catia零件设计过程

第一篇：catia零件设计过程

CATIA教程-零件设计-创建凸台

创建凸台

创建凸台是指在一个或两个方向上拉伸轮廓或曲面。应用程序允许您选择创建限制以及拉伸方向。

此任务说明如何使用闭合轮廓、“尺寸 (Dimension)”和“镜像范围 (Mirrored extent)”选项创建基本凸台。

打开 Pad1.CATPart(已链接到下载网址) 文档。

1. 选择 Sketch.1 作为要拉伸的轮廓。

2. 单击“凸台 (Pad)”。

弹出“凸台定义 (Pad Definition)”对话框，且可通过应用程序预览要创建的凸台。

3. 在“长度 (Length)”字段中输入 40 以增加长度值。

可以通过拖动 LIM1 或 LIM2 操作器增加或减少长度值。 长度值不能超过 1 000 000 毫米。 4. (可选)单击“预览 (Preview)”查看结果。

5. 单击“确定 (OK)”。

随即创建凸台。结构树显示已创建凸台。

6.

关于轮廓

选择轮廓时，请记住：

可以使用在“草图编辑器 (Sketcher)”中绘制的轮廓，或在“创成式外形设计 (Generative Shape Design)”工作台中创建的平面几何元素(直线除外)。

也可以选择构成草图的不同元素。有关更多信息，请参见使用草图的子元素。 如果在先前未定义轮廓的情况下单击“凸台 (Pad)”

，只需单击对话框中提供的

图标。然后只需选择草图平面以进入草图编辑器并创建所需的轮廓。

只要单击 ，“运行命令 (Running Commands)”窗口就会立即出现，显示已运行命令的历史记录。此信息窗口在已使用很多命令(例如在复杂方案中)时尤为有用。

也可以从包括多个轮廓的草图创建凸台。这些轮廓不能相交。在下面的示例中，要拉伸的草图由一个正方形和一个圆定义。在此草图上应用“凸台 (Pad)”命令可得到一个腔：

预览 结果

可以选择创成式外形设计曲面、非平面面，甚至 CATIA V4 曲面。有关更多信息，请参考从曲面创建凸台或凹槽。

默认情况下，如果拉伸轮廓，应用程序将拉伸用于创建轮廓的平面的法线。要了解如何更改拉伸方向，请参考创建不垂直于草图平面的凸台。

因为没有默认方向，所以拉伸曲面(例如，在“创成式外形设计 (Generative Shape Design)”工作台中创建的曲面)时，需要选择一个定义方向的元素。

更改轮廓

请注意，如果对所选的轮廓不满意，可以进行以下操作：

单击“选择 (Selection)”字段并选择其他草图。 单击“草图 (Sketch)”现，以便使您完成设计。

图。

线。

创建提取 (Create Extract)：从非连接子元素生成单独的元素。请参见提取几何图形。

如果已选择在混合设计环境中工作，则通过上面提到的上下文命令，随时创建几何元素

并将其聚集到基于草图的特征中。

创建接合 (Create Join)：接合曲面或曲线。请参见接合曲面或曲使用“选择 (Selection)”字段中提供的任一创建上下文命令：

创建草图 (Create Sketch)：选择任意平面后启动“草图编辑器

(Sketcher)”，并按照《草图编辑器用户指南》中介绍的方法绘制所需轮廓的草

：此操作将打开“草图编辑器 (Sketcher)”，然后可以编辑轮廓。完成修改后，只需退出草图编辑器。“凸台 (Pad)”对话框再次出

限制

您将注意到，默认情况下，应用程序指定凸台的长度(“类型 = 尺寸 (Type= Dimension)”选项)。但您也可以使用下面的选项：

面。 直到下一个 直到最后 直到平面 直到曲面

如果设置了“直到平面 (Up to Plane)”或“直到曲面 (Up to Surface)”选项，则“限制 (Limit)”字段有用于创建可能需要的新平面或曲面的上下文命令：

创建平面 (Create Plane)：请参见创建平面。

XY 平面 (XY Plane)：当前坐标系原点(0，0，0)的 XY 平面成为限制。 YZ 平面 (YZ Plane)：当前坐标系原点(0，0，0)的 YZ 平面成为限制。 ZX 平面 (ZX Plane)：当前坐标系原点(0，0，0)的 ZX 平面成为限制。 创建接合 (Create Join)：接合曲面或曲线，请参见接合曲面或曲线。 创建外插延伸 (Create Extrapol)：外插延伸曲面边界。请参见外插延伸曲如果创建以上任一元素，应用程序将在字段前面显示相应的图标。单击此图标即可编辑元素。

如果已选择在混合设计环境中工作，则通过上面提到的上下文命令，随时创建元素并聚集到基于草图的特征中。

选项

可以使用以下凸台创建选项： 厚 (Thick)：在轮廓的两侧增加厚度。若要了解如何使用此选项，请参考创建细长实体。

反转边 (Reverse side)：仅适用于开放轮廓。您可以通过此选项选择要拉伸轮廓的哪一侧。设计细长实体时，此选项没有意义。

镜像范围 (Mirrored extent)：使用同一长度值反向拉伸轮廓。

如果希望定义此方向的另一个长度，不必单击“镜像范围 (Mirrored extent)”按钮，只需单击“更多 (More)”按钮并定义第二个限制。

关于凸台的几点说明

请记住以下几点：

在单击“凸台 (Pad)”之前，请确保要使用的轮廓与自身不相切。

如果现有几何图形可以修剪凸台，则应用程序允许您从开放轮廓创建凸台。已从开放轮廓创建了以下凸台，该轮廓的两个端点拉伸到六边形内侧的垂直面上。用于“限制1 (Limit 1)”的选项为“直到下一个 (Up to next)”。六边形内侧的下表面随后停止拉伸。相反，“直到下一个 (Up to next)”选项不能应用于“限制2 (Limit2)”。

预览

结果

但是，如果应用程序可以在轮廓的两个端点之间生成相交，则它将产生一个如下所示的凸台。所选轮廓为圆弧。虽然现有几何图形不能修剪要创建的凸台，但应用程序仍成功生成了凸台。

轮廓

结果

第二篇： 机械零件加工工艺过程的基本知识

在制造生产过程中，由于零件的要求和生产条件等不同，其制造工艺方案也不相同。相同的零件采用不同的工艺方案生产时，其生产效率、经济效益也是不相同的。在确保零件质量的前提下，拟定具有良好的综合技术经济效益、合理可行的工艺方案的过程称为零件的工艺过程设计。

一、生产过程和工艺过程

1.生产过程

由设计图纸变为产品，要经过一系列的制造过程。通常将原材料或半成品转变成为产品所经过的全部过程称作生产过程。生产过程通常包括: (1)技术准备过程包括产品投产前的市场调查、预测、新产品鉴定、工艺设计、标准化审查等。

(2) 或工艺过程指直接改变原材料半成品的尺寸、形状、表面的相互位置、表面粗糙度或性能，使之成为成品的过程。例如液态成形、塑变成形、焊接、粉末成形、切削加工、热处理、表面处理、装配等，都属于工艺过程。

将合理的工艺过程编写成用以指导生产的技术文件，这份技术文件称作工艺规程。

(3)辅助生产过程指为了保证基本生产过程的正常进行所必须的辅助生产活动。

(4)生产服务过程指原材料的组织、运输、保管、储存、供应及产品包装、销售等过程。

2.工艺过程的组成

零件的切削加工工艺过程由许多工序组合而成，每个工序又由工位、工步、走刀和安装组成。

(1)工序指在一台机床上或在同一个工作地点对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作是否连续。

