一、引言

隨著科技的發(fā)展和CAD技術(shù)的應用，國內(nèi)企業(yè)已普遍采用二維CAD設計軟件，但是由于二維CAD軟件有如下不可避免的缺點：復雜的投影線生成問題；漏標尺寸，漏畫圖線的問題；機構(gòu)的幾何關(guān)系和運動關(guān)系的分析討論問題；設計的更新與修改問題；設計工程管理問題等，采用三維CAD軟件已成為發(fā)展趨勢，目前國內(nèi)越來越多的中小型企業(yè)開始嘗試采用三維CAD軟件，下面以國內(nèi)自主開發(fā)的三維CAD軟件---Solid3000為例，介紹其CAD/CAM的實現(xiàn)過程。

二、Solid3000軟件的設計、制造功能簡介

Solid3000是由北京新洲協(xié)同軟件技術(shù)有限公司自主開發(fā)的國產(chǎn)三維CAD軟件，是國內(nèi)市場上唯一全面實現(xiàn)本地化、標準化的三維設計軟件，是國家制造業(yè)信息化培訓中心指定的三維CAD認證培訓軟件。

Solid3000主要具有以下功能特點：

1、軟件采用Windows操作風格、全中文環(huán)境 ，操作符合國內(nèi)工程師的使用習慣，軟件易學易用。

2、軟件具有豐富的設計模塊，包括：零件設計、裝配設計、工程圖設計、曲線曲面設計、鈑金設計、工程圖設計、BOM表、普通渲染、高級渲染、動畫、運動仿真等，其中在標準件庫中，軟件提供了完善的國標、軍標、航空標、航天標、機械行業(yè)標準等標準件庫，在產(chǎn)品設計中可以方便的調(diào)用，在工程圖中，軟件提供了符合國標的各種視圖、工程標注方法，可以方便的生成和三維全局關(guān)聯(lián)的、完全符合國標的二維工程圖紙，通過軟件提供的BOM表功能，可以準確、快速統(tǒng)計產(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等軟件進行數(shù)據(jù)交換或傳輸。

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

三、設計制造實例

下面以燃燒裝置中的噴嘴零件為例，來說明該零件的設計、加工過程。

圖1

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

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

圖2

當零件設計完成后，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、高級曲面加工、刀具庫、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算時間，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、設置各種加工參數(shù)，見圖3，確定后即可完成該曲面的加工。

圖3

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，當確認編程無誤后，即可生成NC代碼，通過數(shù)控機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算機輔助設計、制造過程，采用三維CAD軟件，不僅可以方便完成產(chǎn)品設計中復雜曲面的設計、表達，而且可以高效、準確的完成曲面的數(shù)控加工編程，從而提高企業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字化設計、制造水平。