畢業(yè)論文-徽標(biāo)的三維建模及加工

1、畢業(yè)設(shè)計徽標(biāo)的三維建模及加工學(xué)生姓名： 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 指導(dǎo)教師： 二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 徽標(biāo)的三維建模及加工 系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械電子工程 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo)通過本次畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生了解和掌握到畢業(yè)設(shè)計應(yīng)遵循的步驟和程序，通過對銑床的學(xué)習(xí)，了解銑床的工作原理及程序設(shè)計，結(jié)合某徽標(biāo)，完成徽標(biāo)的三維建模、工藝設(shè)計及加工。2主要任務(wù)1.本設(shè)計要求學(xué)生對典型徽

2、標(biāo)進(jìn)行三維建模，2.對加工工藝進(jìn)行分析，設(shè)計工藝卡片3.在銑床上面完成徽標(biāo)的加工，4.要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工藝分析和加工能力。3主要參考資料1李正峰.數(shù)控加工工藝M.上海交通大學(xué)出版社.2004.2劉金喜.UGNX數(shù)控編程技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用M.清華大學(xué)出版社.2006.3金燕銘.模具CAD/CAM技術(shù)實訓(xùn)M.清華大學(xué)出版社.2011.4徐存權(quán).基于UG的CAD/CAM技術(shù)M.清華大學(xué)出版社.2005.5鄭提.數(shù)控機(jī)床與編程M.機(jī)械工業(yè)出版社.2014.4進(jìn)度安排設(shè)計各階段名稱起 止 日 期1查閱文獻(xiàn)，完成開題報告；2014年112完成CAD和PRO-E等軟件的學(xué)習(xí)，2015年13對加工工藝進(jìn)行分析，

3、設(shè)計工藝卡片2015年44在銑床上面完成徽標(biāo)的加工；2015年55撰寫論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯；2015年6審核人： 年 月 日 前言1.1 三維建模的背景 我們國家整個機(jī)械在世界中占據(jù)舉足輕重的影響。中國的機(jī)械歷時時間長，而且出現(xiàn)了許多不可多得的機(jī)械發(fā)明，對本國經(jīng)濟(jì)發(fā)揮了重要的使命，也為其他西方國家的進(jìn)步文明起到了深遠(yuǎn)影響?？v觀歷史，我們可以將它可分為傳統(tǒng)機(jī)械時期、現(xiàn)代機(jī)械時期、三維機(jī)械時期三個時期。 傳統(tǒng)機(jī)械時期： 這一階段的工具主要用用骨頭作為工具使用。慢慢的古人學(xué)會了磚木取火，學(xué)會了自己進(jìn)行磨制需要的工具，再到后來，學(xué)會了對所需要的工具進(jìn)行各種加工，例如：末學(xué)，鉆孔。慢慢的，經(jīng)過古人的智慧，

4、開始制造出農(nóng)耕需要的各種器械，已達(dá)到自給自足的需求，為我國古代的農(nóng)耕文明奠定了基礎(chǔ)。再到后期，制造工藝更加豐富，制造工具更加全面，制作手段更加精良，開始制造出更加復(fù)雜的器械，以滿足人們對各行各業(yè)的要求，期中青銅冶煉技術(shù)成為了這一時期的顯著標(biāo)簽，也將古代機(jī)械制造技術(shù)推向了前所未有的高度。從以上可看出，這一時期主要靠人們自己的力量去制造所需要的工具，所需要的徽標(biāo)，沒有借助太多外在的東西。而且所制造的器械機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，只能滿足日常生活的基本用途，所利用的原料也多為牛骨等唾手可得的物品。逐漸的發(fā)展為比較復(fù)雜的機(jī)械構(gòu)造，以滿足人們更廣闊的需求，無論在農(nóng)耕方面還是其他生活方面，都經(jīng)歷了從無到有，從簡單到復(fù)

5、雜的過程，聰明的古人還學(xué)會利用各種機(jī)械知識制造所需要的器械，例如杠桿原理等，這些都證明了這一時期的機(jī)械工藝已經(jīng)有了比較全面的發(fā)展，但仍處于我國機(jī)械制造發(fā)展的初期，各種工藝還不夠完善?，F(xiàn)代機(jī)械時期：在古代機(jī)械方面，我國一直處于世界先進(jìn)水平，特別是古代四大發(fā)明更是代表了我國傳統(tǒng)機(jī)械制造方面的成績。但是遺憾的是，當(dāng)機(jī)械制造發(fā)展到我國近代史后，經(jīng)歷了百年的閉關(guān)鎖國政策，我國機(jī)械行業(yè)陷入了危亡時期。在這期間，正是西方資產(chǎn)階級蒸汽機(jī)革命的時候，機(jī)械制造各方面技術(shù)全力發(fā)展，在技術(shù)上已經(jīng)領(lǐng)先了世界水平，更是將我國遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了身后。我國這點時期不僅沒進(jìn)步，而且由于閉關(guān)鎖國政策的影響，機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)不及世界平均