图2-1所示阶梯轴的加工工艺过程见表2-1。

表2一1工序的划分，是由一个人在一台车床上连续完成车两端面、钻两顶尖孔后，便换一个工件加工，重复以上内容，则这部分工艺过程为一个工序。该人又在同一台车床上连续完成粗车各外圆、半精车各外圆、倒角后，便换一个工件加工，重复以上内容，则这部分工艺过程又为一个工序。如果是由一个人在一台车床上连续完成车两端面、钻两顶尖孔、粗车各外圆、半精车各外圆、倒角后再换第二个工件重复这些内容，则这部分工艺过程是一个工序，而不是两个工序。

(2)工步指在一个工序中，当工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的转速与进给量均保持不变时所完成的那部分工序。加工表面较多的工序，可分为若干工步。工步是构成工序的基本单元。

(3)走刀刀具从被加工表面每切去一层余量，就称作一次走刀。待切除的余量太大而不可能或不适合一次切下时，可分成几次切削完成。

4)安装工件经一次装夹(定位和夹紧)后所完成的那部分工序称为安装。

(5)工位相对刀具或设备的固定部分，工件所占有的每一个加工位置称为工位。多数情况下，一个工序中工件仅安装一次，有时也可能安装多次。如图2-1所示阶梯轴，在0号工序中一般需两次安装，夹住一端车另一端，然后调头。调头后又形成一个新的工位。

第二节 基准与定位

零件的各种不同的形状，是由许多表面以各种不同的组合形式构成的，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。基准是确定零件(或部件)上某些点、线、面的位置时所依据的点、线、面，即基准是零件本身上的或者与零件有关的面、线或点，根据这些面、线或点来确定零件上的另一些面、线或点的位置。

按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准，工艺基准又可分为定位基准、测量基准和装配基准，定位基准又可分为粗基准和精基准。

1.设计基准

如图所示的轴套中，轴线0一0是内孔的设计基准，端面A是端面C及台阶面B的设计基准，内圆表面D的轴线是外圆表面的设计基准

2.工艺基准

工艺基准是在制造零件和安装机器的过程中所使用的基准。

(1)定位基准 是指在加工时，工件在机床或夹具中定位用的基准。

(2)测量基准 是指零件检验时，用于测量被加工表面的尺寸和位置的基准。

(3)装配基准 是指装配时用于确定零件在部件或产品中位置的基准。

二、基准的选择原则

1.粗基准的选择

为使所有加工表面都有足够的加工余量和保证各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度，粗基准选择应遵守以下原则。

车床床身的粗基准

1.粗基准的选择(续)

(1)选择工件上的不加工表而作为粗基准。

(2)选择重要表而或加工余量最小的表面作为粗基准。

(3)选择较为平整光洁、面积较大的表面作粗基准 (4)粗基准一般只能使用一次，尽量避免重复使用

2.精基准的选择

精基准选择应遵守以下原则:

(1)基准重合原则

即尽量选择设计基准作为定位基准，以避免因基准不重合而引起的定位误差。

(2)基准同一原则

应使尽可能多的表面加工采用同一个精基准。

(3)一般要求

选择精基准时，要求定位准确、稳定可靠，并能使夹具结构简单、操作方便。

三、工件的定位原理 定位：

在加工时，首先要使工件占有正确的位置。 夹紧：

工件定位后，为使工件在加工中不受外力的影响而始终保持正确的位置。 安装：

工件从定位到夹紧的整个过程。 1.六点定位原则

任一刚体，在空间直角坐标系中均有六个自由度.

工件在夹具中获得准确的位置，必须限制其相应的自由度

2.定位中的几种情况

(1)完全定位

工件六个自由度全部被限制的定位。

(2)不完全定

根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度的定位。

(3)过定位

两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个自由度的定位。

(4)欠定位

根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全限制的定位。

第三节 工艺规程的拟订

工艺规程是指导生产的技术文件，工艺规程必须经济合理。

一、制订工艺规程的要求和步骤

零件的工艺规程就是零件的加工方法和步骤。内容:加工工艺(热处理工序)，确定各工序所用的机床、装夹方法、度量方法、加工余量、切削用量和工时定额等。将各项内容填写在一定形式的卡片上，这就是机械加工工艺的规程，即机械加工工艺卡片。

1.制订工艺规程的要求

不同的零件，由于结构、尺寸、精度和表而粗糙度等要求不同，其加工工艺也随之不同。一个零件可能有几种工艺方案，但其中总有一个是更为合理的。

合理的加工工艺必须能保证零件的全部技术要求 。制订一个合理的加工工艺，并非轻而易举。往往要经过反复实践、反复修改，使其逐步完善的过程。

2.制订工艺规程的步骤

制订工艺规程的步骤大致如下:

(1)对零件进行工艺分析;

(2)毛坯的选择;

(3)定位基准的选择;

(4)工艺路线的制订;

(5)选择或设计、制造机床设备;

(6)选择或设计、制造刀具、夹具、量具及其他辅助工具;

(7)确定工序的加工余量、工序尺寸及公差;

(8)确定工序的切削用量;

(9)估算时间定额; (10)填写工艺文件。

二、制订工艺规程时所要解决的主要问题

1.零件的工艺分析，其主要内容有:

(1)检查零件的图纸是否完整和正确，分析零件主要表而的精度、表而完整性、技术要求等在现有生产条件下能否达到。

(2)检查零件材料的选择是否恰当，是否会使工艺变得困难和复杂。

(3)审查零件的结构工艺性，检查零件结构是否能经济地、有效地加工出来。

2.毛坯的选择

毛坯的选择对经济效益影响很大。因为工序的安排、材料的消耗、加工工时的多少等，都在一定程度上取决于所选择的毛坯。

3.定位基准的选择

(1)传动用的阶梯轴，一般选用两端的中心孔作为主要精基准。

(2)盘套类零件一般以中心部位的孔作为主要精基准 。

a)在一次装夹中精车齿轮坯的孔、大外圆和大端而，以保证

这些表面的位置精度要求 。

b)先精加工孔，然后以孔作为精基准，加工其他各表面。

c)外圆与孔互为基准。

(3)支架箱体类零件，一般采用机座上的主要平面作为主要精

基准加工各轴承支承孔。

4.工艺路线的拟订 (1)加工方案的确定:

a)被加工材料的性能及热处理要求。

b)加工表面的形状和尺寸。

c)还应考虑本厂和本车间的现有设备情况、技术条件

和工人技术水平。 (2)加工阶段的划分:

a)粗加工阶段。

b)半精加工阶段。

c)精加工阶段。 划分加工阶段的目的

(i)有利于保证加工质量。

(ii)有利于合理使用设备。

(iii)有利于安排热处理工序。

(iv)可避免损伤己加工好的主要表面 。 (3)加工顺序的安排

1)机械加工工序的安排

(i)基准先行。

(ii)先粗后精。

(iii)先主后次。

(iv)先面后孔。 2)热处理工序的安排。

(i)预备热处理。 (ii)时效处理。

(iii)最终热处理。

热处理工序安排位置

3)检验工序的安排

(i)粗加工之后。

(ii)工件在转换车间之前。

(iii)关键工序的前后。

(iv)特种检验之前。

(v)全部加工结束之后。 4)辅助工序的安排

(i)零件表面处理工序。

(ii)特种检验。

(iii)去毛刺、去磁、清洗等。

(4)工序的集中与分散:

