毕业设计

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摘要

计算器的三维造型造型设计及数控加工
仿真

【摘要】 经过漫长的发展岁月,计算器,一种最简单的计算功能,和其
他事物一样,在不断演变,不断进步,不断成熟。从最早的算筹到1642年的只
能进行加减的机械式计算器,再到1694年的也能计算乘除的机械式计算器,最
后到1950年末才出现第一个电子计算器。在计算器的研制中外型设计和加工工
艺也渐渐的重要起来。为了提高计算器的设计效果和节约加工时间,本人做了这
个关于计算器造型和仿真。本课题主要采用PRO/ENGINEER软件的造型设计
和MASTERCAM软件铣削模块的加工仿真,在造型中采用全拉伸的设计
方式,涉及到了孔特征、倒圆角、螺旋扫描、陈列特征的设计方法。
然后通过改变文件格式在MASTERCAM打开,在加工仿真部分,则是根
据材料的具体情况采用了多种加工方法,使粗精加工层次分明各尽其
效。通过这样的思路及方法使加工与制造很好的联系在了一起。

【关键词】 计算器 PRO/ENGINEER软件
MASTERCAM软件

目 录

第一章: 绪论 ……………………………………………………………………………..1
1.1 计算器的发展史 ……………………………………………………………1
1.2 计算器的分类 ……………………………………………………………5
1.3 计算器的使用及特点 …………………………………………………6
1.4 与电子计算机的区别 …………………………….7
第二章: 计算器的造型设计 ………………………………………………………8
2.1 软件介绍 …………………………………………………………………….. 8
2.2 造型思路 ………………………………………………………………………..9
2.3 造型方法 ………………………………………………………………………..10
2.4 具体步骤 ………………………………………………………………………..11
第三章 计算器的数控加工仿真 ……………………………………………….20
3.1 软件介绍 ………………………………………………………………………..20
3.2 CAM 关键技术 …………………………………………………………… ….21
3.3 具体步骤 ……………………………………………………………………………22
第四章 毕业设计总结 ………………………………………………………………..31
附录一: 参考文献 ………………………………………………………………………….33

第一章 绪 论
〖内容提要〗 本章主要阐述的是计算器的发展和在苏联时代流行的各式计算器。
1.1 计算器的发展史 说起计算器,值得我们骄傲的是,最早的计算工具诞生在中国.
中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,又被叫做算筹.这种算筹多用竹子制成,也有用木头,兽骨充当材料的.约二百七十枚一束,放在布袋里可随身携带.
直到今天仍在使用的珠算盘,是中国古代计算工具领域中的另一项发明,明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同.
17世纪初,西方国家的计算工具有了较大的发展,英国数学家纳皮尔发明的”纳皮尔算筹”,英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺,这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数,指数函数和对数函数,这些计算工具不仅带动了计算器的发展,也为现代计算器发展奠定了良好的基础,成为现代社会应用广泛的计算工具.
1642年,年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理,发明了第一部机械式计算器,在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位,人们可以像拨电话号码盘那样,把数字拨进去,计算结果就会出现在另一个窗口中,但是只能做加减计算。1694年,莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后,一直要到1950年代末才有电子计算器的出现。
世界的第一个计算器
帮助做计算的第一个仪器是这个算盘。 这有木制床向前走电线或者瘦的木制棍描述号。 它被在公元前3000年在巴比伦发展。
第一个计算机在1642年被在法国发明并且能自动加减数字。
在仅仅19的年轻的年龄科学家布勒斯帕建造了它。 数目被通过车轮装入计算器。 这些在计算器里面转动齿轮。 他们那时移动与号码一起拨结果在一套窗子内表现。
布勒斯帕是一位数学家,物理学家和神学家。 十几岁时他学习数学,与皮埃尔·德·费马合作,他为计算binominal 扩大的系数发明三角形。 他也在易流动的机制里取得发现,特别是在一种流体里的压力处处相等。 在31岁的时候有一次神秘的经验并且从那时起他献身于宗教。
it钬时间以来正常工作,但是只能加减计算器。 也能乘以并且分的第一个机器被德国科学家莱布尼茨发明,在1694年。
苏联时代最流行的机械计算器是构筑在“奥涅尔体系”上的“菲利克斯”计算器。
这一计算器可以进行四则运算——加、减、乘和除。例如,“菲利克斯—М”型计算器包括刻有数字的标尺和经过了改良的摇杆。进行计算的时候,必须转动摇杆——一次是加或减,多次是乘或除。1961年,列宁格勒大学完成了“电子键盘计算机”(ЭКВМ)的设计,这是世界上最早的桌面键盘计算机之一。它使用半导体元器件和铁氧体磁芯。
通常认为,世界上第一台大规模集成电路计算器出现在1963年的英国。它的电路板上包含有几千个晶体管。这台计算器和一台打字机差不多大小,只能进行多位数四则运算。苏联的“电子牌”计算器是第一代计算器的典型代表。 1971年,苏联最早的桌面计算器出现,并迅速普及。ЭКВМ所依赖的大规模集成电路具有无噪音、低耗能、高速度、高精度等优点。很快,微电路的成本开始下降,广大消费者购买价格低廉的袖珍型计算器成为可能。
为了配合1980年莫斯科奥运会,带有时钟、闹钟和秒表功能的МК-53计算器问世。它甚至比Б3-39还少用一节电池。这一切都归功于电平更低的微电路К145ВВ3-2的应用。К145ВВ3-2人称“隐形”微电路。
在计算器发展史上还有一个特殊的分支——演示计算器。事实上,这是一种带有超大型显示屏和磁性按钮的普通计算器。有一个掌上遥控器用来控制它。