6、水平，與西方發(fā)達(dá)國家得機(jī)械水平差距越拉越大。但在改革開放時期，我國實行全力引進(jìn)政策，大力引進(jìn)西方先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)，機(jī)械水平有了極大的提高，甚至在機(jī)械領(lǐng)域的某些方面，我國的技術(shù)水平應(yīng)經(jīng)可以說達(dá)到了世界先進(jìn)水平，甚至在某些領(lǐng)域，已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。可以自豪的說，我國在這個時期的機(jī)械發(fā)展取得了長足的進(jìn)步，而且發(fā)展?jié)摿薮?，相信只要國家得政策繼續(xù)支持和擁護(hù)，我國機(jī)械制造水平還將有更大的發(fā)展?？偟膩碚f，經(jīng)過我國近代對機(jī)械的追求，我國在這時期的機(jī)械制造能力應(yīng)經(jīng)又從落后階段逐漸成為了我國的支柱產(chǎn)業(yè)，并且發(fā)展?jié)摿薮?。我國將制定出未來機(jī)械制造的偉大發(fā)展戰(zhàn)略。 三維機(jī)械制造時期： 到了現(xiàn)代，全球的3D CAD

7、 / CAM的發(fā)展是非常快的。同樣，我國也在這個三維機(jī)械制造浪潮中得以發(fā)展壯大，在三維制造方面取得了很大的進(jìn)步。三維機(jī)械制造系統(tǒng)是應(yīng)用在模具方面的，鍛模，擠壓模，注塑模比較成功和壓鑄模具等。工藝CAD / CAM是3D軟件技術(shù)和制造創(chuàng)新的措施。這是3D軟件技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點。機(jī)械行業(yè)3D軟件的三維軟件應(yīng)用程序目前為止有：機(jī)械行業(yè)的三維建模技術(shù)，例如AutoCAD、Solidworks。第二個是一個專門的3D軟件行業(yè)在3D CAD / CAM系統(tǒng)軟件，如CAD三維軟件上海交通大學(xué)國家工程研究中心的發(fā)展冷沖壓模具CAD系統(tǒng)的開發(fā)。主要工業(yè)國家的發(fā)展，三維軟件廠商在CAD / CAM，在一個大的

8、投資開發(fā)這一技術(shù)。目前，CAD / CAM的應(yīng)用是最常見的美國，日本，德國等國家。例如，日本豐田汽車車身有限公司于1965年將是數(shù)控加工三維軟件。在二十世紀(jì)初，覆蓋件模具CAD / CAM系統(tǒng)在80月初獲得通過。該系統(tǒng)包括NTDFB和丁魚設(shè)計軟件和軟件加工CADEIT凸，凹模型，用三坐標(biāo)測量儀將數(shù)據(jù)傳遞到計算機(jī)，平滑的圖形數(shù)據(jù)之后，用于覆蓋所述設(shè)計，模具設(shè)計和制造。該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的三維圖形功能，屏幕幾次和表面改性形式工件在沖壓，成形引起的制造上的缺陷，以確保3D工件的質(zhì)量。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，CAD / CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)生產(chǎn)的3D軟件。 3D軟件行業(yè)已經(jīng)出臺了一些外部CAD / CAE

9、系統(tǒng)，如：UNIGRAPHICS（UG）,AutoCAD,SolidWorks中的SolidEdge ，Pro / Engineer的，等等。因而配置了更快的運(yùn)行速度和高性能的計算機(jī)。但對于國內(nèi)一些大型的3D軟件公司，他們一般從國外購買先進(jìn)的CAD / CAM系統(tǒng)和設(shè)備，但在中，小的發(fā)展企業(yè)，資源利用率低，對于小規(guī)模的國內(nèi)企業(yè)和中型的3D軟件公司，應(yīng)用CAD / CAM比較少。因此，有必要改進(jìn)CAD / CAM 3D軟件在企業(yè)執(zhí)行，這使得它們非常快的做出市場準(zhǔn)確的反應(yīng)，并且做到生產(chǎn)的3D軟件產(chǎn)品向高品質(zhì)，低成本方向發(fā)展，最終實現(xiàn)敏捷制造的目標(biāo)。1.2 本畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 我們生活在一個充滿

10、文化氣息的多元世界里，文化成果需要我們用簡潔的標(biāo)志或是符號來表現(xiàn)它的意義。隨著社會政治、經(jīng)濟(jì)、文化的快速發(fā)展，現(xiàn)在具有高度凝聚意義的各種文化標(biāo)志，已經(jīng)被利用在了社會的方方面面，促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步和發(fā)展。伴隨著眼下工業(yè)時代的來臨，徽標(biāo)的機(jī)械三維建模技術(shù)及加工技術(shù)也日漸成熟，向著產(chǎn)業(yè)化的道路發(fā)展。就目前工業(yè)發(fā)展的情況看，工業(yè)徽標(biāo)的三維建模及加工技術(shù)將有巨大的發(fā)展前景。本次畢業(yè)設(shè)計，通過學(xué)生從三維建模、進(jìn)行工藝設(shè)計、導(dǎo)出G代碼、到在機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工的過程，可以讓學(xué)生了解到徽標(biāo)工業(yè)化加工的整個過程，培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決問題的能力，為日后從事機(jī)械行業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。2 三維建模軟件簡介及選擇原因2.1