1)工序集中原则。

2)工序分散原则。

工序集中分散条件：

a)生产类型。

b)工件的尺寸和重量。

c)工艺设备条件。 5.确定加工余量

加工余量：从毛坯表面上所切除的金属层 。

总 余

量：从毛坯到成品总共需要切除的余量。

工序余量：在某工序中所要切除的余量。

6.填写工艺文件

工艺过程拟订之后将工序号、工序内容、工艺简图、所用机床等项目、内容用图表的方式填写成技术文件。

常用的工艺文件有以下几种。

(1)机械加工工艺过程卡片:其主要作用是简要说明

机械加工的工艺路线。

(2)机械加工工序卡片:要求工艺文件尽可能地详细、

完整，除了有工序目录以外，还有每道工序的

工序卡片。

(3)机械加工工艺(综合)卡片。采用一种比机械加工

工艺过程卡片详细，比机械加工序卡片简单灵活

的机械加工工艺卡片。

第三篇：CATIA活塞连杆设计实例教程

第三章 零件设计------活塞、连杆、汽缸组件

本章是设计活塞、连杆与汽缸的三维模型。进一步熟悉绘制草图、拉伸成形、旋转成形、拉伸切除、旋转切除、钻孔、倒(圆)角等命令，同时增添混成、特征的阵列等命令。读者在使用过程中注意将各种命令穿插应用。领会各个命令的用法。

3.1

Loft(混成)特征

混成实体特征不仅应用非常广泛，而且其生成方法也非常丰富、灵活多变。Loft(混成)特征分为两种：Loft(混成实体)和Removed Loft (混成切除)。它们形成的方式是一样的。主要区别在于：Loft(混成实体)是增料特征，Removed Loft (混成切除)是减料特征。

3.1.1. Loft(混成实体) 混成实体指的是利用两个或两个以上的截面(或者说是轮廓)，以逐渐变形的方式生成实体。也可以加入曲线或折线作为导引线，使用导引线可以更好的控制外形轮廓之间的过渡。

操作过程举例如下：

1.在窗口中建立三个平行平面，绘制三个截面

左键单击左边模型树中的xy plane平面，单击工具栏中的Plane (平面)图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Offset from plane (偏移平面);在Offset 一栏中输入20 mm ;预览生成的平面，如图3.1所示。

图3.1 同样再以刚才生成的平面作为参考面，再生成一个偏移10 mm的新平面，预览生成的平面，如图3.2所示。

图3.2 左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

图标，绘制一个椭圆，圆心在原点。左

，标注椭圆的尺寸， ，进入零件实体设单击工具栏中的Ellipse(椭圆)键单击工具栏中Auto Constraint (自动标注尺寸)图标 如图3.3所示。

绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

图3.3 同样，利用草图中的圆功能在新建的平面1和平面2上分别绘制直径为6和直径为15的圆，如图3.4所示，如图3.5所示。

图3.4 图3.5 2.以渐进曲线混成实体 左键单击Loft(混成实体)图标

，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择上述绘制的三个草图，作为混成的截面，混成的图形预览如图3.6所示。

图3.6 点击确定。混成的模型如图3.7所示。保存为part3-1 。

图3.7

3.以样条曲线混成实体

上述模型省略了导引线，实际上它的导引线是渐进的曲线，我们也可以给它们建立导引线。

删去模型树中的混成特征

，左键单击左边模型树中的yz plane

，进入草参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图绘制模式。

按住Ctrl键，分别选择三个截面，点击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，使之成三条直线，再单击Spline(样条曲线)

图标，鼠标左键分别选择三条直线的三个端点，绘制一条曲线。双击鼠标左键结束样条曲线，如图3.8所示。

图3.8

绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

左键单击Loft(混成实体)图标

，进入零件实体设

，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个草图，作为混成的截面;在第二栏中选择刚才绘制的样条曲线作为导引线;混成的图形预览如图3.9所示。

图3.9

点击确定。混成的模型如图3.10所示。保存为part3-2 。

图3.10

4.以连续折线混成实体

我们再将导引线变成折线来比较混成的实体不同，鼠标左键双击模型树中的样条曲线草图，进入草图绘制模式，编辑草图。

单击Profile(连续折线)

图标，鼠标左键分别选择样条曲线中的三个控制点，绘制一条折线。双击鼠标左键结束连续折线，再利用剪切功能将样条曲线删去，如图3.11所示。

图3.11

绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

左键单击Loft(混成实体)图标

，进入零件实体设

，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个草图，作为混成的截面;在第二栏中选择刚才绘制的连续折线作为导引线;混成的图形预览如图3.12所示。

图3.12

点击确定。混成的模型如图3.13所示，保存为part3-3 。与前两个相比较，就会发现模型随着导引线的不同而变化着。

图3.13

3.1.2. Removed Loft (混成切除) 混成切除指的是在实体上利用两个或两个以上的截面(或者说是轮廓)，以逐渐变形的方式切除实体。也可以加入曲线或折线作为导引线，使用导引线可以更好的控制外形轮廓之间的过渡。

操作过程举例如下： 1.拉伸实体，建立基准面

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

，绘制一个圆，圆心在原点。鼠标左键单击工具栏中的Circle (圆)图标 单击 constraint(尺寸限制) 图标 图3.14所示。

，标注出圆的直径为30，修改尺寸后如

图3.14 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标

，进入零件实体设

,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为50 mm ;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;如图3.15所示。

图3.15 左键单击左边模型树中的xy plane平面，单击工具栏中的Plane (平面)图标 ，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选

择 Offset from plane (偏移平面);在Offset 一栏中输入25 mm ;预览生成的平面，如图3.16所示。

图3.16

同样再以刚才生成的平面作为参考面，再生成一个偏移40 mm的新平面，预览生成的平面，如图3.17所示。

图3.17

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。 单击工具栏中的Hexagon(正六边形)尺寸后如图3.18所示。

图标，绘制一个正六边形，标注

图3.18 同样，利用草图中的正六边形功能在新建的平面1和平面2上分别绘制两个正六边形，单击 constraint(尺寸限制) 图标 的参数。如图3.19所示，如图3.20所示。

，分别标注出两个正六边形

图3.19

图3.20 2.混成切除实体

左键单击 Removed Loft(混成切除)图标

，弹出对话框，提供混成切除参数的设定。在第一栏中分别选择前面绘制的三个正六边形草图，作为混成切除的截面;混成切除的图形预览如图3.21所示。

图3.21

点击确定。混成切除的模型如图3.22所示，保存为part3-4 。

3.22 3.2

特征的阵列

特征的阵列就是将一定数量的几何元素或实体按照一定的方式进行规则有序的排列。将特征进行有规律排列的过程就是特征的阵列。

特征的阵列非常适合于有规律地重复创建数量众多的特征。它分为圆形阵列和矩形阵列。

3.2.1 圆形阵列

圆形阵列就是选择一个特征作为基本特征，以圆形数组方式重复应用这个基本特征。

操作过程举例如下： 1.拉伸实体和切除孔

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

，绘制一个圆，圆心在原点。单击 单击工具栏中的Circle (圆)图标 constraint(尺寸限制) 图标

，标注出圆的直径为100。如图3.23所示。

图3.23

绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 件实体设计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标

