1、飞机 CAD/CAM 课程设计说明书某机口盖课程设计院系 航空航天工程学部 专业 飞行器制造工程 班号 学号 姓名 指导教师 沈阳航空航天大学2016 年 12 月沈阳航空航天大学课程设计说明书 摘要I摘要本次课程设计我对飞机的口盖进行细致的结构分析，首先对飞机口盖的结构进行细致的了解分析，然后再 CATIA 中进行三维建模，并对零件进行预装配，然后在其中选择一个口盖零件进行模拟加工，生成 NC 代码。然后进行工程图的导出，完成一次飞机的口盖的数字测绘建模。本文将用图片与文字配合的方式说明，以提高理解。关键词：口盖、数字建模、预装配、工程图、机加。沈阳航空航天大学课程设计说明书 目录摘要 .
2、I第 1 章 CATIA 简介 .11.1 CATIA 的发展历史 .11.2 CATIA 的模块简介 .2第 2 章 某机口盖的结构分析 .52.1 口盖整体结构分析 .52.2 口盖各装配件分析 .5第 3 章 三维建模 .113.1 绘制装配件草图 .113.2 装配件的钣金拉伸外形的建立 .123.3 装配件的创成式分割曲面的建立 .143.4 装配零件的零件设计分割 .163.5 装配件的折弯面建模 .163.6 装配件的开孔处理 .17第 4 章 三维模型的预装配 .194.1 产品的创建及零件的导入 .194.2 创建约束 .204.3 利用装配特征装配 .214.4 产品的保存
3、 .22第 5 章 工程图的创建 .235.1 建立工程图纸 .235.2 建立几何特征 .235.3 投影工程图 .23第 6 章 机加零件的数控加工 .256.1 毛料的建立 .256.2 定义 Part Operation .256.3 定义 Pocketing.266.4 刀路仿真 .276.5 生成 NC 代码 .28沈阳航空航天大学课程设计说明书 目录附录 .29总结 .40参考文献 .41沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 1 章 CATIA 简介1第 1 章 CATIA 简介1.1CATIA 的发展历史CATIA 是法国 Dassault System 公司旗下的 CAD/CA
4、E/CAM 一体化软件，Dassault System 成立于 1981 年，CATIA 是法语 Conception Assiste Tridimensionnel leInteractive Applique 的首字母缩写，同时也是英语 Computer Aided Three-dimensional Interactive Application 的首字母缩写。在 70 年代 Dassault Aviation 成为了第一个用户，Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业，其产品以幻影 2000 和阵风战斗机最为著名。从 1982 年到 1988 年，CATIA 相继发
5、布了 1 版本、2 版本、3 版本，并于1993 年发布了功能强大的 4 版本，CATIA 软件分为 V4 版本和 V5 版本两个系列。V4 版本应用于 UNIX 平台，V5 版本应用于 UNIX 和 Windows 两种平台。CATIA 如今其在 CAD/CAE/CAM 以及 PDM 领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认。其销售利润从最开始的一百万美元增长近二十亿美元。雇员人数由 20 人发展到 2，000 多人。居世界 CAD/CAE/CAM 领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的 DM
6、U 电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括：从大型的波音 747 飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过 13,000 的用户选择了 CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能已得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA 完成了整个波音 777 的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了 C
7、ATIA 在 CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。1.2CATIA 的模块简介沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 1 章 CATIA 简介2CATIA 软件包括了大量的模块，可以满足各种生产设计要求，其中包括有以下模块：零件设计、装配设计、交互式工程绘图、创成式工程绘图、结构设计、线架和曲面设计、钣金设计、航空钣金设计、钣金加工设计、三维功能公差与标注设计、模具设计、阴阳模设计、焊接设计、自由风格曲面造型、自由风格曲面优化、基于截面线的自由风格曲面造型、基于草图的自由风格曲面造型、创成式外形设计、创成、曲面优化、汽车白车身接合、数字化外形编辑、汽车 A 级曲面造型、快速曲面重建、创成式零