1.2 计算器的分类 常见的计算器有三类:

①算术型计算器——可进行加、减、乘、除等简单的四则运算,又称简单计算器。
②科学型计算器——可进行乘方、开方、指数、对数、三角函数、统计等方面的运算,又称函数计算器。

③程序计算器——可以编程序,把较复杂的运算步骤贮存起来,进行多次重复的运算。
但还有其他的计算器如:
死亡计算器是一个叫“死亡风险评估”的网站推出的能预测死亡的“计算器”,这个网站由来自美国卡内基梅隆大学的研究人员和学者创建的。只要回答一些简单的问题,比如出生日期、性别、所在的地域、人种等信息,计算器就会预测出你死亡的几率、可能的原因以及时间。

1.3 计算器的使用及特点
计算器包括标准型和科学型两种,其中标准型使用方法如下:
1、键入数字时,按下相应的数字键,如果按错可用(CE)键消去一次数值,再重新输入正确的数字。
2、直接输入数字后,按下乘号将它变为乘数,在不输入被乘数的情况下直接按(=)键,就是该数字的二次方值。
3、根号(┌)键默认是开二次方根,只有科学计算器才能开多次方根。
4、按下(+/-)键可改变数字的正负值。
5、当输入数字并决定运算符号后,按下(%)键会将结果变为百分比运算。例如:17+28(%)=17%+28%,1-90(%)=100%-90%
6、部分标准型具备数字存储功能,它包括四个按键:MRC、M-、M+、MU。键入数字后,按M+将数字读入内存,此后无论进行多少步运算,只要按一次MRC即可读取先前存储的数字,按下M-则把该数字从内存中删除,或者按二次MRC。MU则为利率计算,使用方法不详。
7.还可以表示平方:如10的平方,可以按10 然后按 × 然后按= 结果就会是100
从某种角度而言,广义的“计算机”概念是包括“电子计算器”的。电子计算器中也有集成电路,但计算器的功能简便,价格更加便宜,利于携带与稳定性好。