，进入零

,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为20 mm ;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;模型预览如图3.24所示。

图3.24 点击OK，生成的模型如图3.25所示。

图3.25 选择实体上表面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 ，进入草图绘制模式。

，绘制一个圆，圆心在原点。单击 单击工具栏中的Circle (圆)图标 constraint(尺寸限制) 图标

，标注出圆的直径为100。如图3.26所示。

图3.26 绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标

，进入零件实体设计模式。

2.阵列孔特征

鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的孔特征，在工具栏中单击Circular Pattern (圆形阵列)图标 定。如图3.27所示。

，弹出对话框，提供圆形阵列参数的设

图3.27

在Parameters 一栏中选择Instance(s) or total angle (数量与总角度)，在Instance(s) 一栏中输入7;在Total angle一栏中输入360度;在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.28所示。

图3.28

在上述对话框中还有一个菜单，这个菜单是Crown Definition (环绕定义)，它可以定义圆形阵列的圈数，双击模型树中的圆形阵列的特征，重新编辑圆形阵列的参数。如图3.29所示。

图3.29 在Axial Reference 菜单中，所有参数不变;左键单击Crown Definition菜单，在Parameters 一栏中选择Circle(s) or Circle spacing (圆的数量和圆的间距)，在Circle(s) 一栏中输入2;在Circle spacing一栏中输入-20 mm ;方向朝外为正，反之为负，这里选择负方向才有解。在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.30所示。

图3.30

3.2.2矩形阵列

矩形阵列就是选择一个特征作为基本特征，以矩形数组方式重复应用这个基本特征。

操作过程举例如下： 1.拉伸实体和切除槽

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

，在草图模式中绘制出一个矩单击工具栏中retangent (矩形)图标 形，标注尺寸后如图3.31所示。

图3.31

绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 件实体设计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 的设定。如图3.32所示。

，进入零

,弹出对话框，提供拉伸成形参数

图3.32 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为10 mm ;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;点击OK。生成的模型如图3.33所示。

图3.33

选择实体上表面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 ，进入草图绘制模式。

，绘制两个圆，双击Bi-Tangent 双击工具栏中的Circle (圆)图标 Line (切线)图标

，分别点击两圆的左右两个侧面，生成左右两条平行的切线。再利用剪切功能将多余的线段剪切掉，标注和修改尺寸后的草图如图2.34所示。

图2.34

绘制完草图之后，鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标

，进入零件实体设计模式。

2.阵列槽特征

鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的槽特征，在工具栏中单击Rectangular Pattern (矩形阵列)图标 的设定。如图3.35所示。

，弹出对话框，提供矩形阵列参数

图3.35

在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入8;在Spacing一栏中输入20 mm;在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，预览图形中的阵列特征，如果阵列的特征不在实体上，则选择Reverse (反向)选项，在Object一栏中选择槽特征。点击OK。生成的模型如图3.36所示。

图3.36

在上述对话框中还有一个菜单，这个菜单是Second Direction(第二方向)菜单)，它可以定义矩形阵列的另一个方向，双击模型树中的矩形阵列的特征，重新编辑矩形阵列的参数。如图3.37所示。

图3.37 在First Direction(第一方向)菜单中，所有参数不变;鼠标左键单击Second Direction(第二方向)菜单, 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or Spacing (数量与间距)，在Instance(s) 一栏中输入2;在Spacing一栏中输入45 mm;在Reference element (参考元素)一栏中选择实体的上表面，如果有必要，选择Reverse (反向)选项，在Object一栏中选择孔特征。单击OK,生成的孔阵列如图3.38所示。

图3.38 3.3

活塞的创建

1. 进入软件，拉伸活塞本体 在桌面双击 图标(CATIA)，或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 草图绘制模式。

单击工具栏中的Circle (圆)图标 constraint(尺寸限制) 图标 所示。

，绘制一个圆，圆心在原点。单击

，即进入

，标注出圆的直径为50，修改尺寸后如图3.

1图3.1 绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 的设定。如图3.2所示。

，进入零件实体设

,弹出对话框，提供拉伸成形参数

图3.2 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为44 mm ;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;点击确定。生成的模型如图3.3所示。

图3.3

2.旋转切除活塞内部

左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图绘制模式。

单击工具栏中Axis (轴)图标

，先绘制一轴线，为下一步的旋转切除

，绘制草图，双击草图

，进入草作准备，再单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 的终点即结束自由折线。绘制的草图如图3.4所示。

图3.4

鼠标左键单击工具栏中Corner(倒圆角)图标 圆角尺寸的数值，修改圆角值为R5。

双击 constraint(尺寸限制) 图标 栏中单击

，标注草图上所需尺寸。之后在工具

,在草图上倒圆角，双击 (选择)图标，进行尺寸编辑。最后完成草图的绘制和修改。修改尺寸后的草图如图3.5所示。

图3.5 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 参数的设定。如图3.6所示。

,弹出对话框，提供旋转切除 ，退出草图模式，进入零件

图3.6 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度(通常默认状态也是这样)，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;则下面的轴线选择一栏中会自动选择草图中的轴线，点击OK。生成的模型如图3.7所示。

图3.7 3.拉伸凸台

我们先从活塞内部创建一个平面。单击工具栏中的Plane (平面)图标

，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Offset from plane (偏移平面);在Reference一栏中选择 yz plane (从窗口的目录树上或工作台中选择，也可以在点击创建平面图标之前先选择该平面);在Offset 一栏中输入10 mm ;如果有必要，可以选择Reverse Direction(反向);预览生成的平面，如图3.8所示。

图3.8 点击确定，创建的平面如图3.9所示。

图3.9 鼠标左键单击创建的新平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 ，进入草图绘制模式。

，绘制一个圆，单击 constraint(尺单击工具栏中的Circle (圆)图标 寸限制) 图标

，标注出圆的直径为16，修改尺寸后如图3.10所示。

图3.10 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 的设定。如图3.11所示。

,弹出对话框，提供拉伸成形参数

，退出草图模式，进入零件

图3.11 在Type 一栏中选择Up to next; 在Offset(偏移)一栏中输入0 mm (通常默认状态都是0);在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;点击OK。生成的模型如图3.12所示。

图3.12 左键点击一下左边模型树中上述刚完成的拉伸成形凸台的特征，再单击工具栏中的Mirror(镜像)图标

，弹出对话框，提供镜像参数的设置。如图3.13所示。

图3.13 在Mirroring element(镜像元素)一栏中选择yz平面，点击OK。镜像的特征如图3.14所示。

图3.14 选择其中一个凸台的上表面作为草图参考平面，单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

，绘制一个圆，单击 constraint(尺单击工具栏中的Circle (圆)图标 寸限制) 图标 ，标注出圆的直径为10，修改尺寸后如图3.15所示。

图3.15 在工具栏中单击Pocket (拉伸切除)图标 参数的设定。如图3.16所示。

,弹出对话框，提供拉伸切除

图3.16 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为40 mm ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;再选择Mirrored extent(镜像) 选项;点击OK。生成的模型如图3.17所示。

