數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PROE的可樂杯造型、模具設(shè)計與NC加工1

1、蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院wuhu institute of technology 畢業(yè)設(shè)計說明書論 文 題 目基于pro/e的可樂杯造型、模具設(shè)計與nc加工系 別 機械工程系 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 畢 業(yè) 生 學(xué) 號 及 姓 名 指導(dǎo)老師 姓名 2011 年 5 月2010-2011年度畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計論文題目：基于pro/e的可樂杯造型、模具設(shè)計與nc加工設(shè)計人姓名： 班級：08數(shù)控4班指導(dǎo)教師姓名：1、 設(shè)計（論文）內(nèi)容1、根據(jù)所給的題目要求，用proe軟件進行造型設(shè)計；2、完成數(shù)控加工工藝方案；3、利用proe軟件設(shè)置加工參數(shù)及實體加工模擬，執(zhí)行proe后置處理產(chǎn)生nc程序；二、設(shè)計（論文

2、）的目的1、以實際產(chǎn)品為主線，培養(yǎng)學(xué)生做實際產(chǎn)品，滿足崗位要求的能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握三維實體造型、分模設(shè)計，數(shù)控自動編程一體化技術(shù)的能力；2、熟練掌握三維造型軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用，包括三維實體模型，建立模具裝配模型，設(shè)計分型面，生成模具成型零件的三維實體模型；3、鞏固學(xué)生對proe軟件、仿真軟件等的綜合應(yīng)用能力；4、加強學(xué)生對機床的操作能力，使學(xué)生熟悉數(shù)控機床操作面板上各按鍵的功能，熟悉數(shù)控系統(tǒng)的基本功能和操作；5、掌握零件設(shè)計與加工的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。三、設(shè)計（論文）的主要技術(shù)指標(biāo)1、合理安排時間；2、建立準(zhǔn)確的模具造型；3、制定合理的加工工藝方案

3、；4、實際加工過程準(zhǔn)確、熟練；5、畢業(yè)論文撰寫規(guī)范，條理清晰。摘要 隨著社會需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的競爭愈來愈激烈，更新的周期越來越短，因而要求設(shè)計者不但能根據(jù)市場的要求很快的設(shè)計出新產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時間內(nèi)制造出產(chǎn)品的樣品?？蓸繁且环N很常用的民用生活物品，種類繁多，形狀各異，大家每天都接觸的到，所以說是十分熟悉的。對于看的見的每一種塑料產(chǎn)品，人們通常是評論外觀、工藝是否精細、使用壽命是否長久，作為學(xué)模具加工制造的學(xué)生，不光只有這些見解，還會去想，這個產(chǎn)品的分型面在哪里，采用什么方式脫模，用什么方式的模架，這是一個模具專業(yè)人員的素質(zhì)。把平常的東西拿來設(shè)計，首先是專業(yè)設(shè)計滿足于生產(chǎn)，

4、服務(wù)于生活的體現(xiàn)，有一句話叫“勞動創(chuàng)造美好生活”，來源于生活為生活考慮的設(shè)計才是人性化的設(shè)計，服務(wù)于生活的設(shè)計；其次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)最大限度的貼近真實的設(shè)計，浙江的民用塑料工業(yè)十分發(fā)達，大量的小商品銷往各地，塑料生活用品占了很大比重，很適合拿來做畢業(yè)設(shè)計實踐。這次畢業(yè)設(shè)計使用proe 3.0 作為三維軟件，帶來了很大的方便。在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識，也使我對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)及數(shù)控模具加工有了系統(tǒng)的認識，并拓寬了視野，豐富了知識。關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 模具設(shè)計 加工 目錄摘要.3第一章：緒論.5 1.本次畢業(yè)設(shè)計的目的.5 2.數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.5 3.畢業(yè)

5、設(shè)計的主要內(nèi)容.6第二章：用pro/e生成實體.71. 旋轉(zhuǎn)生成可樂杯的基礎(chǔ)實體特征.72. 掃描生成杯子把柄.10 3.修改屬性和完成可樂杯模型的繪制.11第3章 ：模具設(shè)計.131.模具組件設(shè)計.132.鑄模及開模.21 3.本章小結(jié).24第4章 ：nc加工.251. 參照模型、工件毛坯的創(chuàng)建.252. 制造設(shè)置.263. 加工設(shè)置.284. 參數(shù)設(shè)置.295. 銑削窗口設(shè)置.296. 生成程序.307. 本章小結(jié).32第5章 ：結(jié)論與展望.33參考文獻.34致謝.35第一章 緒論1、 本次畢業(yè)設(shè)計的目的本次課題是:可樂杯的設(shè)計及其數(shù)控加工。目的是進一步了解零件設(shè)計的流程與掌握數(shù)控加工編程

