三维CAD快速设计汽车轮毂教程

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篇一：汽车前轮毂铸造工艺设计(范例)

中文摘要

本设计是对汽车前轮毂零件进行铸造毛坯工艺设计。根据零件的使用条件、结构特点、生产批量，结合工厂现有设备等进行铸造工艺分析，确定了铸造方法、造型及造芯方法、凝固原则及浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量、砂型数量等，完成了砂芯、浇注系统、冒口及冷铁、相关工装设备等设计，并进行铸件质量控制分析及制定了检验要求。

关键词：砂型铸造，工艺分析，工艺设计，质量控制

ABSTRACT

This design is the casting blank technology design for front hub bearing in car. According to the application conditions, structural features, production batch of the part and existing equipment, it does the casting technology analysis, determines the method of casting, modeling, core making, solidification principles and pouring position, parting surface, the quantity of casting and mold, etc. It completes the design of sand core, pouring system, riser, chill, equipment, does the quality control analysis of casting and constitutes the inspection requirements.

Keywords: sand mold casting，technology analysis，technology design，quality control

目 录

第一章 汽车前轮毂工艺分析 ....................................................... 错误！未定义书签。

1.1汽车前轮毂 ............................................................................... 错误！未定义书签。

1.2生产条件及技术要求 ............................................................... 错误！未定义书签。

1.3工艺分析 ................................................................................... 错误！未定义书签。

第二章 工艺方案的确定 ............................................................... 错误！未定义书签。

2.1铸造方法的选择 ....................................................................... 错误！未定义书签。

2.2造型、造芯方法的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.3 凝固原则、浇注位置的确定 .................................................. 错误！未定义书签。

2.4分型面的选择 ........................................................................... 错误！未定义书签。

2.5砂箱中铸件数量的确定 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.6砂芯数量的确定 ....................................................................... 错误！未定义书签。

2.7 主要工艺参数的确定 .............................................................. 错误！未定义书签。

2.7.1铸造收缩率的选择 ........................................................ 错误！未定义书签。

2..7.2铸造精度及尺寸、重量偏差的确定 ........................... 错误！未定义书签。

2.7.3机械加工余量的确定 .................................................... 错误！未定义书签。

2.7.4拔模斜度的确定 ............................................................ 错误！未定义书签。

2.8 砂芯设计 .................................................................................. 错误！未定义书签。

2.9 浇注系统的设计 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.9.1浇注系统类型的选择 .................................................... 错误！未定义书签。

2.9.2浇注系统的设计与计算 ................................................ 错误！未定义书签。

2.10 冒口及冷铁的设计 ................................................................ 错误！未定义书签。

2.10.1冒口的设计 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.10.2冒口的校核 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.10.3 冷铁的设计 ................................................................. 错误！未定义书签。

2.11 排气的设计 ............................................................................ 错误！未定义书签。

2.12铸件图及铸件工艺图 ............................................................. 错误！未定义书签。

第三章 型、芯砂种类及配方的选择 ........................................... 错误！未定义书签。

3.1型砂种类及配方的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。

3.2芯砂种类及配方的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。

3.2芯砂种类及配方的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。

第四章 工艺装备的设计 ............................................................... 错误！未定义书签。

4.1模样的设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。

4.2模底的设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。

4.3芯盒的设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。

4.4砂箱的设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。

第五章 铸件的熔炼、浇注、落砂、清理、热处理要求 ........... 错误！未定义书签。

5.1熔炼 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

5.2浇注 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

5.3落砂 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

5.4清理 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

5.5热处理 ....................................................................................... 错误！未定义书签。

第六章 铸造质量控制 ................................................................... 错误！未定义书签。

6.1 铸造缺陷分析及防止措施 ...................................................... 错误！未定义书签。

6.2 铸件质量检验 .......................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 致谢 ................................................................................................. 错误！未定义书签。