11、三維建模軟件的簡介Auto CAD簡介：Auto PC公司在三維軟件行業(yè)在世界領(lǐng)域占有重要地位，AutoCAD是該公司的主要產(chǎn)品。這個公司為全世界很多地方的機(jī)械行業(yè)和三維行業(yè)提供技術(shù)支持，提供是世界上基于PC的三維軟件公司的最大平臺和空間，這個軟件公司生產(chǎn)的各種三維軟件產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械和建筑方面的三維設(shè)計。 AutoCAD是最流行的二維繪圖軟件，它在二維繪圖領(lǐng)域的廣泛的游戲用戶。強(qiáng)大的AutoCAD提供方便的二維繪圖空間，功能強(qiáng)大。在機(jī)械，建筑，電子等各個領(lǐng)域， AutoCAD軟件強(qiáng)大的二維功能都將為使用者帶來前所未有的制作設(shè)計體驗。但遺憾的是，CAD在三維建模方面功能比較薄弱，操作也不是很

12、方便，不適用于三維建模。Pro/Engineer 簡介:pro/engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司的產(chǎn)品。ptc公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械三維的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械三維領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械三維產(chǎn)品pro/engineer軟件能將設(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作，即實現(xiàn)所謂的并行工程。pro/engineer系統(tǒng)主要功能如下:(1)真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會自動反映到所有相關(guān)地方。(2)具有真正管理并發(fā)進(jìn)程、實現(xiàn)并行工程的能力。(3)具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終

13、保持設(shè)計者的設(shè)計意圖。(4)容易使用，可以極大地提高設(shè)計效率。pro/engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計思想與習(xí)慣。整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。pro/engineer建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。UG(Unigraphics)簡介：該軟件是Unigraphics三維軟件公司設(shè)計和制造的三維軟件，這款軟件擁有先進(jìn)的計算機(jī)三維制造技術(shù)，達(dá)到了目前為止世界優(yōu)秀發(fā)展水平。主要應(yīng)用于汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)的三維建模方面。這款軟件能進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助工程、計算機(jī)輔助制造等功能，達(dá)到了目前為止大部分三維建模行業(yè)所要用的所有功能，在制圖

14、方面更是功能強(qiáng)大，是一個精度特別高的一款軟件，可以使用戶利用它做出精度特別高的三維圖形，方便后續(xù)的工藝設(shè)計及加工制造?？梢哉f，它的問世，是三維建模行業(yè)的福音，使用戶能夠比較精確的繪制各種面的三維圖形。該軟件可以為各種三維行業(yè)的設(shè)計提供完整的設(shè)計、制造、分析的方案，極大的方便了用戶，也極大的減輕了三維建模的工作量。另外，此三維軟件還內(nèi)置了多種造型方法，還提供了各種裝配方法，并且其強(qiáng)大的參數(shù)設(shè)置功能還能滿足不同用戶的不同需求，功能十分強(qiáng)大。SolidWorks簡介：SolidWorks是由世界著名的三維軟件開發(fā)商SolidWorks公司制造的三維建模軟件，該軟件主要用于機(jī)械設(shè)計方面，是基于微軟平臺

15、開發(fā)的三維軟件。該軟件能方便的實現(xiàn)對不同型面的圖形的造型也建模，也可用于設(shè)計制造規(guī)則圖形的三維設(shè)計及模擬加工制造，極大的方便了用戶的應(yīng)用。此軟件充分的發(fā)揮了開發(fā)者的創(chuàng)造力，使用戶只需簡單的操作就可方便的制造出所需要的復(fù)雜圖形，減少了用戶的工時，收到了全球用戶的廣泛歡迎。該軟件參數(shù)設(shè)置強(qiáng)大，易學(xué)易用，極大的方便了初學(xué)者。這款軟件，也促使該公司成為了世界知名的三維軟件供應(yīng)商。此軟件能在三維解決方面的功能更是強(qiáng)大，為用戶提供了強(qiáng)大的解決方案。該公司專門負(fù)責(zé)研發(fā)和銷售三維軟件，并未機(jī)械制造廠商提供后期的軟件維護(hù)和升級，功能在不斷的變強(qiáng)大。目前，改軟件的市場占有率很高。 3DS MAX簡介：3DS MA

16、X是最為被人熟知且被應(yīng)用非常廣的一款三維建模軟件，該軟件是目前為止在全球用戶量最大的一款集三維建模及后期制作的解決方案，廣泛應(yīng)用于動畫游戲的三維建模場景處理及渲染中。該軟件是AUTO DESK公司設(shè)計制造的三維建模軟件，在眾多軟件中，用戶對它的利用率最高，因為他對計算機(jī)硬件要求不高，運(yùn)行起來計較流暢，最重要的是網(wǎng)上有很多對他的教程，極大方便了初學(xué)者的使用，因此用戶特別多。3DS MAX具有很強(qiáng)大的后期制作功能，并且可以連接渲染機(jī)，可以渲染出場面非常絢麗的場景，多用于游戲場景的制作中。在該軟件的三維設(shè)計中，不僅可以做出靜態(tài)的模擬圖，而且可以模擬出動畫效果，非常的方便。另外，該軟件還有很多的建模方