6、；掌握pro/e等軟件的應(yīng)用2、 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其主要研究熱點有以下幾個方面：2.1 性能發(fā)展方面2.1.1 高精高速高效化速度效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是先進制造技術(shù)的主體。若采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)、高分辨率檢測元件、交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、配套電主軸、直線電機等技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。在今后的幾年，超精密數(shù)控機床正在向精密化、高速化、智能化和納米化發(fā)展，匯合而成的新一代數(shù)控機床。2.1.2 柔性化

7、數(shù)控系統(tǒng)采用新一代模塊化設(shè)計，功能覆蓋面更寬，可靠性更強，可滿足不同用戶的需求。同一群控系統(tǒng)能根據(jù)不同生產(chǎn)流程，自動進行信息流動態(tài)調(diào)整，發(fā)揮群控系統(tǒng)的功能。2.1.3 多軸化多軸聯(lián)動加工，零件在一臺數(shù)控機床上一次裝夾后，可進行自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺等操作，完成多工序、多表面的復(fù)合加工，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。2.1.4 軟硬件開放化用戶可根據(jù)自己的需要，對數(shù)控系統(tǒng)軟件進行二次開發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產(chǎn)商的制約。2.1.5 實時智能化在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等方面發(fā)展。如編程專家系統(tǒng)

8、故障診斷專家系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出了故障時，診斷、維修等實現(xiàn)智能化。3、本畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容1） pro/e軟件的三維制造2） 模具設(shè)計3） nc加工第二章 用pro/e生成實體1、旋轉(zhuǎn)生成可樂杯的基礎(chǔ)實體特征 （1）打開pro/e3.0，設(shè)置工作目錄在目標(biāo)文件夾中，如圖1.1所示： 圖1.1 （2）單擊新建文件按鈕，在彈出【新建】對話框中，單擊【零件】【實體】，輸入零件名稱sweep_1，取消【使用缺省模板】，單擊【確定】按鈕，如圖1.2所示：圖1.2 （3）在彈出的【新文件選項】對話框中選擇mmns_part_solid ，單擊【確定】按鈕，如圖1.3所示：圖1.3 （4）單擊基礎(chǔ)特征工具按鈕，在

9、圖形窗口下方出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)用戶界面上的按鈕，指定生成拉伸實體（圖1.4）。在圖形窗口按住右鍵，出現(xiàn)右鍵快捷菜單，選擇【定義內(nèi)部草繪】（圖1.5）。圖1.4圖1.5 （5）在彈出的【草繪】對話框，選取front面為繪圖平面，right面為參照，單擊【草繪】按鈕，進入草繪模式，接受默認的參照，如圖1.6所示：圖1.6 （6）繪制如圖1.7所示的草繪截面，單擊按鈕，退出草繪模式。圖1.7 （7）在旋轉(zhuǎn)用戶界面的深度【選項】中選擇項，并輸入旋轉(zhuǎn)角度360 。單擊按鈕，完成基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)實體特征的創(chuàng)建，如圖1.8所示：圖1.82、 掃描生成杯子把柄 （1）單擊草繪工具按鈕，在彈出的【草繪】對話框，選取front面為

10、繪圖平面，right面為參照，單擊【草繪】按鈕，進入草繪模式，接受默認的參照。繪制如圖1.9所示的草繪截面，單擊按鈕，退出草繪模式。圖1.9 （2）在菜單欄中選擇【插入】【掃描】【伸出項】，彈出【伸出項：掃描】對話框。如圖1.10所示：圖1.10 （3）選擇【選取軌跡】【曲線鏈】選取圖1.9草繪的軌跡線【選取全部】【完成】【合并端點】【完成】。 （4）繪制如圖1.11所示的掃描截面。單擊按鈕，完成掃描截面的繪制。圖1.113、 修改屬性和完成可樂杯模型的繪制 （1）雙擊【伸出項：掃描】對話框的對應(yīng)選項，可以修改屬性，比如定義軌跡、修改端點屬性和修改截面等，如圖1.12所示：圖1.12 （2）單