第一章汽车前轮毂工艺分析

1.1汽车前轮毂

图1-1为汽车前轮毂零件三维图，汽车在行驶过程中轮毂作旋转运动，内孔装有轴承。由于汽车前轮也起支撑汽车的作用，因此，装于前轮中央的轮毂是受力零件。

图1-1 汽车前轮毂零件三维图（可以是零件照片）

1.2生产条件及技术要求

汽车前轮毂生产性质为成批生产，材质为ZG270-500。

零件的主要技术要求：

机械性能应满足：σb＞500MPa ak＞35MPa

精度要求：详见图1-2汽车前轮毂零件图。

铸件内部不得有缩孔、缩松等缺陷，Φ420的圆加工后允许出现黑皮，铸件表面光洁，轮廓清晰。

篇二：CAD三维实体绘制详细教程+例题

CAD 绘制三维实体基础

1、三维模型的分类及三维坐标系；2、三维图形的观察方法；3、创建基本三维实体；4、由二维对象生成三维实体； 5、编辑实体、实体的面和边；

1、建立用户坐标系；2、编辑出版三维实体。

讲授8学时

上机8学时

总计16学时

AutoCAD除具有强大的二维绘图功能外，还具备基本的三维造型能力。若物体并无复杂的外表曲面及多变的空间结构关系，则使用AutoCAD可以很方便地建立物体的三维模型。本章我们将介绍AutoCAD三维绘图的基本知识。

11.1 三维几何模型分类

在AutoCAD中，用户可以创建3种类型的三维模型：线框模型、表面模型及实体模型。这3种模型在计算机上的显示方式是相同的，即以线架结构显示出来，但用户可用特定命令使表面模型及实体模型的真实性表现出来。

11.1.1线框模型(Wireframe Model)

线框模型是一种轮廓模型，它是用线（3D空间的直线及曲线）表达三维立体，不包含面及体的信息。不能使该模型消隐或着色。又由于其不含有体的数据，用户也不能得到对象的质量、重心、体积、惯性矩等物理特性，不能进行布尔运算。图11-1显示了立体的线框模型，在消隐模式下也看到后面的线。但线框模型结构简单，易于绘制。

11.1.2 表面模型（Surface Model）

表面模型是用物体的表面表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面不透明，能遮挡光线，因而表面模型可以被渲染及消隐。对于计算机辅助加工，用户还可以根据零件的表面模型形成完整的加工信息。但是不能进行布尔运算。如图11-2所示是两个表面模型的消隐效果，前面的

薄片圆筒遮住了后面长方体的一部分。

图11-1 线框模型 图11-2 表面模型

11.1.3 实体模型

实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型，可以区分对象的内部及外部，可以对它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算，对实体装配进行干涉检查，分析模型的质量特性，如质心、体积和惯性矩。对于计算机辅助加工，用户还可利用实体模型的数据生成数控加工代码，进行数控刀具轨迹仿真加工等。如图11-3所示是实体模型。

图11-3 实体模型

11．2 三维坐标系实例——三维坐标系、长方体、倒角、删除面 AutoCAD的坐标系统是三维笛卡儿直角坐标系，分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS）。图11-4表示的是两种坐标系下的图标。 图中“X”或“Y”的剪头方向表示当前坐标轴X轴或Y轴的正方向，Z轴正方向用右手定则判定。

世界坐标

图11-4 表示坐标系的图标

缺省状态时，AutoCAD的坐标系是世界坐标系。世界坐标系是唯一的，固定不变的，对于二维绘图，在大多数情况下，世界坐标系就能满足作图需要，但若是创建三维模型，就不太方便了，因为用户常常要在不同平面或是沿某个方向绘制结构。如绘制图11-5所示的图形，在世界坐标系下是不能完成的。此时需要以绘图的平面为XY坐标平面，创建新的坐标系，然后再调用绘图命令绘制图形。

用户坐标系

任务：绘制如图11-5所示的实体。

目的：通过绘制此图形，学习长方体命令、实体倒角、删除面命令和用户坐标系

的建立方法。

知识的储备：基本绘图命令和对象捕捉、对象追踪的应用。

图11-5 在用户坐标系下绘图

绘图步骤分解：

1.绘制长方体

AutoCAD提示：

指定长方体的角点或 [中心点(CE)] <0,0,0>:在屏幕上任意点单击

指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]:L ? //选择给定长宽高模式。

指定长度: 30?