17、法，可以生成許多需要的模型。2.2 三維軟件的選擇原因 由于3DS MAX主要應(yīng)用與動畫三維制作，而SolidWorks和UG雖然都普遍應(yīng)用與機(jī)械三維建模中，但由于以前沒有接觸過，學(xué)起來比較困難，因此將目標(biāo)鎖定在Auto CAD和Pro/e這兩款軟件中。有因為CAD在二維建模中操作比較方便，在三維建模中功能不是很強(qiáng)大，所以最終將三維建模的重任放在了pro/e身上。由于pro/e拉伸功能比較簡單，可以先利用CAD建立二維模型，再導(dǎo)入pro/e中進(jìn)行拉伸，建立三維模型。3 徽標(biāo)三維建模及加工的方法擬定3.1 利用三維建模軟件來對徽標(biāo)進(jìn)行三維建模與分析可以利用CAD，Pro/E,等軟件對需要加工的徽

18、標(biāo)進(jìn)行三維建模，這些軟件的三維應(yīng)用可以到我要自學(xué)網(wǎng)上進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握了三維軟件，就可以對徽標(biāo)進(jìn)行三維建模與分析，為后續(xù)的加工打好基礎(chǔ)。3.1.1 測量要加工的徽標(biāo)模型尺寸 首先要明確要加工的徽標(biāo)模型，如圖3.1，并利用測量工具對徽標(biāo)進(jìn)行測量，明確徽標(biāo)的各個尺寸，為后續(xù)的三維建模打好基礎(chǔ)。圖3.1 機(jī)械工程系系徽3.1.2 三維建模軟件功能了解 Auto CAD在二維建模領(lǐng)域是用的最廣的一款繪圖軟件，而Pro/Engineer則擅長進(jìn)行三維建模，缺點是在二維建模領(lǐng)域操作不太方便，根據(jù)要建模的徽標(biāo)來看，可以現(xiàn)在Auto CAD中進(jìn)行平面繪圖，再將繪制好的平面徽標(biāo)圖形導(dǎo)入Pro/Engineer中進(jìn)行

19、三維拉伸處理，得到最終需要的三維模型圖。3.2 對徽標(biāo)的加工工藝進(jìn)行分析，設(shè)計工藝卡片生產(chǎn)過程中直接改變原材料的形狀，使之變成需要加工的物品的過程稱為工藝過程，工藝過程由一系列過程組合而成。工序卡片是生產(chǎn)工藝的一種形式。它是按所加工物品的每一哥步奏編制而成的一種文件。它的內(nèi)容包括：每一工序的操作要求和方法等，是用來具體指導(dǎo)人員進(jìn)行制造加工的一種指令。因此工藝卡片的的制定至關(guān)重要，是機(jī)械加工的開始?？梢圆殚唽W(xué)過的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)一書對所加工徽標(biāo)進(jìn)行工藝分析及設(shè)計工藝卡片。零件的工藝分析要求：首先要熟悉要加工零件的用途和使用環(huán)境，結(jié)合整體了解零件在整體中的位置、以及精度等對整體產(chǎn)品的功能影響。然后

20、回歸到制造方面，對所加工的物品進(jìn)行加工所需要的工藝分析，具體要求如下: (1)檢查所要加工的徽標(biāo)的圖紙是否正確，三視圖是否清晰完整，尺寸是否齊全、合理。并要分析徽標(biāo)表面的精度要求等在現(xiàn)有的環(huán)境下能否達(dá)到，綜合分析后，最終采取適當(dāng)?shù)拇胧?(2)分析徽標(biāo)表面材料的選擇是否合理，徽標(biāo)材料的選擇應(yīng)該盡量合理，本著物盡其用的原則，盡量采用適合作為徽標(biāo)德 材料，不要為了結(jié)果而一意孤行的選擇貴重材料。最后還要注意所選的材料是否利于生產(chǎn)的進(jìn)行。 (3)注意徽標(biāo)的結(jié)構(gòu)， 徽標(biāo)的結(jié)構(gòu)要符合工藝性生產(chǎn)的一般原則要求，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，要盡可能經(jīng)濟(jì)地、合格地加工出來；避免浪費(fèi)，保證結(jié)構(gòu)合理的情況下盡可能的平衡經(jīng)濟(jì)關(guān)

21、系。3.3 在數(shù)控銑床上面完成徽標(biāo)的加工銑床指使用各種銑刀在需要加工的零件上進(jìn)行銑削的機(jī)床。通常主運(yùn)動為銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動為工件和銑刀的移動。它可以加工各種需要加工的表面。銑床加工方面的難點在于數(shù)控編程方面，鑒于學(xué)校的銑床為法蘭克系統(tǒng)，可以先了解法蘭克系統(tǒng)的編程指令與代碼，再參考學(xué)過的數(shù)控機(jī)床與編程，完成對徽標(biāo)的編程設(shè)計。NC加工操作步驟利用ProE NC生成數(shù)控程序的操作步驟如圖3.2所示。調(diào)入?yún)⒖寄Ｐ?設(shè)計工件創(chuàng)建制造模型機(jī)床設(shè)置 設(shè)置工件坐標(biāo)系 制造設(shè)置夾具設(shè)置 設(shè)置退刀面 創(chuàng)建NC序列 加工仿真生成刀位數(shù)據(jù)文件 后置處理圖3.2 Pro/e NC加工步驟3.3.2 數(shù)控銑床的組成數(shù)