图3.17 4.旋转切除槽

左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图绘制模式。

单击工具栏中 Profile (自由折线)图标

，在活塞的右上侧绘制草图，

，进入草双击草图的终点即结束自由折线。绘制的草图如图3.18所示。

图3.18 双击 constraint(尺寸限制) 图标 栏中单击

，标注草图上所需尺寸。之后在工具 (选择)图标，进行尺寸编辑。最后完成草图的绘制和修改。修改尺寸后的草图如图3.19所示。

图3.19

鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 参数的设定。如图3.20所示。

,弹出对话框，提供旋转切除 ，退出草图模式，进入零件

图3.20 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度(通常默认状态也是这样)，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴，也可以选择活塞本体上的圆柱，系统自动出现圆柱的轴线，此轴线跟V轴平行。作用是一样的。点击OK。生成的模型如图3.21所示。

图3.21 5.钻孔

单击活塞上部的小平面作为钻孔表面，如图3.22所示。

图3.22 单击工具栏中的Hole (钻孔)图标

，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Up To Next(成型到下一面)类型;在Diameter(直径)一栏中输入2 mm ;在Offset(偏移)一栏中输入0 mm (通常默认状态都是0);单击右边的Positionning Sketch (草图位置)图标

，进入孔的草图模式状态，约束草图位置。

，标注孔的中心到H轴的距离为3.5;双击 constraint(尺寸限制) 图标

标注孔的中心与V轴在同一直线上，注意鼠标一定要点击上孔的中心，否则标注的尺寸不会正确。如图3.23所示。

图3.23 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 定义对话框。如图3.24所示。

，退出草图模式，返回孔的

图3.24 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项;再打开一下Thread Definition 菜单，察看一下是否取消了Threaded 选项，如果未取消则取消这个选项，通常默认状态是未选择的。至此，孔的定义已经完成。点击OK,生成的孔如图3.25所示。

图3.25 鼠标左键选择窗口模型树中的上一步骤中的孔特征，在工具栏中单击Circular Pattern (圆形阵列)图标 定。如图3.26所示。

，弹出对话框，提供圆形阵列参数的设

图3.26 在Parameters 一栏中选择Instance(s) or total angle (数量与总角度)，在Instance(s) 一栏中输入5;在Total angle一栏中输入360度;在Reference element (参考元素)一栏中选择活塞的上表面，在Object一栏中选择孔特征，单击OK,生成的孔阵列如图3.27所示。

图3.27 6. 倒(圆)角

在工具栏中单击 Chamfer (倒角)图标

,弹出对话框，提供倒角参数的设定。

在Mode 一栏中选择Length1/Angle ;在Length1一栏中输入1.5 mm ;在Angle一栏中输入60度;在Object(s) to Chamfer 一栏中选择活塞的上表面的外边线;在Propagation一栏中选择Tangency选项。图形预览如图3.28所示。

图3.28 在工具栏中单击 Chamfer (倒角)图标

,弹出对话框，提供倒角参数的设定。

在Mode 一栏中选择Length1/Angle ;在Length1一栏中输入2 mm ;在Angle一栏中输入45度;在Object(s) to Chamfer 一栏中选择活塞的上表面的内边线;在Propagation一栏中选择Tangency选项。图形预览如图3.29所示。

图3.29 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标

,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。

在Radius一栏中输入2 mm ,在Object(s) to fillets一栏中分别选择两个凸台底部的边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，图形预览如图3.30所示。

图3.30 在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标

,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。

在Radius一栏中输入0.5 mm ,在Object(s) to fillets一栏中分别选择活塞槽的上下面的边线、活塞底面、活塞内边线，在Propagation一栏中选择Tangency选项，图形预览如图3.31所示。

图3.31 至此，活塞模型已全部完成。隐藏所有参考面后的模型如图3.80所示。保存为huo sai 。

图3.32 3.4

连杆的创建

1. 进入软件，绘制连杆的一端草图 在桌面双击 图标(CATIA)，或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 草图绘制模式。

双击工具栏中的Circle (圆)图标 constraint(尺寸限制) 图标 如图3.1所示。

，绘制两个圆，圆心都在原点。双击

，即进入

，标注出两个圆的直径20和27，修改尺寸后

图3.1

绘制完草图之后，单击工具栏中的退出工作台图标 计模式。

2.拉伸成形本体

，进入零件实体设进入零件实体设计模式之后，在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图3.2所示。

,弹

图3.2

在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为12mm;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;再选择Mirrored extent(镜像) 选项;点击确定。生成的模型如图3.3所示。

图3.3 2. 绘制连杆的另一端

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 草图绘制模式。

双击工具栏中的Circle (圆)图标 constraint(尺寸限制) 图标

，绘制两个同心圆。双击

，即进入

，标注出两个圆的直径10和15，圆心到原点的距离是86。修改尺寸后如图3.4所示。

单击工具栏中的退出工作台图标 中单击pad(拉伸成形)图标 3.5所示。

图3.4

，进入零件实体设计模式。在工具栏

,弹出对话框，提供拉伸成形参数的设定。如图

图3.5 在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为9mm;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;再选择Mirrored extent(镜像) 选项;点击确定。生成的模型着色如图3.6所示。

图3.6 4.建立基准面

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

左键选取大圆柱的外圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 ，则在xy平面产生与圆柱外圆一样大小的圆。如图3.7所示。

图3.7 点击工具栏中Line (直线)图标

，在圆的中间绘制一条与V轴平行的直线;单击Intersection Point(交点)图标 两个交点。如图3.8所示。

，分别点击圆和直线产生

图3.8 单击 constraint(尺寸限制) 图标 图3.9所示。

，标注圆上两交点的距离为25mm，如

图3.9 双击工具栏中的 Quick Trim (快速剪切)图标

，鼠标左键点击要剪除的线段，将草图剪切成如图3.10所示的草图。这个草图将为下一步建立平面作基础。

图3.10 单击工具栏中的退出工作台图标

，退出草图模式。同理，再在xy平面用上述同样的方法在小圆柱上绘制如图3.11所示的草图。

图3.11 单击工具栏中的Plane (平面)图标

，弹出对话框，提供创建平面的参数的设定。在Plane type 一栏中选择 Angle/Normal to plane ;在Rotation axis 一栏中选择上一步在大圆柱上绘制的直线草图; 在Reference一栏中选择 yz plane (从窗口的目录树上或工作台中选择，也可以在点击创建平面图标之前 先选择该平面)。如图3.12所示。

图3.12 点击确定，创建的平面plane.1如图3.13所示。

图3.13 同理，利用在小圆上绘制的直线和yz平面建立同样类型的平面plane.2，如图3.14所示。

图3.14 5.混成连杆中段

先绘制两个草图作为混成的截面。左键单击左边模型树中的plane.1 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的plane.1平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，即进入草图绘制模式。

，在草图模式中画出一个矩形，

，标注矩形的尺寸，如图3.15单击工具栏中Rectangle (矩形)图标

在工具栏中双击 constraint(尺寸限制) 图标 所示。

图3.15 单击工具栏中的退出工作台图标

，退出草图模式。左键单击左边模型树中的plane.2参考平面，或在窗口中央选择三平面中的plane.2平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图3.16所示的草图。

，进入草图绘制模式，绘制出如

图3.16 单击工具栏中的退出工作台图标 Loft(混成)图标

，进入零件实体设计模式。左键单击 ，弹出对话框，提供混成参数的设定。在第一栏中分别选择上述绘制的两个矩形草图，作为混成的截面，混成的图形预览如图3.17所示。

图3.17 点击确定。混成的模型如图3.18所示。

图3.18 仔细查看混成的图形，发现混成的图形超出了大孔的范围。因此，要再重新切除多余的部分。单击大圆的上表面作为草图基准面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。左键选取大圆柱的内

