畢業(yè)設計（論文）測量器前蓋分模及型面數(shù)控加工程序

1、畢業(yè)設計（論文）測量器前蓋分模及型面數(shù)控加工程序院（系）: 專業(yè)名稱 : 學生姓名 : 學生學號 : 指導教師 : 摘要iabstractii1前言1 1.1 課題研究的意義和目的.11.2 國內(nèi)外模具技術的發(fā)展及現(xiàn)狀.31.3 本課題研究的只要內(nèi)容.51.4 未來模具制造技術發(fā)展趨勢.32 零件的工藝設計.52.1 凸模、凹模尺寸的確定.52.2 零件的工藝性分析.63 運用pro/e對測量器后蓋進行分模.83.1 pro/e概述83.2測量器前蓋進行分模.104 測量器后蓋ug nx三維數(shù)控加工工藝方案的制定.154.1 ug nx概述154.2 ug nx的功能模塊.154.3 ug n

2、x的加工模塊.164.4 ug nx cam的加工.164.5 工件分析.164.6 工藝分析.164.7 數(shù)控加工及編程.185 總結.276謝辭.287參考文獻.298附錄程序.30 1 前 言1.1課題研究的意義和目的模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母，所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴張，被歐美等發(fā)達國家譽為“磁力工業(yè)”。由于模具對社會生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的巨大推動作用和自身的高附加值，世界模具市場發(fā)展較快，當前全球模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達到600億至650億美元，是機床工業(yè)產(chǎn)值的兩倍。中國注塑模具行業(yè)也在快速發(fā)展，中國模具產(chǎn)品產(chǎn)值已從1993年的110億元增長到1997年的200億元，并超過了

3、機床產(chǎn)品的產(chǎn)值，到2002年增長到360億元，1996年2002年間的年均增長速度達到14%以上，在某些行業(yè)年均增速更是高達100%。2003年模具產(chǎn)值已達450億元，增長25%以上，出口3.368億美元。目前中國模具產(chǎn)品已經(jīng)形成10大類46個小類，模具生產(chǎn)廠點兩萬多家，從業(yè)人員約50萬人。在所有模具產(chǎn)品中，自產(chǎn)自用的比例占大部分，2003年實現(xiàn)了商品化流通的模具占45%左右。在10大類模具產(chǎn)品中，塑料模具的比例在2000年模具總量中已達到36%，2002年則接近40%，塑料模具在進出口中的比重更是高達50%60%，并且隨著中國機械、汽車、家電、電子信息和建筑建材等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，

4、這一比例還將持續(xù)提高。近年來，中國塑料模具工業(yè)年均增長速度達到10%以上，塑料制品年產(chǎn)量在世界位居第二，2001年達到2000萬噸。塑料制品在農(nóng)業(yè)、塑料包裝、塑料管材和異型材、汽車、家電、電子、交通、郵電等領域發(fā)展迅猛，掀起了一股國內(nèi)外廠商投資的熱潮。本次畢業(yè)設計我的設計課題是按鈕分模及型面數(shù)控加工程序設計，其內(nèi)容為設計完成按鈕的曲面造型及鑄模零件圖、制定三維數(shù)控加工方案，設計加工路線，利用cam軟件編制符合數(shù)控系統(tǒng)要求的數(shù)控加工程序，并在cam軟件中進行加工的仿真演示。即要求我做出以下幾個部分：反求實物形面、三維造型、鑄模零件、數(shù)控加工以及編制加工程序。這幾個步驟是從頭至尾一環(huán)扣一環(huán)的，每一

5、個步驟都是必不可少的，每個步驟都需要認真的做好，本課題所包含的幾個部分，連接起來，其實就是一個逆向工程的過程。逆向工程則是一個“從有到無”的過程。做一個逆向設計的工作，可能比做一個正向設計更具有挑戰(zhàn)性。在設計一個產(chǎn)品之前，首先必須盡量理解原有模型的設計思想，在此基礎上還可能要修復或克服原有模型上存在的缺陷。從某種意義上看，逆向設計也是一個重新設計的過程。在開始進行一個逆向設計前，應該對零件進行仔細分析，主要考慮以下一些要點：（1）確定設計的整體思路，對自己手中的設計模型進行系統(tǒng)地分析。面對大批量、無序的數(shù)據(jù)，初次接觸的設計人員會感覺到無從下手。這是應首先要周全地考慮好先做什么，后做什么，用什么

6、方法做，主要是將模型劃分為幾個特征區(qū)，得出設計的整體思路，并找到設計的難點，基本做到心中有數(shù)。（2）確定模型的基本構成形狀的曲面類型，這關系到相應設計軟件的選擇和軟件模塊的確定。對于自由曲面，例如汽車、摩托車的外覆蓋件和內(nèi)飾件等，一般需要采用具有方便調(diào)整曲線和曲面的模塊；對于初等解析曲面件，如平面、圓柱面、圓錐面等則沒必要因為有測量數(shù)據(jù)而用自由曲面去擬合一張顯然是平面或圓柱面的曲面。只有首先掌握了這些內(nèi)容，才能真的做好逆向設計。仿制是產(chǎn)品發(fā)展的原動力，逆向工程是產(chǎn)品研發(fā)的有效途徑。逆向工程的實施過程是多領域、多學科的協(xié)同過程。逆向工程的整個實施過程包括了測量數(shù)據(jù)的采集/處理、cad/cam系統(tǒng)