22、控銑床一般由主軸箱、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)床基礎(chǔ)件、輔助系統(tǒng)等幾大部分組成。如圖3.3所示。 圖3.3 數(shù)控機(jī)床組成部分1主軸箱主軸箱主要包含主軸傳動系統(tǒng)和箱體，作用為使刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并起到固定刀具的作用，主軸轉(zhuǎn)速范圍會對機(jī)器整體運(yùn)動起到至關(guān)重要的影響和作用。2進(jìn)給伺服系統(tǒng)數(shù)控銑床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)包含進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)給伺服系統(tǒng)會完全有給定程序控制，輸出事先定好的速度，進(jìn)給運(yùn)動又分為直線進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)進(jìn)給。3控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是整個數(shù)控銑床的核心，通過接收數(shù)控程序的指令完成需要的數(shù)控加工過程。4輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)由排屑、液壓、防護(hù)、氣動、潤滑、冷卻系統(tǒng)等組成，對整個數(shù)控加工過程起到輔助進(jìn)行的作

23、用。5機(jī)床基礎(chǔ)件機(jī)床基礎(chǔ)件包括橫梁、立柱、底座等，它是整個數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)，為機(jī)床提供了支撐和框架作用。3.3.3 數(shù)控銑床的工作原理 數(shù)控銑床的工作原理如圖3.4圖3.4 數(shù)控銑床工作原理圖4 徽標(biāo)的三維建模及加工4.1徽標(biāo)的二維模型圖4.1.1 CAD的平面繪圖 利用CAD進(jìn)行徽標(biāo)的平面設(shè)計及繪制，完成后與圖2.1進(jìn)行對比，CAD繪制的平面圖形如下圖4.1所示。圖4.1 徽標(biāo)的二維模型圖4.2 徽標(biāo)的三維模型圖4.2.1 將CAD平面圖導(dǎo)入Pro/e中（1）在CAD中繪制好的機(jī)械工程系系標(biāo)中，點擊另存為，彈出如圖4.2，文件類型選擇*.dxf后綴，點擊保存。圖 4.2 另存為框（2）打開pr

24、o/e軟件，點擊文件-新建，彈出如圖4.3所示，選擇零件，實體，點去缺省模版，點擊確定。在彈出的圖4.4中，選擇mmns，點擊確定。（3）選擇一個平面，點擊草繪-數(shù)據(jù)來自文件-文件系統(tǒng)，選擇剛才保存的dxf后綴的文件打開，即將CAD中的平面圖導(dǎo)入了Pro/e中，如圖4.5。 圖4.3 新建對話框 圖4.4 新文件選項對話框 圖4.5 導(dǎo)入pro/e中的圖4.2.2 在pro/e中進(jìn)行三維建模將平面圖導(dǎo)入pro/e中后點擊拉伸按鈕，彈出如圖4.6的設(shè)置框，點擊放置，選擇定義，用鼠標(biāo)選擇一個平面，點擊確定，即可對圖形進(jìn)行拉伸處理，拉伸過程見圖4.7，最終的拉伸效果見圖4.8。圖4.6 設(shè)置對話框

25、圖4.7 拉伸樹圖4.8 拉伸效果圖 注意：由于考慮到后期數(shù)控銑床加工的條件，徽標(biāo)上的字符和字母太小，個別地方的凹槽太細(xì)，不好用銑床加工，隨根據(jù)實際情況，將徽標(biāo)上的字符去掉，最終得到的機(jī)械工程系徽標(biāo)如圖4.9所示。圖 4.9 修改后的圖4.3利用pro/e NC功能進(jìn)行模擬加工4.3.1調(diào)入制造模型并創(chuàng)建毛坯（1）運(yùn)行pro/e軟件。（2）打開軟件以后，選擇文件-新建，彈出圖4.10所示對話框。（3）在彈出的對話框中選擇制造和NC組件，點去左下角的使用缺省模版對勾，點擊確定按鈕如圖4.10。（4）在彈出的對話框中選擇如圖4.11所示的mmns模版，點擊確定按鈕。 圖4.10 新建對話框 圖4.

26、11 新文件選項 （5）接下來就進(jìn)入了pro/e 的NC模塊，單擊右側(cè)裝配參照模型按鈕，找到已經(jīng)創(chuàng)建好的三維建模圖形，選擇將其打開，及調(diào)入了所需要加工的工件。 （6）接下來進(jìn)行毛坯的創(chuàng)建，點擊右側(cè)的創(chuàng)建自動工件按鈕，彈出如圖4.12所示面板，在徽標(biāo)上選取坐標(biāo)系進(jìn)行放置工作零點，單擊確定，完成工件毛坯的創(chuàng)建，如圖4.13所示。 圖4.12 創(chuàng)建工件對話框圖 4.13 毛坯4.3.2 選擇數(shù)控加工方式及機(jī)床參數(shù)設(shè)置單擊步驟-操作命令，打開“操作設(shè)置”對話框，在該對話框中進(jìn)行機(jī)床、加工坐標(biāo)系及安全退刀平面等的設(shè)置。（1）定義操作名稱。在“操作名稱”下拉列表框中選擇默認(rèn)操作名稱OP010。（2）設(shè)置數(shù)