，则在圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标 此平面产生与圆柱内圆一样大小的圆。如图3.19所示。

图3.19 单击工具栏中的退出工作台图标 栏中的Pocket (拉伸切除)图标

，退出草图模式。左键单击右边工具

,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。在Type 一栏中选择up to next ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;图形预览如图3.20所示。

图3.20 点击OK。生成的模型如图3.21所示。

图3.21 6.拉伸切除连杆中段

单击大圆的上端面作为草图基准面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。按住Ctrl键分别选取连杆的边线和两圆柱的外圆边线，单击工具栏中的Project 3D Elements (3D实体转换)图标

，则在此平面产生与原边线相重合的边线。如图3.22所示。

图3.22 双击工具栏中Line (直线)图标

，分别在连杆的中段绘制两条直线(尽量与连杆的边线平行)。按住Ctrl键选取其中一条直线和这一侧的边线。单击工具栏中Constraints Defined in Dialog Box (约束定义)图标

，弹出约束定义的参数对话框。选择Parallelism(平行)选项。如图3.23所示。

图3.23 同样，约束定义另一侧的两条直线平行。在工具栏中双击 constraint(尺寸限制) 图标 ，分别标注两平行直线之间的距离为2.5，如图3.24所示。

图3.24 双击工具栏中的 Quick Trim (快速剪切)图标 的线段，将草图剪切成如图3.25所示的草图。

，鼠标左键点击要剪除

图3.25 单击工具栏中的退出工作台图标 栏中的Pocket (拉伸切除)图标

，退出草图模式。左键单击右边工具

,弹出对话框，提供拉伸切除参数的设定。在Type 一栏中选择Dimension，指定尺寸为9mm ，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;如果方向显示反了，可以选择Reverse Direction(反向);图形预览如图3.26所示。点击OK。生成的模型如图3.27所示。

图3.26

图3.27 左键点击一下左边模型树中上述刚完成的拉伸切除特征，再单击工具栏中的Mirror(镜像)图标

，弹出对话框，提供镜像参数的设置。如图3.28所示。

图3.28 在Mirroring element(镜像元素)一栏中选择xy平面，点击OK。镜像的特征如图3.29所示。

图3.29 7.倒圆角

在工具栏中单击 Edge Fillet (倒圆角)图标

,弹出对话框，提供倒圆角参数的设定。在Radius 一栏中输入3mm ，在Object(s) to fillet 一栏中分别选择连杆中段的的四个角，如图3.30所示的四条边。

图3.30 在Propagation一栏中选择Tangency一项，点击OK。生成的模型如图3.31所示。

图3.31 同样，将连杆中段的另一端及中间的平面分别倒圆角1.5mm，至此，连杆模型已经完成，隐藏各个参考面及草图，完成的模型如图3.32所示。保存为lian gan 。

图3.32

3.5

汽缸的创建 1. 进入软件，绘制汽缸的底板 在桌面双击 图标(CATIA)，或者从[开始] →[程序]中点击CATIA软件，进入 CATIA软件。选择[开始] →[机械设计] →[part design] 命令，进入零件模块设计。

左键单击左边模型树中的xy plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的xy平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 入草图绘制模式。

单击工具栏中retangent (矩形)图标 形，如图3.33所示。

，在草图模式中绘制出一个矩

，即进

图3.33

下一步准备标注尺寸，由于前面采用的是基本标注尺寸的方法，在这里我再采用另一种标注尺寸的方法。让系统自动标注尺寸和使用方程相互约束尺寸。

左键单击工具栏中Auto Constraint (自动标注尺寸)图标 框。提供自动标注尺寸参数的设置。如图3.34所示。

，弹出对话

图3.34

在第一栏中标注的尺寸元素中分别选择窗口中矩形的长和宽;在第二栏中的参考元素中选择窗口中的V轴，即垂直轴;在第三栏中的对称线中选择H轴，即水平轴;在第四栏中的标注方式中选择Chained (链式)选项;单击确定，标注的尺寸如图3.35所示。

图3.35 鼠标左键单击矩形的一边到V轴距离的那个尺寸(39.815)，再单击工具栏中的公式图标 ，弹出对话框，提供方程参数的设置，如图3.36所示。

图3.36 仔细查看要编辑的参数是否是刚才选中的尺寸，如果不是的话，就在参数框中再选择一次，单击框中的添加公式选项，弹出对话框，提供公式编辑框。在公式编辑框中的第一栏中，系统自动出现上面所选的尺寸;在第二栏中输入方程，鼠标左键在窗口中单击矩形上对应刚才所选尺寸的那条边，方程中即出现这个尺寸的代表式，再输入除号，再输入数字2，这个方程就定义了刚才的尺寸是矩形中这个对应单边尺寸的一半，以后只要改变矩形的这个边长，对应方程的尺寸就会自动定义为矩形这个边长尺寸的一半。同理，如果输入的方程式改变了，则对应的尺寸就会依照方程的定义而改变。如图3.37所示。

图3.37 点击确定，方程定义已经完成。同理，再编辑矩形的另一条边到H轴的距离是矩形对应边的1/2。完成方程的矩形如图3.38所示。读者注意图中尺寸上出现的(f(x))，代表这个尺寸是用方程定义约束的。

图3.38 鼠标左键分别双击矩形的两条边，在弹出的对话框中输入数值74，定义矩形的两个边长均为74mm ,如图3.39所示。

图3.39 鼠标左键单击工具栏中Corner(倒圆角)图标

,分别给矩形的四个直角倒成圆角，双击圆角尺寸的数值，修改圆角值为R8,如图3.40所示。

图3.40 鼠标左键单击工具栏中Profile (自由折线)图标

，在矩形的右边绘制草图，再利用剪切功能修剪草图，标注尺寸，如图3.41所示。

图3.41 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标 的设定。如图3.42所示。

,弹出对话框，提供拉伸成形参数

，退出草图模式，进入零件

图3.42 在对话框中的Type 一栏中选择Dimension，在Length一栏中输入尺寸为12 mm;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;点击确定。生成的模型如图3.43所示。

图3.43

2.拉伸汽缸本体

单击上述模型的上表面作为草图的工作平面，再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标

，进入草图绘制模式。

，绘制一个直径为74的圆，圆心在单击工具栏中的Circle (圆)图标 原点，如图3.44所示。

图3.44

鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击pad(拉伸成形)图标

,弹出对话框，提供拉伸成形参数

，退出草图模式，进入零件的设定。如图3.45所示。

图3.45 在对话框中的Type 一栏中选择Dimension，在Length一栏中输入尺寸为108 mm;在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;点击确定。生成的模型如图3.46所示。

图3.46

3. 旋转切除汽缸本体

左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图绘制模式。

单击工具栏中retangent (矩形)图标 标注尺寸后如图3.47所示。

，在草图模式中绘制出一个矩形，

，进入草

图3.47 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 参数的设定。如图3.48所示。

，退出草图模式，进入零件

,弹出对话框，提供旋转切除

图3.48 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度(通常默认状态也是这样)，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴。点击确定。生成的模型如图3.49所示。

图3.49 左键单击左边模型树中的yz plane 参考平面，或在窗口中央选择三平面中的yz平面。再单击一下右边工具栏中的sketch(草图设计)图标 图绘制模式。