11、擊【確定】按鈕完成可樂杯的創(chuàng)建，如圖1.13所示：圖1.13第三章 模具設(shè)計1、 模具組件設(shè)計 （1）打開pro/e3.0，進入模具設(shè)計環(huán)境，設(shè)置工作目錄在目標(biāo)文件夾中，如圖2.1所示：圖2.1 （2）選擇【文件】【新建】命令進入【新建】對話框，選中【類型】選項區(qū)域中的【制造】單選按鈕；在【子類型】選項區(qū)域中選中【模具型腔】單項按鈕;在【名稱】文本框中輸入名稱。取消選中【使用缺省模板】復(fù)選框，單擊【確定】按鈕，如圖2.2所示。彈出【新文件選項】對話框，選擇mmns_mfg_mold選項，單擊【確定】按鈕，進入模具設(shè)計環(huán)境。圖2.2 （3）創(chuàng)建模具模型創(chuàng)立模具模型有多種方法，最常用到的有兩種方法

12、。第一種方法是直接單擊選取零件圖標(biāo)，彈出【打開】對話框，同時彈出【布局】對話框，進行模具的創(chuàng)建。第二種方法是，選擇右邊菜單管理器中的【模具模型】【裝配】命令，選擇下級菜單中的【轉(zhuǎn)配模型】。 在這里我使用的是第一種方法。進入模具設(shè)計模塊后，直接單擊選取零件圖標(biāo)，彈出【打開】對話框，同時彈出【布局】對話框，創(chuàng)建好的模具模型如圖2.3所示：圖2.3 （4）零件叢溫度較高的模具中取出冷卻至室溫后，其體積和尺寸會發(fā)生收縮的現(xiàn)象叫做收縮性。零件的收縮性可以用相對收縮量的百分率表示，即收縮率。設(shè)置收縮率的步驟如下： 單擊圖標(biāo)，彈出【選取】對話框，設(shè)置工件的收縮率為0.005%，如圖2.4所示：圖2.4此時屏

13、幕下方信息欄提示選取坐標(biāo)系。按照提示單擊坐標(biāo)系拾取箭頭，然后在屏幕的模型零件上單擊參考坐標(biāo)系，此時圖2.3中的完成按鈕有灰色變成綠色，在收縮率文本框里輸入s值為0.005.單擊完成按鈕完成設(shè)置。 （5）依次通過【模具模型】【創(chuàng)建】【工件】手動創(chuàng)建毛坯，如圖2.5所示：圖2.5 (6)設(shè)計分型面 分型面的創(chuàng)建方法有多種，包括旋轉(zhuǎn)，掃描，平坦，復(fù)制，裙邊等，在這里，我主要用到了復(fù)制和平坦兩種方法。 分析：考慮到杯子中間是空的，需要抽芯，才能使設(shè)計出的模具更合理，這樣的話，就需要兩個分型面，一個主分型面，把模具分成兩個凹模，還有一個分型面是為了抽芯，在這里我把它稱為抽芯分型面。 第一步：設(shè)計抽芯型面

14、。因為可樂杯內(nèi)側(cè)粗糙度要求很高，所以我把抽芯分型面設(shè)計在了杯子殼體內(nèi)側(cè)。復(fù)制內(nèi)表面的所有曲面，并粘貼（圖2.6），點擊完成。 圖2.6 圖2.7 選擇所復(fù)制平面的一條邊，如圖2.7所示，然后選擇按鈕【編輯】/【延伸】，窗口下方出現(xiàn)對話框，單擊【參照】/【細節(jié)】，出現(xiàn)圖2.8所示對話框，按住ctrl鍵選擇與圖2.7相連的另一邊，點擊確定，單擊窗口下方按鈕，在選擇杯口上表面，使其延伸至該面，如圖2.9，抽芯分型面完成。 圖2.8 圖2.9第二步：設(shè)計主分型面 單擊按鈕，然后點擊，在繪圖區(qū)單擊右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，工件上表面為草繪平面，接受默認參照，繪制如圖2.10所示一條直線，點擊完成草繪界面。