1.4 与电子计算机的区别
与电子计算机的最大区别在于:
计算器只是简单的计算工具,有些机型具备函数计算功能,有些机型具备一定的贮存功能,但一般只能存储几组数据。
计算机则具备复杂存贮功能、控制功能,更加强大,在中国俗称“电脑”者也。
计算器和计算机一样都能够实现数据的录入、处理、存储和输出,但它所以区别于计算机的就是,它不能自动地实现这些操作过程,必须由人来操作完成。而计算机通过编制程序能够自动进行处理。所以以自动化程度来区别二者,就在于是否需要人工干预其运行。
实际上二者还有另一个本质性的区别。计算器使用的是固化的处理程序,只能完成特定的计算任务;而计算机借助操作系统平台和各类应用软硬件,可以无限扩展其应用领域。也就是说,是否具有扩展性是二者的本质区别。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。在计算机应用与智能化控制的科学家、工程师手中,它和计算机的本质相同,可以开发出针对各类电子电气产品的应用,例如洗衣机。但对于用户来说,他们并不需要知道洗衣机里的单片机的接口和编程语言,只要能操作洗衣服就行,因此单片机用于某个具体的电子产品上就需要配合简洁方便的人机界面,用户只使用它的特定功能。所以你补充的问题实际上是关于不同的操作者,而并不影响单片机的本质!

第二章: 计算器的造型设计
〖内容提要〗 本章主要对PRO/ENGINEER
绍。
2.1 软件介绍
随着计算机技术和现代工业的飞速的发展,CAD/CAM也正经历着由二维设计技术向三维设计技术的发展。三维CAD技术符合人的设计思维习惯,整个设计过程完全在三维模型上进行,直观形象,易于工程与非工程人员之间的交流。PRO/ENGINEER软件是美国参数技术公司推出的使用参数化的特征造型技术的大型CAD/CAE
/CAM集成软件,该软件具有基于特征 全参数 全相关和单一数据库的特点,可用于设计和加工复杂的零件。另外,它还具有零件装配,机构仿真 有限元分析 逆向工程 同步工程等功能。该软件也具有较好的二次开发环境和数据交换能力。 Pro/Engineer系统的核心技术具有以下特点:
(1)基于特征。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征,并将其所有尺寸存为可变参数,进而形成实体,以此为基础进行更为复杂的几何形体的构建。
(2)全尺寸约束。将形状和尺寸结合起来考虑,通过尺寸约束实现对几何开头的控制。
(3)尺寸驱动设计修改。通过编辑尺寸数值可以改变几何形状。
(4)全数据相关。尺寸参数的修改导致其他模块中的相关尺寸得以更新。如果要修改零件的形状,只需修改一下零件上的相关尺寸
Pro/Engineer已广泛应用于模具 工业设计 汽车 航天 玩具等行业,并在国际CAD/CAD/CAE市场上占有较大的份额。

软件做简单的介绍,先勾画出对造型体的思路及方法,然后进行三维设计并予以实例进行介
由于计算器是一个单一的零件,其许多的特征都存在着联系,因此在造型的先后上也有很多的要求。本人根据计算器的外部形状和结构特征则采用拉伸的构建方式从外到内的思路来进行三维设计。
首先进行计算器的上外盖的外型造型,在上外盖设计完成后,这样就已经为计算器的内部键的部分定好了基准,其次就是将计算器的键的部分生成,然后根据键再设计键膜,接着是电路板和显示器,最后是下外盖的设计。最后在细微处进行适当的修改,从而使计算器的整体看起来连贯和美观。

拉伸造型是基础实体特征的一种,它代表零件的基本形状,零件的其他特征的创建往往依赖于基础实体特征。
拉伸特征是指草绘一个截面后,在指定的拉伸方向以某一深度平直拉伸截面。拉伸是最常用的实体创建类型,适合比较规则的实体。
阵列特征是可以创建单一特征的多个实体。陈列具有如下的优点:是重新生成特征的快捷方式;是参数控制的,可通过改变陈列参数来修改陈列;修改陈列比分别修改特征更为有效;可以同时对一个阵列中多个特征同时执行操作,比操作单独特征,更为方便和高效。
在本题中外上盖的槽的阵列决定了键、键模、电路板所要的尺寸和位置。

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