单击工具栏中 Profile (自由折线)图标 图。双击 constraint(尺寸限制) 图标 如图3.50所示。

，在汽缸本体上部绘制草

，进入草

，标注草图尺寸。修改尺寸后的草图

图3.50 鼠标左键单击工具栏中的退出工作台图标 实体设计模式。

在工具栏中单击Groove (旋转切除)图标 参数的设定。如图3.51所示。

,弹出对话框，提供旋转切除 ，退出草图模式，进入零件

图3.51 在对话框中First angle 一栏中输入360度，在Second angle 一栏中输入0度(通常默认状态也是这样)，在Selection一栏中选择刚才绘制的草图;在Axis Selection 一栏中选择窗口中的V轴。点击OK。生成的模型如图3.52所示。

图3.52 4. 钻气缸气孔

鼠标左键选择气缸上表面作为钻孔表面，如图3.53所示。

图3.53

单击工具栏中的Hole (钻孔)图标

，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Blind (盲孔)类型;在Depth (深度)一栏中输入18 mm;在右边关于孔的底部形状参数中选择Flat(平底)。如图3.54所示。

图3.54 再打开Type菜单，在第一栏中选择Simple选项;再打开一下Thread Definition 菜单，选择Threaded (螺纹)选项，在Type(类型)一栏中选择Metric Thin Pitch(公制细螺纹)选项;在Thread Description(螺纹直径) 一栏中选择M12选项 ;在Thread Depth (螺纹深度)一栏中输入14 mm;在 Hole Depth(孔深)一栏中输入18 mm。再选择 Right-Threaded(右旋螺纹)选项，图形预览如图3.55所示。

图3.55 至此螺纹定义完成，点击OK,生成的孔如图3.56所示。

图3.56

鼠标左键选择上述绘制的螺纹孔底面(平底)作为下一个钻孔的表面，如图3.57所示。

图3.57

单击工具栏中的Hole (钻孔)图标

，弹出对话框，提供钻孔参数的设定。在对话框中先打开Extension 菜单，在第一栏中选择Up To Next(成型到下一面)类型;在Diameter(直径)一栏中输入5 mm ;在Offset(偏移)一栏中输入0 mm (通常默认状态都是0);如图3.58所示。

第四篇：零件加工工艺设计

目录

1.零件的加工工艺设计-----------------------1

1.1零件的工艺性审查

1.2基准的选择

2.拟定机械加工工艺路线--------------------3

2.1确定各加工表面的加工方法及路线 3.选择机床设备及工艺设备-----------------7 4.小结-------------8 5.参考文献-------9

1.零件的加工工艺设计

1.1零件的工艺性审查

1.1.1零件的结构特点

该零件是用三孔形成，中间孔为支力点，常常靠两头的小孔来传递动力作用，其中作为支力点的大孔为Φ90H6，小孔及耳部分别为Φ35H6和Φ25H6。

1.1.2主要技术要求

零件的主要技术要求为：连杆不得有裂纹、夹渣等缺陷。热处理后226～271HBS。 1.2基准的选择

1.2.1毛坯的类型及制造方法

零件材料为45钢，考虑零件形状，应用模锻毛坯。 由于零件是中批量生产，所以设备要充分利用，以减少投资、降低成本。故确定工艺的基本特征：毛坯采用效率高和质量较好的制造方法：拟定成的工艺过程卡和机械加工工序卡片。

1.2.2确定毛坯的制造方法和技术要求。

由于该零件的尺寸不大，而且工件上有许多表面不切削加工，故模锻。 毛坯的技术要求：

1. 不得有裂纹、夹渣等缺陷/ 2. 锻造拔模斜度不大于7·

3. 正火处理226～271HBS 4. 喷砂，去毛刺 1.2.3绘制毛坯图

270±0.1

1.2.4基准选择

由于该零件多数尺寸及形位公差以Φ90H6孔及端面为设计基准，因此首先将Φ60H6端面加工好，为后续加工基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准。 (1)Φ90H6孔端面：零件外轮廓(粗基准)

(2)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(粗加工)：Φ90H6孔端面 (3)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(精加工)：Φ90H6孔端面 (4)Φ25H6孔端面：Φ90H6孔端面 (5)三孔：Φ90H6孔端面 2.拟定接写加工工艺路线

该三孔连杆零件加工表面：大头孔、小头孔及耳部端面。根据各加工表面的精度要求和粗糙度要求。

Φ90H6孔加工路线为：粗镗—精镗。加工方法为镗。Φ35H6孔加工路线为：钻—粗镗—精镗，加工方法为钻。Φ25H6孔：钻—粗镗—精镗，加工方法为钻。

2.2拟定加工工艺路线 方案

(一)

工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三

喷砂，去毛刺 工序四

铣大头孔端面

工序五

以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序六

以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序七

钻小头孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm. 工序八

粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm. 工序九

精镗三孔，大头孔Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序十

修钝各处突棱，去毛刺 工序十一

检验各部尺寸及精度

工序十二

探伤检查无损探伤检查，零件有无裂纹及夹渣等

工序十三

油封入库 方案

(二)

工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三

喷砂，去毛刺 工序四

铣大头孔端面

工序五

以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序六

以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序七

粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm. 工序八

精镗三孔，大头孔Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序九

修钝各处突棱，去毛刺

工序十

检验各部尺寸及精度，探伤检查无损探伤检查。零件有无裂纹及夹渣等 工序十一

油封入库 方案

(三)

工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三

喷砂，去毛刺 工序四

铣大头孔端面

工序五

钻小头孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm. 工序六

粗镗三孔，大头孔Φ88mm，小头孔Φ

33mm，耳部孔Φ24mm.精镗三孔，大头孔

Φ90mm，小头孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序七

以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序八

以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序九

修钝各处突棱，去毛刺

工序十

检验各部尺寸及精度，探伤检查无损探伤检查，零件有无裂纹及夹渣等 工序十一

油封入库

工艺方案

(一)是按工序分散原则组织工序，铣大头孔面可在普通机床上用V型块夹紧，装夹加工，Φ35H6孔与Φ25H6孔可在普通钻床上钻模加工，其精度可在镗床上达到。优点是可以采用通用机床和通用夹具及专用夹具。缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数。由与零件的形状不规则，加工面分散，而且生产纲领已确定。中批量生产，可以尽量工序集中来提高生产效率。

工艺方案

(二)是按工序集中组织原则，其优点是工艺路线短，减少工件装夹次数，易与保证加工面的相互位置精度，需要机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备时间。

工艺方案

(三)也按工序集中原则组织工序其优点是路线短，所用机床数量少，但起先空后面加工，不易保证位置精度。

综上说述三方案的优点，选择第一方案。

1. 选择机床设备及工艺装备 工序一 模锻压力机钢尺

工序四

立式铣床， 高速钢三面刃铣刀， 组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺

工序五

立式铣床， 高速钢三面刃铣刀， 组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺

工序六

卧式铣床， 高速钢三面刃铣刀， 组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺

工序七

Z33S—1钻床，Φ29mm和Φ19mm.直柄麻花

钻，组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺

工序八

卧式镗床， 硬质合金车刀，组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺

工序九

卧式镗床， 硬质合金车刀，组合夹具， 0—200/0.02mm游标卡尺 工序十二

磁力探伤仪

小结

机械制造工艺课程设计是培养学生独立思考和协同工作能力的重方法。理论知识固然重要，但实践才是检验真理的唯一标准。作为学生，我们不只是学。学以致用才是最终目标，也是老师对我们的期望。通过三个礼拜的摸索，我们加强了对CAD绘图软件的学习和巩固，以及增加了在查手册、找资料、解决问题的方法等方面的能力。此外，也在潜移默化中加强了对课本上理论知识的正确认识。当然在此过程中少不了指导老师柴京富的领导，师傅领进门，修行在个人，期间我们深深感受到了您作为老师的职责。您始终让我们独立思考，让我们在方法上得到了锻炼。在此，我非常感谢柴老师您对我们的悉心教导和孜孜教诲。我定不辜负您对我们的期望。相信我们以后还能在您的领导下搞课程设计!