15、單擊窗口下方，選定拉伸到的面，如圖2.11所示 圖2.10 圖2.11 兩個分型面如圖2.12所示已經(jīng)完成。圖2.12(7)分割體積塊 在編輯器中單擊，默認選項，單擊【完成】，系統(tǒng)彈出如圖2.13所示分割對話框，要求選擇分型面。 圖2.13 選擇如圖2.14所示分型面為模具體積塊分割面。圖2.14 系統(tǒng)高亮顯示毛坯工件的外半部分，并彈出體積塊名稱輸入對話框，接受默認的名稱，單擊著色按鈕，被分割的體積如圖2.15所示，單擊確定按鈕。 圖2.15 圖2.16 系統(tǒng)高亮顯示毛坯工件的內(nèi)半部分，并彈出體積塊名稱輸入對話框，接受默認的名稱，單擊著色按鈕，被分割的體積如圖2.16所示，單擊確定按鈕。 選擇

16、菜單管理器中的【完成/返回】命令結(jié)束第一部分體積塊分割。 同上步驟分割第二部分，但其中部分需要如下改動，各部分進行如圖2.17選項進行選擇： 最后得到分割體積塊如圖2.18 分割體積塊結(jié)束。 圖2.17圖2.18(8)抽取模具元件 選擇菜單管理器中的【模具元件】/【抽取】，系統(tǒng)彈出創(chuàng)建元件對話框，單擊選取全部體積塊按鈕，單擊確定按鈕完成模具元件的抽取。2、 鑄模及開模(1)鑄模 選擇菜單管理器中的【鑄?！?【創(chuàng)建】命令，在模型樹中新增加的鑄模零件“molding.prt”上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇打開命令，系統(tǒng)調(diào)用零件模塊，并打開鑄模完成的產(chǎn)品模型，如圖2.19所示。圖2.19(2)開

17、模 鑄模完成后，pro/e系統(tǒng)能模擬開模過程，以便更清晰的觀看模具型腔、型芯及澆道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 1）單擊頂部工具欄中的遮蔽切換按鈕，系統(tǒng)彈出如圖2.20所示一撤銷遮蔽對話框，單擊過濾欄中的分型面按鈕，單擊選擇所有分型面按鈕，單擊遮蔽按鈕，將分型面隱藏起來，單擊關(guān)閉按鈕，關(guān)閉遮蔽對話框。圖2.20 2）選擇菜單管理器中的按鈕，單擊【定義間距】/【定義移動】命令進行開模模擬。系統(tǒng)提示選擇要移動的零件，選擇如圖2.21所示芯模，單擊選取對話框中的確定按鈕結(jié)束零件選擇，選擇如圖2.21所示工件頂面為移動方向參照。圖2.21 3）選擇菜單管理器中的【完成】命令，芯模向上移動如圖2.22所示。圖2.22

18、4）按照同樣的方法對工件側(cè)面進行開模，最終開模如圖2.23所示。圖2.23 5）開模完成，保存文件。本章小結(jié)1、 分模前應(yīng)先裝配零件，創(chuàng)建工件，工件尺寸應(yīng)該根據(jù)模具知識，再結(jié)合實際生產(chǎn)來確定。2、 分模的重點是創(chuàng)建分型面，分型面要根據(jù)實際生產(chǎn)與方便加工相結(jié)合。3、 分模時如有抽芯，滑塊等的模具，要先分此部分再分凹模與凸模。4、 pro/e分模，裙邊法：對于大部分的殼體類產(chǎn)品，建議使用裙邊來做分型面，這樣不僅易分模而且做出來的分型面比較漂亮。第四章 nc加工1.參照模型，工件毛坯的創(chuàng)建 打開pro-e后，新建一個nc加工界面，過程是：點擊新建圖標(biāo)制造nc組件，并選擇米制。這樣就創(chuàng)建了一個nc加工

19、界面。（1）掉入?yún)⒄漳Ｐ瓦M入pro-enc加工界面后，單擊【制造】【制造模型】【裝配】【參照模型】，選擇可樂杯模具的凹模。如圖4.1所示。 圖4.1（2）可樂杯凹模調(diào)進來后，旋轉(zhuǎn)一個合適的位置，選擇【缺省】。如圖4.2圖4.2（3） 依次通過【制造模型】【創(chuàng)建】【工件】用手動的方式接受默認選項創(chuàng)建毛胚，如圖4.3所示：圖4.32、 制造設(shè)置 制造設(shè)置是nc加工的重要部分，它包括操作名稱，機床，夾具，刀具，加工零點，退刀曲面以及輸出的文件名稱等。設(shè)置過程如下。（1）機床的選擇點擊【制造設(shè)置】，彈出一個制造設(shè)置的對話框，如圖4.4，點擊【nc機床】文本框后面的圖標(biāo)，彈出一個機床設(shè)置對話框，選擇三軸