指定宽度: 20?

指定高度: 20?

绘制出长30，宽20，高20的长方体，如图11-6所示。

2.倒角

用于二维图形的倒角、圆角编辑命令在三维图中仍然可用。单击“编辑”工具栏上的倒角按钮，调用倒角命令：

命令: _chamfer

(“修剪”模式) 当前倒角距离 1 = 0.0000，距离 2 = 0.0000

选择第一条直线或 [多段线(P)/距离(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(M)/多个(U)]:在AB直线上单击 基面选择...

输入曲面选择选项 [下一个(N)/当前(OK)] <当前>:? //选择默认值。

指定基面的倒角距离: 12?

指定其他曲面的倒角距离 <12.0000>:?//选择默认值12。

选择边或 [环(L)]:在AB直线上单击

结果如图11-7所示。

图11-6 绘制长方体 图11-7 长方体倒角

3.移动坐标系，绘制上表面圆

因为AutoCAD只可以在XY平面上画图，要绘制上表面上的图形，则需要建立用户坐标系。由于世界坐标系的XY面与CDEF面平行，且X轴、Y轴又分别与四边形CDEF的边平行，因此只要把世界坐标系移到CDEF面上即可。移动坐标系，只改变坐标原点的位置，不改变X、Y轴的方向。如图11-8所示。

（1）移动坐标系

在命令窗口输入命令动词“UCS”，AutoCAD提示：

命令: ucs

当前 UCS 名称: *世界*

输入选项

[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: M ? //选择移动选项。

指定新原点或 [Z 向深度(Z)] <0,0,0>: <对象捕捉 开>选择F点单击

（2）绘制表面圆

打开“对象追踪”、“对象捕捉”， 调用圆命令，捕捉上表面的中心点，以5 为半径绘制上表面的圆。结果如图11-9所示。

4.三点法建立坐标系，绘制斜面上圆

（1）三点法建立用户坐标系

命令窗口输入命令动词“UCS”

命令: ucs

当前 UCS 名称: *没有名称*

输入选项 [新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: N ? //新建坐标系。

指定新UCS的原点或[Z轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>: 3?

//选择三点方式。

指定新原点 <0,0,0>:在H点上单击

在正 X 轴范围上指定点 <50.9844,-27.3562,12.7279>:在G点单击

在 UCS XY 平面的正 Y 轴范围上指定点 <49.9844,-26.3562,12.7279>:在C点单击

也可用下面两种方法直接调用“三点法”建立用户坐标系

篇三：CAD三维入门经典教程

CAD三维建模

CAD三维建模 ................................................................................................................................. 1

1． CAD三维建模首先应做什么？ ................................................................................. 2

2． 何为三维世界坐标系？ ............................................................................................... 2

3． 如何灵活使用三维坐标？ ........................................................................................... 2

4． 如何使用柱面坐标和球面坐标？ ............................................................................... 2

5． 如何认定CAD的作图平面？ .................................................................................... 3

6． 哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用？ ....................................... 3

7．哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用？ ................................................................. 3

8.如何确定三维观察方向？ .................................................................................................... 3

9．如何使用过滤坐标？ ......................................................................................................... 4

10．为什么要采用多视口观察实体？ ................................................................................... 5

11．如何将各分线段合并为一条多段线？ ........................................................................... 6

12．如何创建面域并进行布尔运算？ ................................................................................... 6

13．如何保证在三维建模时作图的清晰快捷？ ................................................................... 6

14．三维多义线有什么用途？ ............................................................................................... 6

15．如何使用三维平面命令？ ............................................................................................... 6

16．三维平面PFACE又如何使用呢？ ................................................................................. 7

17．哪些三维曲面命令要经常使用？ ................................................................................... 7

18．在使用四个三维多边形网格曲面之前应先做什么工作？ ........................................... 8

19．三维旋转曲面有那些使用技巧？ ................................................................................... 8

20．三维直纹曲面有什么使用技巧？ ................................................................................... 9

