一、引言

    隨著科技的發(fā)展和CAD技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)企業(yè)已普遍采用二維CAD設(shè)計(jì)軟件，但是由于二維CAD軟件有如下不可避免的缺點(diǎn)：復(fù)雜的投影線生成問題；漏標(biāo)尺寸，漏畫圖線的問題；機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的分析討論問題；設(shè)計(jì)的更新與修改問題；設(shè)計(jì)工程管理問題等，采用三維CAD軟件已成為發(fā)展趨勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)越來越多的中小型企業(yè)開始嘗試采用三維CAD軟件，下面以國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的三維CAD軟件---Solid3000為例，介紹其CAD/CAM的實(shí)現(xiàn)過程。

二、Solid3000軟件的設(shè)計(jì)、制造功能簡(jiǎn)介

    Solid3000是由北京新洲協(xié)同軟件技術(shù)有限公司自主開發(fā)的國(guó)產(chǎn)三維CAD軟件，是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上唯一全面實(shí)現(xiàn)本地化、標(biāo)準(zhǔn)化的三維設(shè)計(jì)軟件，是國(guó)家制造業(yè)信息化培訓(xùn)中心指定的三維CAD認(rèn)證培訓(xùn)軟件。

Solid3000主要具有以下功能特點(diǎn)：

    1、軟件采用Windows操作風(fēng)格、全中文環(huán)境 ，操作符合國(guó)內(nèi)工程師的使用習(xí)慣，軟件易學(xué)易用。

    2、軟件具有豐富的CAD設(shè)計(jì)模塊，包括：零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)、曲線曲面設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)、BOM表、普通渲染、高級(jí)渲染、動(dòng)畫等，其中在標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中，軟件提供了完善的國(guó)標(biāo)、軍標(biāo)、航空標(biāo)、航天標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以方便的調(diào)用，在工程圖中，軟件提供了符合國(guó)標(biāo)的各種視圖、工程標(biāo)注方法，可以方便的生成和三維全局關(guān)聯(lián)的、完全符合國(guó)標(biāo)的二維工程圖紙，通過軟件提供的BOM表功能，可以準(zhǔn)確、快速統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的總裝材料清單。

    3、軟件提供豐富的數(shù)據(jù)接口，具有良好的開放性，可以和各種主流的CAD、CAE、CAM、PDM、CAPP等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或傳輸。

    4、軟件采用國(guó)際主流的CAM技術(shù)，提供各種銑削、車削、線切割、電腐蝕、高級(jí)曲面加工等數(shù)控編程方式，可以滿足復(fù)雜產(chǎn)品的CAD/CAM需要。

三、設(shè)計(jì)制造實(shí)例

下面以燃燒裝置中的噴嘴零件為例，來說明該零件的設(shè)計(jì)、加工過程。

圖1為噴嘴零件的三維模型，該零件的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是噴嘴油路通道的設(shè)計(jì)，根據(jù)燃油流量等設(shè)計(jì)參數(shù)，該通道一端截面形狀為長(zhǎng)方形，另一端截面形狀為圓形，中間部分根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行光滑過渡，該部分的結(jié)構(gòu)在二維軟件中很難精確表達(dá)，同時(shí)采用傳統(tǒng)的零件加工方法不易滿足設(shè)計(jì)需要，通過Solid3000軟件，可以方便的完成該零件的設(shè)計(jì)、加工編程。

    Solid3000軟件提供了放樣功能，可以方便的完成兩個(gè)或多個(gè)截面輪廓通過光滑過渡方式生成的復(fù)雜零件特征，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要可以在放樣過程中設(shè)定頂點(diǎn)指導(dǎo)線、中心線指導(dǎo)線控制，或者設(shè)定邊界約束條件，如：指定頂點(diǎn)切矢、指定過渡表面、指定公共法向等方式來完成高級(jí)放樣，圖2為通過高級(jí)放樣完成噴嘴油路通道的特征操作。

圖2

    當(dāng)零件設(shè)計(jì)完成后，可以通過Solid3000的各種加工模塊，來完成該零件的加工編程操作，Solid3000采用國(guó)際主流的CAM技術(shù)，包括2.5-5軸銑切加工、2-4軸車削加工、高級(jí)曲面加工、刀具庫(kù)、刀具路徑仿真、后處理編譯系統(tǒng)、通訊程序等模塊，在曲面加工中，軟件提供了豐富的曲面加工手段，如：平行行切、投影加工、等粗糙度加工、殘料精加工、清根精加工等加工方式，可以大大縮短編程計(jì)算時(shí)間，提高曲面加工質(zhì)量，下面完成噴嘴零件中曲面的加工。

    選擇噴嘴的曲面部分，進(jìn)行曲面加工，粗加工方式采用"Z向環(huán)切"，精加工方式采用"等粗糙度加工"，選擇合適的加工刀具、設(shè)置各種加工參數(shù)，見圖3，確定后即可完成該曲面的加工。

編程后生成的粗加工、精加工刀具路徑如圖4：

圖4

    通過軟件提供的仿真模塊，可以模擬數(shù)控加工的過程，當(dāng)確認(rèn)編程無誤后，即可生成NC代碼，通過數(shù)控機(jī)床完成該零件的加工。

四、結(jié)論

    本文以Solid3000軟件為例，介紹了噴嘴零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造過程，采用三維CAD軟件，不僅可以方便完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)中復(fù)雜曲面的設(shè)計(jì)、表達(dá)，而且可以高效、準(zhǔn)確的完成曲面的數(shù)控加工編程，從而提高企業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造水平。