面，其法线的端点为给定的起点和终点。 曲线曲面 在给定曲线的指定点上，生成一个指定长度和宽度的法平面或切平面。包络面是指生
16、成的面正好包络给定的曲线。 平行平面 按给定距离，移动或拷贝给定平面或曲面。,7.边界面,边界面是在由已知曲线围成的边界区域上生成的曲面。边界面生成有四边面、三边面两种方式。,8.放样面,以一组互不相交、方向相同、形状相似的特征线（或截面线）为骨架进行形状控制，过这些曲线生成的曲面称之为放样曲面。放样面有“截面曲线”和“曲面边界”两种生成方式。,曲面缝合,曲面缝合是指将两张曲面光滑连接为一张曲面。 曲面缝合有两种方式：通过曲面1的切矢进行光滑过渡连接；通过两曲面的平均切矢进行光滑过渡连接。,曲面拼接,曲面拼接面是曲面光滑连接的一种方式，它可以通过多个曲面的对应边界，生成一张曲面与这些曲面光滑相
17、接。 曲面拼接共有三种方式：两面拼接、三面拼接和四面拼接。 在许多物体的造型中，通过曲面生成、曲面过渡、曲面裁剪等工具生成物体的型面后，总会在一些区域留下一片空缺，我们称之为“洞”。曲面拼接就可以对这种情形进行“补洞”处理。,曲面优化,在实际应用中，有时生成的曲面的控制顶点很密很多，会导致对这样的曲面处理起来很慢，甚至会出现问题。曲面优化功能就是在给定的精度范围之内，尽量去掉多余的控制顶点，使曲面的运算效率大大提高。,实体造型,实体模型提供了物体边界和质量的完整数学描述，是一个完整的几何模型，它可以对模型进行质量、质心、惯性矩等实际物理量的计算，也可以进行实体与实体间的相交、消隐、明暗、渲染等
18、处理，因此被广泛应用。 三维实体的构建过程就是多个实体特征的堆积过程，例如先构建一个拉伸特征，然后在其基础上挖一个孔，切除一部分材料，倒一个圆角等，经过这些挤出、切割等特征的创建，最终构建出一个三维实体模型。,拉伸增料/除料,是将二维轮廓曲线沿着指定的方向（一般为曲线所在平面的法线方向）移动所生成的实体特征。,旋转增料/除料,是将封闭的二维轮廓曲线绕旋转轴进行旋转，生成新的实体。,放样增料/除料,根据多个截面线轮廓生成一个实体。,导动,将某一截面曲线或轮廓线沿着另外一条轨迹线运动生成一个特征实体。截面线应为封闭的草图轮廓，截面线的运动形成了导动曲面。,曲面加厚增料,对指定的曲面按照给定的厚度和
19、方向进行生成实体。,曲面裁剪,用生成的曲面对实体进行修剪，去掉不需要的部分。,过渡、倒角、孔、拔模、抽壳、阵列、缩放、型腔、分模、实体布尔运算,过渡 是指以给定半径或半径规律在实体间作光滑过渡。 倒角 是指对实体的棱边进行光滑过渡。 孔 是指在平面上直接去除材料生成各种类型的孔。 拔模 是指保持中性面与拔模面的交轴不变（即以此交轴为旋转轴），对拔模面进行相应拔模角度的旋转操作。 抽壳 根据指定壳体的厚度将实心物体抽成内空的薄壳体。 筋板 在指定位置增加加强筋。 以线性或圆周方式进行阵列。 缩放 给定基准点对零件进行放大或缩小。 型腔 是以零件为型腔生成包围此零件的模具。 分模 型腔生成后，通过
20、分模，使模具按照给定的方式分成几个部分。 实体布尔运算 将另一个实体并入，与当前零件实现交、并、差的运算。,实体造型举例,轴承支架,一、设计造型与加工造型的区别,设计造型的目的是为了将产品的形状和配合关系表达清楚，它要求的几何表达方式比较统一而且必须是完整的，一般是三维实体图形或纯二维工程图纸；零件设计造型的目的是构建设计者需要的零件形状，凡属零件上的几何要素都要通过造型表达出来。加工造型的目的是为了给加工轨迹提供几何依据，虽然加工造型的基础是设计造型，但是它的造型表现形式不一定使用统一的几何表法方式，可以是二维线框、三维曲面、三维实体或它们的混合体。 加工造型与设计造型虽然所运用的造型手段相
21、同，但要达到的目的不同。因此，加工造型与设计造型的区别反映在以下几点： （1）加工造型并不需要完整地构建零件的整个轮廓，只要将与加工有关的几何要素表达出来即可。有时甚至只用线框构建出零件表面的特征轮廓，就可以运用相应的加工方法生成该表面的走刀轨迹，如一些二维轮廓加工。 大多数机床在三维曲面或实体的加工中使用直线插补方式，它没有直接生成的二维轨迹的精度高，也没有生成二维轨迹的速度快。所以CAM加工中的基本原则是能用二维轨迹完成的，尽量不用三维轨迹做。,（2）加工造型构建的几何模型不一定要与零件的形状和尺寸一致，因为，加工需要按照一定的工序逐渐改变毛坯的形状，加工造型只为当前将要进行的工序服务。为