21．边界曲面是否有更灵活的使用方法？ ......................................................................... 10

22．虽说已对三维绘图命令较为熟练，但仍难以快速制作所要的模型，是什么原因？

................................................................................................................................................ 10

23．如何使用镜像命令？ ..................................................................................................... 11

24．如何使用三维阵列命令？ ............................................................................................. 11

25．如何使用三维旋转命令？ ............................................................................................. 13

26．如何绘制三维四坡屋顶面？ ......................................................................................... 13

27．如何生成扭曲面？ ......................................................................................................... 14

28．如何将两个不同方位的三维实体按要求对齐？ ......................................................... 14

29．在利用面域拉伸或旋转成实体时，看似封闭的线框为什么不能建立面域？ ......... 15

30．三维实体命令在使用中有什么技巧？ ......................................................................... 15

31．球体命令使用有什么技巧？ ......................................................................................... 16

32．圆柱体命令使用有什么技巧？ ..................................................................................... 16

33．圆锥体在三维设计中是否很少见？ ............................................................................. 17

34．圆环体有哪些使用技巧？ ............................................................................................. 17

35．拉伸命令的使用技巧在哪些方面？ ............................................................................. 18

1． CAD三维建模首先应做什么？

答：首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。其次

是掌握CAD的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。另外必须熟悉面域的操作和多段线的编辑。至于基本立体的绘图练习全靠反复训练，掌握各自的特点。

2． 何为三维世界坐标系？

答：世界坐标系是CAD在作图时，用于确定平面或空间点位置的一个笛卡尔坐标体系，每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。CAD在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。

一般将X-Y平面理解为水平面，Z轴方向表示高度距离，就是说“Z”值等同于用来确定X-Y水平面高度的标高命令“ELEV”。无论是“Z”值还是“ELEV”值，其“+”值表示在X-Y面上方，而“-”值表示在X-Y面的下方。用户在作图时要切记这一点。

否则，作图方向的紊乱，将使你陷入困境！

3． 如何灵活使用三维坐标？

答：在三维实体建模的作图过程中，要经常地变换坐标系统，从而有利于作图。CAD的世界坐标系是不变的，主要是用户坐标系的变换，其命令为“UCS”，它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。执行过“UCS”后，命令行提示如下：

用户可以选择需要的项目。如果选择新建项，即键如“N”后回车，则命令行再次显示为：

用户即可确定Z轴方向，利用三点重新定坐标系或分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度。 也可以打开工具条点击图标，如图 一所示，常用的项目用户一定要熟练。

图 一 坐标变换工具条

4． 如何使用柱面坐标和球面坐标？

答：这两个坐标主要适用于三维建模作图，而且在三维模型空间较为直观。尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。

柱面坐标的形式为：（R<角度1，H），相对坐标形式为：（@ R<角度1，H）,其中R为柱面的半径，角度1为柱面上的点在X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，H为距X-Y平面的高度值。利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。

球面坐标的形式为：（R<角度1<角度2），相对坐标形式为：（@ R<角度1<角度2）,其中R为球面的半径，角度1为球面上的点X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，X-Y平面应过球面中心，角度2为球面上的点与X-Y平面的夹角。在球体表面上定点较为容易。

切记：柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线，尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。

5． 如何认定CAD的作图平面？

答：CAD的作图平面是X-Y坐标面，或者是在与X-Y坐标面平行的平面上作图。不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成，栅格也是在该平面上显示。因此一般将X-Y平面称为平面视图（PLAN）。

但是在三维屏幕状态下作图时，只要每个点的坐标中Z值不为零，就意味着点已经不在X-Y平面上。如LINE命令的不同形式：（30，40）为在X-Y平面上画线，而（30，40，

50）为距X-Y平面50处定一个点。

6． 哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用？

答：纯正的二维绘图命令应理解为没有宽度和厚度的图线，因此又称为二维线框命令。这些命令只能在X-Y面上或与该坐标面平行的平面上作图，它们是：圆及圆弧、椭圆和圆环，多义线及多段线、多边形和矩形、文字及尺寸标注。所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。