7、處理和融入產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的過程。它把測量儀器、cad/cam/cae軟件、cnc機床有機而又高效地結合在一起，成為產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的一個高效、便捷的途徑。逆向工程是一項開拓性、實用性和綜合性很強的技術，逆向工程技術已經(jīng)廣泛應用到新產(chǎn)品的開發(fā)、舊零件的還原以及產(chǎn)品的檢測中，它不僅消化和吸收實物原型，并且能修改再設計以制造出新的產(chǎn)品。但同時設計過程中系統(tǒng)集成化程度比較低，人工干預的比重大，將來有望形成集成化逆向工程系統(tǒng)，以軟件的智能化來代替人工干預的不足。由于塑料模具具有很多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批生產(chǎn)中得到大批的應用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的車燈、高壓容器封頭以及航空航

8、天的精密塑料件、公路上的信息燈均需塑料模具。初略統(tǒng)計，在汽車制造行業(yè)中，有60%-70%的燈具是采用塑料模具制造工藝制成的，利用塑料模具工藝制造零件所占的勞動量為整個汽車工業(yè)勞動量的10%-15%。在電子產(chǎn)品中，塑料模具鑄造件的數(shù)量約占零件總數(shù)的50%以上。在飛機、導彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)中，塑料模具制造所占的比例也相當大。人們?nèi)粘Ｉ钪兴玫乃芰现破?，模具制造件所占的比例更大，如臉盆、水瓶、塑料餐具等都是塑料模具制造產(chǎn)品。占世界塑料產(chǎn)量60%-70%以上的板材、管材及型材，其中大部分是通過塑料模具制成成品的。在許多先進的工業(yè)國家里，利用塑料模具生產(chǎn)和模具工業(yè)得到高度的重視，例如美國和日本，

9、模具工業(yè)的產(chǎn)值已超過機床工業(yè)，模具工業(yè)已成為重要的產(chǎn)業(yè)部門。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不但發(fā)展和技術水平的不斷提高，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，已被質(zhì)量輕、剛度好件所代替。可以說，利用模具生產(chǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向，是提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成產(chǎn)成本、進行產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要保證。但是，中國塑料模具無論是在數(shù)量，還是質(zhì)量上 技術和能力等方面都有很大的進步，但與國民經(jīng)濟的發(fā)展的需求 世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需要大量進口。在總量供不應求的同時， 一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑

10、料模具也有供過于求的趨勢，并且如果模具技術能夠提高則對中國國民經(jīng)濟又恨的影響，所以對模具的研究是必要的。1.2國內(nèi)外模具技術發(fā)展及現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)方面：80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，在未來的模具市場中，塑料管件在模具總量中的比例還將逐步提高。當今世界正進行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具制造企業(yè)逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，我國正成為世界模具大國。目前我國的模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國。 近年來，外資對我國模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化，我國模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機遇

11、的同時，也將面臨巨大的挑戰(zhàn).目前我國存在一方面模具產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，一方面模具技術人員短缺的問題，這在一定程度上影響了國內(nèi)模具企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量。為解決這一問題，模具技能型人才的培養(yǎng)是關鍵，模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。隨著科學技術的發(fā)展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進制造技術。為了適應工業(yè)生產(chǎn)中多品種、小批量生產(chǎn)的需要，加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本，開發(fā)和應用快速經(jīng)濟制模技術越來越受到人們的重視。目前，快速經(jīng)濟制模技術主要有低熔點合金制模技術、鋅基合金制模技術、環(huán)氧樹脂制模技術、噴涂成形制模技術、疊層鋼板制

12、模技術等。應用快速經(jīng)濟制模技術制造模具，能簡化模具制造工藝、縮短制造周期（比普通鋼模制造周期縮短70%至90%）、降低模具生產(chǎn)成本（比普通鋼模制造成本降低60%至80%），在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟效益。對提高新產(chǎn)品的開發(fā)速度，促進生產(chǎn)的發(fā)展有著非常重要的作用。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，模具水平有了較大提高。在塑料管件模具方面已能生產(chǎn)19萬噸，上規(guī)模，高水平的企業(yè)越來越多！由于他的抗腐蝕、廉價等優(yōu)秀品質(zhì)，被應用于我國現(xiàn)代化建設的各個領域。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)醫(yī)療塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。所生產(chǎn)的這類塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平。還能生產(chǎn)厚度僅

13、為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02mm至0.05mm，表面粗糙度ra0.2微米，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10至30萬次，淬火鋼模達50至1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%至80%相比，差距較大。雖然

14、如此，我國的模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距1.2.2國外方面：我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！薄ⅰ靶《?。國內(nèi)大型、精密、復雜