20、銑床，點擊確認，機床設(shè)置完畢。圖4.4（2）加工零點的設(shè)置繼續(xù)在【制造設(shè)置】里面選擇加工零點后面的圖標(biāo)，因為工件上并沒有實際的坐標(biāo)零點，所以需要創(chuàng)建一個工件零點。點擊創(chuàng)建基準(zhǔn)點工具，按住ctrl鍵不放，選擇leght面，right面和毛坯的上表面，通過調(diào)整坐標(biāo)系的【定向】選項，使z軸垂直與毛坯的上表面并且向上。坐標(biāo)系設(shè)置完畢。(3)設(shè)置退刀面 繼續(xù)在【制造設(shè)置】里面選擇曲面后面的，彈出一個退刀選取對話框，之后，選擇屏幕上毛坯的上表面，并且點擊圖標(biāo)，在下面的文本框里面輸入退刀高度2，點擊確定，如圖4.5，退刀平面設(shè)置完畢。圖4.5退刀平面設(shè)置好后，又回到的制造設(shè)置對話框，點擊確定，制造設(shè)置完畢。

21、3.加工設(shè)置加工設(shè)置是是nc加工的核心部分，【nc序列】和【材料切減材料】。它是nc加工中最重要的部分。在加工凹模的時候，我采用了，粗加工，精加工。在【菜單管理器】中點擊【加工】【nc序列】【粗加工】點擊完成，會彈出一個序列設(shè)置菜單，如圖4.6，在此菜單中，選擇【刀具】，【參數(shù)】和【窗口】，點擊確定后，會接觸彈出刀具設(shè)置的對話框，如圖4.7 圖4.6 圖4.74.參數(shù)設(shè)置 刀具設(shè)置好后，會緊接著出現(xiàn)一個【制造參數(shù)】的菜單，如圖4.8，點擊【設(shè)置】彈出一個參數(shù)數(shù)對話框，如圖4.9所示。 圖4.8 圖4.9在參數(shù)數(shù)里面把切削參數(shù)設(shè)置好后，點擊文件，保存參數(shù)。5.銑削窗口設(shè)置參數(shù)數(shù)設(shè)置好后，又會出現(xiàn)

22、一個【定義窗口】的菜單，如圖4.10，選擇屏幕上毛坯的上表面作為銑削的窗口，并且在銑削窗口界面中單擊選項，選擇其下拉菜單中的在窗口圍線上，如圖4.11 圖4.10 圖4.11點擊，銑削窗口設(shè)置完畢。用體積快對凹模進行粗加工，其刀具路徑如圖4.12所示圖4.12用體積塊銑削對凹模進行精加工，上表面的精加工的效果如圖4.13所示：圖4.136.生成程序軌跡生成以后，點擊【完成序列】。又回到了【菜單管理器】，選擇【cl數(shù)據(jù)】【nc序列】【1：粗加工】【文件】在輸出類型對話框中，把mcd文件也選山。如圖3-14.點擊完成。會彈出一個【保存副本】對話框，點擊確定，之后回到后置處理菜單，點擊確定，有會彈出

23、一個【后置處理列表】，選擇后綴名稱是p23的文件。會彈出如圖4.13的對話框，在光標(biāo)閃爍出輸入程序頭名稱001.后按回車鍵。至此，程序生產(chǎn)完成。用文本格式打開seq001文件，就是生成的程序代碼，如圖4.14： 圖4.13 圖4.14由于芯模粗加工、精加工，與凹模加工的過程基本一致，只是所選擇的刀具和切削參數(shù)不同，所以不再贅述。本章小結(jié)1. pro/e nc加工的難點與重點是：（a） 加工先后順序的安排，先粗加工后精加工，先精加工凹槽底面再精加工其側(cè)面。（b） 加工刀具的選擇與加工參數(shù)的設(shè)定，加工參數(shù)（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）。（c） 為確保被加工工件的表面質(zhì)量，下刀方式采用螺旋下刀，或斜線下刀，對于加工外輪廓時用圓弧切入切出。2. 粗加工目的是粗切除大部分的工件材料，為確保工件不會過切，一定要留切削余量，一般留0.3至1mm。對于刀具鋒利，加工材料