8、件结构分析、创成式装配件结构分析、变形装配件公差分析、Elfini 结构分析、电路板设计、电气系统功能定义、电气元件库管理员、电气线束安装、电气线束布线设计、电气线束展平设计、管路和设备原理图设计、HVAC 图表设计、电气连接原理图设计、系统原理图设计、管线原理图设计、波导设备原理图设计、系统布线设计、系统空间预留设计、电气缆线布线设计、设备布置设计、线槽与导管设计、波导设备设计、管路设计、管线设计、HVAC 设计、支架设计、结构初步布置设计、结构功能设计、设备支撑结构设计、厂房设计、数控加工审查、数控加工验证、2 轴半加工准备助手、2 轴半加工、3 轴曲面加工、多轴曲面加工、车削加工、高级加
9、工、STL 快速成型、知识工程顾问、知识工程专家、产品工程优化、产品知识模板、业务流程知识模板、产品功能定义、产品功能优化、DMU 漫游器、DMU 运动机构模拟、DMU 空间分析、DMU 装配模拟、 DMU 优化器、DMU工程分析审查、DMU 空间工程助手、人体模型构造器、人体模型测量编辑、人体姿态分析、人体行为分析。下面将对本次建模中使用的模块进行详细的介绍。1.2.1 零件设计模块零件设计模块是 CATIA 中最为基本的模块，该模块中均为较为实用简单的命令，可以进行零件的基本建模，适用于外形较为简单，没有过为复杂的复杂曲面的零件，本次建模中有部分小型的辅助零件在零件设计模块中完成建模，这样
10、做的优点是建模的速度较快，使用较为方便。1.2.2 创成式钣金设计模块创成式钣金设计模块是 CATIA 中专门为钣金零件设计而编写的一个模块，其特点是其钣金设计的专业性，可以在其中定义钣金件的厚度，然后可以像实沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 1 章 CATIA 简介3际生产中那样对钣金件进行折弯、翻边处理，已达到想要的成型效果，本次课程设计的口盖建模中，绝大多数的工作是在创成式钣金设计模块中完成的，因为飞机多为钣金件，因此，作为飞机零件的口盖自然使用创成式钣金设计模块最为合理，创成式钣金设计模块的特点是，使用方便，专业性强可以较好的完成飞机口盖的建模。1.2.3 创成式外形设计模块创成式外
11、形设计模块，是 CATIA 中为了满足复杂曲面的设计要求，而专门开发的一个自由的曲面设计的模块，该模块的特点是可以满足复杂的曲面设计，可以建立任意的草图，并且将复杂的草图在空间上任意的拉伸，形成曲面，可以对曲面进行任意的，合理的加厚，这样可以快速的构建起复杂的厚度曲面，无论是效率还是效果，都得到了很大的提升。本次课程设计中，加强条涉及到复杂的曲面设计，因此，在钣金模块中创建较为复杂，因此采用创成式外形设计来进行建模。1.2.4 装配设计模块装配设计是 CATIA 中进行数字化装配的工程界面，可以在产品生产之前进行数字化模拟装配，这样极大的缩短了产品的胜场周期，提高了了产品的生产效率，由于本次的
12、课设的的任务飞机口盖含有多个零件，因此，我建立了多个零件，并且最终在装配设计中完成了数字化的装配。以此来检验产品数字化建模的合理性，和配合的合理性。1.2.5 DUM Navigator 模块DUM Navigator 模块是 CATIA 中进行数字化装配辅助管理的模块，可以提高产品配合装配的效率和速度，本次课设中我的设计任务为飞机口盖，口盖中有大量的对称件，为了加快建模的速度与资源的利用效率，我是用 Navigator 模块进行零件的镜像处理，和一些装配关系的快速的确定极大的提高了利用效率，和产品的成型效率。1.2.6 加工仿真模块在完成了建模之后，我选择了其中的一个口盖的零件进行了一个走刀
13、的加工仿真，并且生成了 NC 的走到程序代码，加工模块是 CATIA 中为了加快产品沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 1 章 CATIA 简介4的生产的速度，而专门为零件的加工设计的一个自动生成走刀代码的一个模块，CATIA 的加工模块方便了零件的设计制造，使得以往的走到编程变得可视化，加深了设计者的理解，同时也提高了整体的设计理念。沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 某机口盖结构分析5第 2 章 某机口盖的结构分析2.1口盖整体结构分析飞机口盖包括，其结构如图 2.1 展示的 CATIA 模型所示。图 2.1 口盖整体结构图2.2口盖各装配件分析该飞机口盖材料主要由硬铝组成，成型方式为钣金成型的方式，采用铆钉打孔连接的方式。2.2.1 口盖外框口盖外框的结构图如图 2.2 所示。沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 某机口盖结构分析6图 2.2 口盖外框2.2.2 前部内框前部内框的结构图如图 2.3 所示。图 2.3 前部内框2.2.3 夹紧铆钉夹紧铆钉的结构图如图 2.4 所示。