27、控機(jī)床參數(shù)。點按鈕，打開如圖4.14所示的“機(jī)床設(shè)置”對話框，按圖中所示進(jìn)行機(jī)床的參數(shù)設(shè)置。隨后，點擊保存，單擊“確定”按鈕，完成對數(shù)控機(jī)床參數(shù)的設(shè)置。圖4.14 機(jī)床設(shè)置對話框（3）在操作設(shè)置對話框中，單擊圖標(biāo)按鈕，對坐標(biāo)系進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。如圖4.15所示，點擊“選取”命令，接著從模型中選擇坐標(biāo)系，完成坐標(biāo)系的創(chuàng)建。 圖 4.15 菜單管理器 圖4.16 退刀面設(shè)置（4）在操作設(shè)置對話框中的“退刀”面板中，單擊按鈕，彈出如4.16所示的對話框。退刀面是指刀具完成切削后所返回到達(dá)的位置，需要根據(jù)具體的加工工藝進(jìn)行合理的設(shè)置。退刀面可以定義為各種面，我們一般定義為平面，可以先進(jìn)行定義，然后在創(chuàng)建N

28、C序列時根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹．?dāng)一個操作的退刀面定義好之后，刀具將沿此退刀面從上一個程序引動的末尾移動到下一個NC軌跡的起點。退刀平面一旦被定義，隨后的所有程序都會自覺地遵循，除非在下一個程序末尾時特意地將其修改。圖4.16所示為通過選取“退刀”選項卡中的相關(guān)選項來定義退刀面，圖中主要選項的含義為：“選取”選擇已有的基準(zhǔn)平面或平面作為退刀面?！皠?chuàng)建曲面”創(chuàng)建曲面特征作為退刀面。這個選項對3軸的NC加工無效，只適用于4軸以上的NC加工?！把豘軸”選擇垂直于Z軸的某個偏移值平面作為最終刀具的退刀平面。例：如果退刀平面高度設(shè)為加工坐標(biāo)系Z向高度為20mm時，可在圖3.16所示對話框中，選擇“沿

29、Z軸”，Z軸深度后輸入20，單擊“確定”按鈕，就完成了退刀平面的定義。最后單擊“操作設(shè)置“對話框中的“確定”，再單擊制造設(shè)置菜單中的“完成/返回”命令，完成操作設(shè)置。4.3.3創(chuàng)建NC序列 （1）點擊加工-NC序列，彈出如圖4.17所示的對話框，其中包括了ProE NC提供的所有加工方法，點擊“輪廓”、“完成”選擇加工方法，彈出如圖4.18所示的對話框。 圖4.17 菜單管理器 圖4.18 序列設(shè)置在圖4.18中列出的各選項，是要完成NC序列需要創(chuàng)建的所有的元素。默認(rèn)已經(jīng)對有些選項作了選擇標(biāo)記，表明這些內(nèi)容是創(chuàng)建NC序列所必不可少的。其他選擇性的各項可以使用已經(jīng)選擇的值，不必具體定義。如果要定

30、義某些選項，用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)選項前面的復(fù)選框即可。 （2）在圖4.18的對話框中依次選取“刀具”、“參數(shù)”、“曲面”選項，單擊“完成”選項打開如圖4.19所示的“刀具設(shè)定”對話框，然后對刀具的具體參數(shù)進(jìn)行定義，刀具的具體參數(shù)設(shè)置如圖中所示。圖 4.19 刀具設(shè)定對話框 （3）單擊圖4.19中的“確定”按鈕結(jié)束刀具的設(shè)置，系統(tǒng)彈出如圖4.20所示的“制造參數(shù)”菜單。 圖 4.20菜單管理器 圖4.21 體積塊切削對話框（4）單擊圖4.20中的“設(shè)置”選項，彈出如圖4.21所示的體積塊銑削對話框，在該對話框中對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。（5）參數(shù)設(shè)置結(jié)束后，點擊 “保存”選項，彈出如圖4.22所示的“保存參數(shù)”

31、對話框，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)將文件保存在工作目錄下。完成對加工參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)返回 “制造參數(shù)”菜單。單擊“制造參數(shù)”菜單中的“完成”命令，完成參數(shù)設(shè)置。圖4.22 保存參數(shù)對話框（6）單擊如圖4.23所示的“曲面拾取”- “模型”選項，單擊“完成”選項，彈出如圖4.24所示的“選取曲面”菜單。在繪圖區(qū)依次選取徽標(biāo)的所有側(cè)面為加工表面，單擊“完成”命令，完成加工表面的選擇，至此NC加工序列的定義全部完成。 圖4.23 菜單管理器 圖4.24 曲面拾取菜單4.3.4 加工仿真 (1)屏幕演示。在圖4.25所示的“NC序列”菜單中選擇“演示軌跡”選項，在彈出的對話框中選擇 “屏幕演示”選項，打開