而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。对于二维编辑命令均可在三维空间使用，但必须在X-Y平面内，只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。 7．哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用？

答：以下命令的使用方法在二维或三维空间是一样的。即：复制（Copy

）、移动（Move

）、偏移（Offset

）、倒角（

Chamfer）、倒圆角（Fillt

）、修剪（Trim

）、延伸（Extend

）、断开（

Break ）及延长等。而镜像、阵列、旋转三个命令在三维空间的使用方法略有不同。

8.如何确定三维观察方向？

答：所谓确定三维观察方向就是从某个方位观察三维模型，设置方法有多种。下拉“视图”菜单---在“三维视图”中的各项均是确定观察方向的命令，用户可以逐一测试，以便在三维建模时灵活运用。执行“VPOINT”命令也是常用的定位方法。

键入“VPOINT”后，命令行提示：

（），这有三种不同选择，第一用户可以直接键入（X，Y，Z）坐标值，X、Y、Z可以分别取0和1或-1，即键入（0，0，1）、（1，-1，1）、（-1，-1，-1）等值均可，不同的组合代表不同的观察方向；用户也可先键入“R”选择第二种方式确定方位，键入“R”后屏幕提示如下：

给定角度显示：

也就是说用户要分别输入在X-Y面内的位置，而后再定与X-Y面的夹角以便定观察高度； 如果用户直接按回车（ENTER）键，则屏幕上将出现一个如下图四所示的坐标球和三角架。 此图说明：

（1）小“+”光标如在小圆5内移动，由Z正向看X-Y

平面，若在圆心处为俯视图方向；在小圆外大圆内时，表

示从Z负向看X-Y平面；

（2）小“+”在水平线13上方时，表示由Y正向看X-Y

平面；而在下方时，表示由Y负向看X-Y平面；

（3）小“+”在竖直线24右边时，表示由X负向看X-Y

平面；而在左边时，表示由X正向看X-Y平面；边缘

（4）小“+”光标在大圆外移动，表示绕Z轴旋转实体；

（5）小“+”光标在小圆边缘移动，表示由X-Y面的方

图 二 罗盘和三角架北向观察实体。

切记：无论从何方位观察实体，但观察后必须点击图标，返回原来的作图状态！

9．如何使用过滤坐标？

答：所谓的过滤坐标就是在作图过程中为确定某一点的位置，而该点（X，Y，Z）坐标的某一个值想借助另一点的同名坐标，则可用坐标过滤的办法来完成。即可以分别逐个过滤，也可一次过滤两个（实际为一个平面）。如图 一所示，要在矩形的正上方绘制一个圆柱体，而圆柱体的底部圆心距离矩形中心的高度为本50毫米。则执行过程

图 三 分别过滤X、Y坐标

为：（1）执行画圆柱体命令，命令提示如图 二 所示，输入“。X”回车后捕捉1点。然后

图 四 过滤X坐标

显示提示如图 三所示 ；（2）再输入“。Y”回车后捕捉2点。命令提示如图 四所示；

图 五 过滤Y坐标

（3）最后直接输入Z坐标值，再完成圆柱体的作图。

图 六 输入Z坐标

用户也可以一次过滤两个坐标，一般是“。XY”，选定一个参考点后，再给出Z值即可。

图 七 视口对话框

10．为什么要采用多视口观察实体？

答：在三维建模的作图过程中，有时需要及时的观察整体或局部效果，或者为了确定某一实体的位置，应从不同的角度显示实体，但又不想失去原有的实体状态。所以，CAD为用户提供了多视口观察工具。执行“VPORTS”命令，显示视口对话框，如图 七所示。

如图 八所示，是设置了四个视口。CAD只能在一个视口中工作，用户只需在要工作的 视口中左击鼠标键就可进入，此时该视口的边界亮显，光标也同时变为十字形的工作状态。

图 八 四个视口观察实体

视口操作有很强的功能，这里先建议用户利用视口设置不同的观察方向，如图 八各视口所 示。但是如果要在某一个视口中添加实体，那么其它视口中也同样显示出来。


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