第五篇：机械零件设计要点分析

机械零件设计要点分析 2007年1月(总第145期)

保承军 兰州城市学院工学系 甘肃 兰州 730070 摘要：对机械零件设计中的主要原则进行论述，提供一些有价值的资料，以便对合理设计机械零件起到一定的帮助。

关键词：机械零件;设计;涉及问题

在机械零件设计时，除了要满足设计准则外，设计人员还必须处理好如下问题：(1)材料选用问题;(2)公差与配合、表面粗糙度问题;(3)标准化及系列化问题等。 1材料选用问题

材料选择是设计中的一个重要环节。同一零件如采用不同材料制造，则零件尺寸、结构、加工方法、工艺要求等都会有所不同。选择材料主要用考虑三个方面问题：使用要求、工艺要求和经济要求。 1.1按使用要求选择材料

(1) 如果零件取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。在静应力下工作的零件，应力分布均匀的，宜选用组织均匀，屈服极限较高的材料;应力分布不均匀，宜采用热处理后在应力较大部位具有较高强度的材料。在变应力下工作的零件，应选用疲劳强度较高的材料。

(2) 若零件尺寸取决于刚度，则应选用弹性模量较大的材料。碳素钢和合金钢的弹性模量相差很小，故选用优质合金钢没有意义。剖面积相同，改变零件形状能使刚度得到较大的提高。 (3) 零件尺寸取决于接触强度的，应选用可进行表面强化处理的材料，如调质钢、渗碳钢、氮化钢。以齿轮传动为例，经渗碳、氮化或碳氮共渗等处理后，其接触强度要比正火或调质的高很多。正火或调质齿轮宜于在单件生产中采用。

1.2按工艺要求选择材料

零件形状和尺寸对材料也有一定要求。形状复杂、尺寸较大的零件难以锻造。如果采用铸造或焊接，则其材料必须具有良好的铸造性能或焊接性能，在结构上也要适应铸造或焊接的要求。至于选用铸造还是焊接，则应视批量大小而定。对于锻件，也要视批量大小而决定采用模锻还是自由锻。 在自动机床上进行大批量生产的零件，应考虑材料的切削性能。 1.3按经济要求选择材料

经济性首先表现为材料的相对价格。当零件重量不大而加工量很大时，加工费用在零件总成本中要占很大比重。这时，选择材料时所考虑的因素将不是相对价格而是其加工性能。影响经济性的因素还有材料的利用率、零件的结构等。

在很多情况下，零件在其不同部位上对材料有不同的要求。这时，可根据局部品质原则，在不同部位上采用不同的材料或采用不同的热处理工艺，使局部的要求分别得到满足。例如蜗轮的轮齿必须具有优良的耐磨性和较高的抗胶合能力，其他部分只需要具有一般的强度即可，故在铸铁轮心外套以青铜齿圈，以满足这些要求。

2公差与配合、表面粗糙度问题 2.1公差与配合问题

对于大规模生产的零件要求具有互换性，以便在装配时不需要选择和不用附加加工，就能达到预期的技术要求。为此，必须保证零件的尺寸、几何形状、相互位置以及表面粗糙度的一致性，即必须使尺寸介于两个允许的极限尺寸之间，这两个极限尺寸之差称为公差。当两个零件相互装配时，就形成了一个配合，公差的大小一般由配合的要求而定。下面以孔与轴的配合简要介绍相配圆柱表面的公差与配合。

如图1所示，设计给定的尺寸称为基本尺寸，零线代表基本尺寸的位置。由代表上下偏差的两条直线所限定的区域称为公差带。同一基本尺寸的孔与轴的结合称为配合。根据公差带的相对位置，配合分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三大类。 2.2表面粗糙度问题 表面粗糙度是指零件的微观几何形状误差。它主要是由于机械加工后在零件表面留下微小的凹凸不平的刀痕。评定表面粗糙度的方法之一是在取样长度l上测量轮廓算术平均偏差Ra，即(8-1) 近似为

表面粗糙度对零件的使用性能影响很大。随着粗糙度的增大，实际接触面积减少而局部压强增大，将加速磨损，同时粗糙度的增大将降低联接的承载能力、降低零件的疲劳强度等。另外，随着零件的精度要求提高，要求的表面粗糙度Ra值越小，加工费用将迅速上升。因此在保证使用性能要求的前提下，应选用较大的表面粗糙度。

3 工艺性问题

零件的工艺性问题主要是指设计出的零件是否可以制造出来，以及零件的制造费用是否经济。在具体生产条件下，如果设计的机械零件便于加工且加工费用较低，就称这样的零件具有良好的工艺性。零件的工艺性要求主要有：

(1) 毛坯选择合理

机械零件的毛坯来源主要有：直接利用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。选择什么样的毛坯取决于生产技术条件，如：生产批量、材料性能和加工能力等。 (2)结构简单合理

设计零件的结构形状时，最好采用最简单的表面(如平面、圆柱面等)和简单表面的组合，并尽量使加工表面数目最少和加工面积最小 3)规定适当的制造精度和表面粗糙度

零件的制造精度和表面粗糙度的提高，将使零件的加工费用迅速上升，所以设汁时，精度的确定应适当。

零件的工艺性要求除上述几项外，还有许多。为了设计出工艺性较好的零件，还需多多参阅有关的文献资料。

4优先数系和标准化问题

优先数系是用来使型号、尺寸、转速、功率等量值得到合理的分级。这样可便于组织生产和降低成本。

优先数系确定的基本思想是将某个数值段按等比划分成若干份。一般数值段取为10，划分的份数可以为

5、

10、20、40等。GB/T321-1980规定的优先数系有四个基本系列，即R5系列，公比为;R10系列，公比为;R20系列，公比为;R40系列，公比为。下表1所示为R5和R20系列的优先数系。 表1 R5和R20优先数系

优先数系中的任何一个数值称为优先数，在确定分级数值时，必须最大限度地采用优先数。对于大于10的优先数可以乘上

10、100、1000等。

标准化问题是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程。标准化的原则是统

一、简化、协调、选优(优化)。将生产的产品或零件加以标准化具有重大的意义。在产品、零件的制造上可以实现专业化大批量生产，进而可提高产品质量和降低产生成本;在设计方面，采用标准化零部件，可以减轻设计工作量;在产品管理、使用、维修等方面，标准化产品和零件都具有很大的优越性。

我国将标准分为四级：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。在无特殊需要的设计中。必须采用这些标准或标准件.我国现已参加了国际标准化组织,并积极鼓励采用国际标准，近年来颁布的国家标准许多都已采用相应的国际标准。 参考文献：

[1]朱家诚.机械设计基础[M].合肥：合肥工业出版社，2005 [2]邱宣怀.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1992