32、圖4.26所示的對話框。單擊播放模擬刀具加工過程，如圖4.27所示。模擬結(jié)束后，單擊對話框中的“關(guān)閉”按鈕，結(jié)束刀具軌跡的模擬操作。 圖 4.25 NC序列菜單圖4.26 播放路徑對話框圖4.27 模擬加工(2)NC檢測。在菜單中點擊“NC檢測”選項，進(jìn)行模擬加工檢測。若軌跡正確則單擊“完成序列”命令。至此，完成加工操作過程。4.3.5生成刀位數(shù)據(jù)文件并進(jìn)行后置處理（1）在菜單管理器中單擊“制造”、“CL數(shù)據(jù)”、“輸出”、“選取一”、“操作”、“OP010”命令，如圖4.28，彈出圖,4.29所示菜單。單擊“軌跡”-“文件”命令，點擊“輸出類型”菜單中的“CL文件”、“MCD文件”和“交互”選

33、項，最后單擊“完成”命令，彈出圖4.30所示“保存副本”對話框。默認(rèn)以op010.ncl為文件名進(jìn)行保存，并單擊“確定”按鈕，彈出圖4.31所示“后置處理選項”菜單。 圖4.28 菜單管理器圖4.29輸出類型圖4.30 保存副本對話框（2）在“后置處理選項”菜單中，點擊“全部”和“跟蹤”復(fù)選框，單擊“完成”命令。彈出圖4.32所示“后置處理列表”菜單，單擊菜單中“UNCX01.P20”命令，彈出圖4.33所示“后置處理信息”對話框，單擊“關(guān)閉”按鈕。再單擊“軌跡”菜單中的“Done Output”命令和“CL數(shù)據(jù)”菜單中的“完成返回”命令，完成后置處理。到此，我們進(jìn)行了一個完整的數(shù)控加工編程流

34、程。最后在菜單中單擊“文件”、“保存”命令，保存整個文件。 圖4.31 后置處理對話框 圖4.32 后置處理列表圖4.33 后置處理信息對話框 4.4 進(jìn)行數(shù)控加工經(jīng)過了上述過程，已經(jīng)成功的獲得了數(shù)控加工所需的G代碼，將此G代碼用U盤導(dǎo)入數(shù)控銑床中；接著進(jìn)行取料，擬采用塑料作為毛坯，使用鋸條將所需要的坯料鋸下；隨后進(jìn)行裝夾，使用機(jī)床夾具將取下的毛坯料夾緊；然后進(jìn)行上刀及對刀，選取適當(dāng)?shù)牡毒哐b入機(jī)床，再將刀具移至對刀零點，至此，數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作全部準(zhǔn)備就緒，之后，啟動數(shù)控銑床，運(yùn)行程序，進(jìn)行數(shù)控加工。經(jīng)過數(shù)控加工，最終，得到如圖4.34所示的徽標(biāo)，此次畢業(yè)設(shè)計到此全部完成。圖4.34 加工

35、的徽標(biāo)5 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計通過三維軟件Pro/ENGINEER進(jìn)行建模，并利用軟件進(jìn)行加工的工藝設(shè)計，生成程序，導(dǎo)出G代碼，導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工，最終得到需要的徽標(biāo)模型實物。通過對某個徽標(biāo)的三維建模及加工，充分了解到從徽標(biāo)設(shè)計建模到后期設(shè)計工藝及機(jī)床加工等一系列操作的過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生了解和掌握到畢業(yè)設(shè)計應(yīng)遵循的步驟和程序，通過對銑床的學(xué)習(xí)，了解了銑床的工作原理及程序設(shè)計，結(jié)合某徽標(biāo)，完成了徽標(biāo)的三維建模、工藝設(shè)計及加工。在此期間，受到了老師同學(xué)們的許多幫助，培養(yǎng)了獨(dú)立從事設(shè)計及加工工作的能力，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能研究和處理問題的能力。通過考察，暴露出很多

36、問題，發(fā)現(xiàn)了自己在專業(yè)知識方面的不足。期間，也遇到了很多難題，例如如何在三維軟件中處理二維視圖，如何設(shè)置工藝生成數(shù)控程序等等，這些都是本畢業(yè)設(shè)計中要特別注意的難題和問題的關(guān)鍵。最終通過分析、收集素材、請教同學(xué)老師，最終也都順利解決了。隨著工業(yè)時代的到來，徽標(biāo)等一些列工業(yè)產(chǎn)品的加工技術(shù)正在向工程化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。從當(dāng)前的制造業(yè)的發(fā)展趨勢來看，現(xiàn)代加工技術(shù)將具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及三維建模在各個領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，三維建模技術(shù)在建模方法和建模對象等方面發(fā)生了很大的進(jìn)步。要想將來從事好機(jī)械行業(yè)，三維建模及加工技術(shù)至關(guān)重要。我們要順應(yīng)歷史趨勢，努力學(xué)好三維建模及加工技術(shù)，

37、為振興工業(yè)做貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1李正峰.數(shù)控加工工藝M.上海交通大學(xué)出版社.2004.2劉金喜.UGNX數(shù)控編程技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用M.清華大學(xué)出版社.2006.3馬子杰.UGNX中文版數(shù)控編程入門與實例進(jìn)階M.清華大學(xué)出社.2007.4金燕銘.模具CAD/CAM技術(shù)實訓(xùn)M.清華大學(xué)出版社.2011.5徐存權(quán).基于UG的CAD/CAM技術(shù)M.清華大學(xué)出版社.2005.6鄭提.數(shù)控機(jī)床與編程M.機(jī)械工業(yè)出版社.2014.7張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社.2013.8 李錦標(biāo).Pro/ENGINEER產(chǎn)品設(shè)計一體化解決方案M.機(jī)械工業(yè)出版社.2011.9 徐建成.Pro/ENGINEER機(jī)械設(shè)計