22、此，有时需要构建零件的毛坯，有时则需要构建零件加工过程中的中间形状。 （3）加工造型有时需要构建一些为进行特定加工方法而生成的线和面，而这些线和面对于零件的造型是不需要的。如参数线加工中的限制面。 （4）加工造型必须使坐标系的位置和方向与工件在数控加工机床定位保持一致。在自动编程时，将以加工造型时的坐标系原点位置以及坐标轴方向计算走刀轨迹和生成加工代码。 零件加工造型的方法可以归纳为三个基本类型：线框造型、曲面造型和实体造型。 线框造型是直接使用空间点、直线、圆、弧、样条线等曲线表达三维零件形状的造型方法。 曲面造型是使用各种数学曲面方式表达零件形状的造型方法。 实体造型是通过体的交并差方式进
23、行造型的方式，是多个实体特征的堆积过程。 采用实体造型时，必须先建立在基准面上建立草图，然后对草图进行拉伸、旋转、放样等特征造型功能操作。,二、线框造型,线框造型是计算机图形中发展最早的造型方式。它是曲面造型和实体造型的基础，其运用灵活，可靠，但是用它表示零件形状时，耗时长且直观性差。目前主要做为曲面造型和实体造型的辅助工具。,7.草图,草图是为特征造型准备的一个二维封闭图形，也称为轮廓。可以这样来看：实体是通过这种二维封闭图形的“运动”生成的三维空间物体。 所谓草图，是在“草图绘制”模式下绘制的并用于实体造型的二维平面图。在绘制草图时，为了快速地画图，可以不需准确的形状和位置尺寸，图形画出来
24、之后，对它标注尺寸，再按照要求用尺寸驱动功能来达到最终希望的精确形状和尺寸（这个功能称之为“参数化”功能）。因为这个过程就像先画草稿，然后再画正式图纸一样，所以称之为绘制“草图”。而“线框”是在“非草图绘制模式”下绘制的图形，用于曲面或线架造型。草图必须是二维的，草图轮廓的绘制必须是完整的封闭环，并且不允许有重复线条。线框可以是二维也可以是三维的，其轮廓可以不是封闭环，并且允许有重复线条。,草图曲线的绘制和编辑方法与CAXA电子图板基本相同。绘制草图的过程可分为： 确定草图的基准面 激活草图绘制功能，进入草图绘制状态 草图的绘制 草图的编辑与参数化修改（如果在绘制草图时，是精确且确定的尺寸，则
25、本步骤不需要）,（1）确定基准面 我们每操作一次只能生成一个轮廓特征，每生成一个轮廓特征必须经过三个步骤： 1、确定基准面； 2、绘制草图； 3、生成特征。一个零件是由多个特征累加而成的。 系统有一个原始坐标系，这个坐标系是不可删除的。基于这个原始坐标系，ME提供了两种特殊的坐标系，一种是用于三维线框的坐标，其设置在“工具”菜单“坐标系”中。该坐标是常规坐标系，是三维的。另一种为建立实体草图用的坐标系。这种坐标系本质虽然是三维的，但是草图只能建立在它的XY面上。所以这种坐标系的建立，实际仅使用它的二维部分，即XY面（这里的XY面的意思是相对于右图坐标系XY的位置，如当基准面选择ZY面时，虚线标
26、识的面即为“XY”面位置，即主视图位置） 。为区别前一种坐标系，将其命名为“基准面”。 基准面：简单的说就好比建筑物必须依托的地面一样，它是草图必须依赖的一个平面。 基准面可以是特征树中已有的坐标平面，也可以是实体中生成的某个平面，还可以是构造出的平面。,草图中的曲线必须绘制造一个基准面上，开始一个新草图前必须选择一个基准面。 草图用的基准面，使用特征菜单中的“基准面”创建功能来建立。ME中提供了三个基于原始坐标的基础基准面，在左侧特征栏中有：XY，XZ，YZ坐标平面。这三个基准面和系统的原始坐标是重合的。使用时，可用鼠标左键直接点击三个平面中的任意一个。 确定基准面就是确定草图的作图平面，选
27、择一个基准面后，单击“草图绘制”按钮，或者按F2键，在特征树中可看到添加了一个草图项，表示进入草图绘制状态，开始了一个新草图。这时就可以进行草图绘制等一系列的操作了。 草图绘制完成后，单击“草图绘制”按钮，或者按F2键，则退出了草图绘制模式。,要进入草图绘制状态，也可以直接右键单击基准平面（也可以是实体特征的表面等），弹出对话框，选“创建草图”菜单，即可进入“草图绘制”状态。 草图轮廓的绘制必须是完整的封闭环，且无任何重线。如果不是封闭环，则不能进行实体特征操作。为此可以用“检查环是否封闭”功能进行检查。 草图状态不允许切换到其他作图平面。但是在草图绘制状态下，可以切换到其他视图平面或进行旋转显示等。 有时想一次画出多个草图轮廓，再进行实体特征造型，这时，要注意基准面和草图的进入与退出操作。首先选择基准面按F2键，进入草图绘制模式绘制草图按F2键，退出草图绘制模式再选择基准面按F2键，进入草图绘制模式绘制草图按F2键，退出草图绘制模式重复进行，直到完成。,以右图举例。,