38、與制造M.北京電子工業(yè)出版社.2010.10 Jan AxelsonUniversal Serial Bus CompleteLakeview Research.199911 CharlesBeardsly.MechanicalEngineering.RegentsPublishingCompany,Inc.1998.12Cole.ThompsonAssociatesDirectoryofIntelligentBuildings.1999.13EsterDysonAdesignforlivingintheDigitalAgeRELEASE.1997.致 謝隨著畢業(yè)的腳步漸漸逼近，感慨頗深。這四

39、年是我一生中最為珍貴的時期，我將永遠(yuǎn)銘記。四年的學(xué)習(xí)時間讓我得到了老師們真誠的關(guān)愛和同學(xué)們無私幫助。為此我忠心的謝謝我周圍所有給予我?guī)椭完P(guān)愛的人。于此同時我學(xué)會了去幫助別人和關(guān)愛別人。馬上就要畢業(yè)了，我們的畢業(yè)設(shè)計也即將完成，畢業(yè)設(shè)計也給我們美好的大學(xué)生活畫上了完美的句號。畢業(yè)設(shè)計期間，劉老師耐心的輔導(dǎo)我們，為我們點撥迷津，使我們順利的完成畢業(yè)設(shè)計。同學(xué)們也總是在一起探討問題，使我感覺到了團(tuán)隊的力量。在我們各自提出問題的同時我們對所學(xué)的知識有了更深的理解，提高了我的動手能力，也使得我對本專業(yè)知識有了更深一步的認(rèn)識，理論和實踐相結(jié)合才能使我們知識更好的吸收。因此我認(rèn)識到：知識必須通過應(yīng)用才能實

40、現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。在此要再次感謝老師對我悉心的指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計當(dāng)中我通過去圖書館查閱大量的書籍和向老師請教等方式學(xué)到很多的知識，還使以前學(xué)過的知識得到了鞏固，我收獲很大。在此期間，我學(xué)會了自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，鞏固了大學(xué)四年學(xué)的知識，為日后從事機(jī)械行業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)，受益匪淺。 附錄最終生成的G代碼如下：%O1222G40 G49 GN12 G90 G54 G0 X-64.555 Y-22.716 SN14 G43 H0 Z30. N16 Z5. N18 G1 Z-3. F60 N20 X-5

41、5.054 F200 N22 X-52.41 Y-20.676 N24 X-51.032 Y-19.716 N26 X-55.471 N28 G17 GN30 G1 X-46.706 N32 X-43.369 Y-14.737 N34 X-41.21 Y-13.716 N36 X-47.598 N38 X-49.044 Y-11.527 N40 X-48.65 Y-11.193 N42 X-48.577 Y-11.113 N44 X-46.469 Y-13.299 N46 G3 X-44.167 Y-10.716 I-23.131 J22.929 N48 G1 X-20.709 N50 G3

42、X-19.975 Y-7.716 I-37.291 J10.716 N52 G1 X-42.033 N54 G3 X-40.36 Y-4.716 I-27.567 J17.346 N56 G1 X-19.488 N58 G3 X-19.238 Y-1.716 I-38.512 J4.716 N60 G1 X-39.07 N62 G3 X-38.117 Y1.284 I-30.53 J11.346 N64 G1 X-19.221 N66 G3 X-19.437 Y4.284 I-38.779 J-1.284 N68 G1 X-38.752 N70 X-41.93 Y5.482 N72 X-41.

43、916 Y6.041 N74 X-37.142 Y6.93 N76 G3 X-37.115 Y7.284 I-32.458 J2.7 N78 G1 X-19.89 N80 G3 X-20.588 Y10.284 I-38.11 J-7.284 N82 G1 X-37.037 N84 G3 X-37.236 Y13.284 I-32.563 J-0.654 N86 G1 X-21.545 N88 G3 X-22.783 Y16.284 I-36.455 J-13.284 N90 G1 X-37.717 N92 G3 X-38.494 Y19.284 I-31.883 J-6.654 N94 G1

44、 X-24.332 N96 G3 X-26.238 Y22.284 I-33.668 J-19.284 N98 G1 X-42.263 N100 X-40.481 Y24.22 N102 G3 X-41.039 Y25.284 I-29.119 J-14.59 N104 G1 X-28.57 N106 G3 X-31.44 Y28.284 I-29.43 J-25.284 N108 G1 X-42.901 N110 G3 X-45.271 Y31.284 I-26.699 J-18.654 N112 G1 X-35.049 N114 G3 X-39.833 Y34.284 I-22.951 J-31.284 N116 G1 X-48.317 N118 G3 X-52.394 Y37.284 I-21.283 J-24.654 N120 G1 X-47.261 N122 X-20.709 Y-10.716 N124 G2 X-21.705 Y-13.716 I-37.291 J10.716 N126 G1 X-29.152 N128 X-27.647 Y-14.932 N130 X-26.207 Y-16.716 N132 X-22.985 N134 X-26.103 Y-17.004 N136 X-27.718 Y-15.003 N138 X-