15、、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，我國模具進出口之比為3.7比1，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模cad技術發(fā)展相當迅速。70年代已開始應用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設計人員可以依據(jù)理論分析并結合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模cad技術在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些

16、商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應用中不斷改進。1.3 本課題研究的只要內(nèi)容在鞏固機械類基礎課和專業(yè)課的基礎上，學習和初步掌握按鈕模具的設計方法和原理，利用ug nx三維cam軟件，設計一個給定的按鈕零件的模具分型面與模具，并對模具的材料與結構進行分析計算，確定模具制造工藝與模具材料及結構尺寸，在設計分型面后，制定三維數(shù)控加工方案，設計加工路線，選取合理的切削要素，進行cam軟件中進行加工仿真，最后得到數(shù)控加工程序。分階段完成調(diào)研，方案論證，結構設計計算與分析，ug nx三維建模，畢業(yè)設計論文寫與整理工作，通過本課題的設計與研究，了解零件模具的一般設計方法與制造工藝，學習ug nx三維cam的

17、操作使用與設計思想，掌握綜合運用所學ug nx，機械原理，機械設計，計算機輔助設計與制造等知識的能里和解決實際問題的能力，培養(yǎng)勇于實踐，開拓創(chuàng)新的精神。通過本課題的研究與設計，我了解了工藝工裝設計的全過程，學會綜合應用所學的機械原理、機械設計、制造工藝學等知識解決實際工程問題的能力，拓寬了在注塑零件的工藝與模具設計方面的知識，進一步熟悉了ug nx軟件，提高了綜合工程素質(zhì)，培養(yǎng)了我自學、勇于實踐、開拓創(chuàng)新的精神，由于這是我們初次接觸模具的相關知識，本畢業(yè)設計課題的模具設計存在一些考慮不周到不完善的地方，希望各位老師給予寶貴的意見與指導。1.4未來五年模具產(chǎn)品發(fā)展的趨勢及重點1.4.1趨勢模具技

18、術的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： 全面推廣cad/cam/cae技術模具cad/cam/cae技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及cad/cam/cae技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大cad/cam技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大cae技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使cad/cam/cae技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，

19、并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的cad數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的

20、作用。電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理

21、和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(tin、tic等)、等離子噴涂等技術。 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。1.4.2重點 大型及精密塑料模具塑料模具占模具總量近40%，而且這個比例還在不斷上升。塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具，為集成電路配套的精密塑封模具，也電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色

22、精密注塑模，為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等。目前雖然已有相當技術基礎并在快速發(fā)展，但技術水平與國外仍有較大差距，總量也供不應求，每年進口幾億美元，“十一五”期間應重點發(fā)展。 其他高技術含量的模具其他高技術含量的模具占模具總量近8%的壓鑄模具中，大型薄壁精密壓鑄模技術含量高，難度大。鎂合金壓鑄模和真空壓鑄成形模目前雖然剛起步，但發(fā)展前景好，有代表性。子午線塑膠輪胎模具也是發(fā)展方向，其中活絡模技術難度最大。與快速成型技術相結合的一些快速制模技術及相應的快速經(jīng)濟模具具有很好的發(fā)展前景。這些高技術含量的模具在“十一五”期間也應重點發(fā)展。2 零件的工藝設計2.

23、1凸模、凹模尺寸的確定結合該模具的特點，工作零件的形狀相對復雜，適宜采用數(shù)控機床3軸加工。凹模的加工較凸模困難，所有的凹?？拙谕话寄０迳希擞谶x取凹模板為制造基準件。由于零件是小于500*500的所以屬于中小型零件，長寬不超過零件的60%,高度不高于零件的10%，可以得到凸凹模的基本尺寸如下：凸模和凸凹模的基本尺寸表2-1尺寸（mm）凹模的基本尺寸(mm)凸模的基本尺寸(mm)長：73110110寬：488181高：93350表2-1凸凹模基本尺寸表2.2零件的工藝性分析制造測量器后蓋的材料是abs塑料 abs塑料-概述化學名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名稱：acrylonitr

24、ile butadiene styrene比重1.05克/cm3，成型收縮率：0.40.7%abs樹脂是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，這三者的一般比例為20:30:50（熔點為175）。其特性是由三組份的配比及每一種組分的化學結構，物理形態(tài)控制，丙烯晴組分在abs中表現(xiàn)的特性是耐熱性、耐化學性、剛性、抗拉強度，丁二烯表現(xiàn)的特性是抗沖擊強度，苯乙烯表現(xiàn)的特性是加工流動性，光澤性。這三組分的結合，優(yōu)勢互補，使abs樹脂具有優(yōu)良的綜合性能。只要改變其三者的比例、聚合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種，如增加丁二烯的組份，則其沖擊強度會得到提高，但是硬度

25、和流動性就會降低，強度和耐熱性亦變差。abs具有剛性好，沖擊強度高、耐熱、耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝，著色，還可以進行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。abs是一種綜合性能十分良好的樹脂，無毒，微黃色，在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比pvc高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在0.4%0.8%范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強后可以減少到0.2%0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑化后收縮。abs的特點：1、綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性，電性能良好。2、與372有機玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理。3、有

26、高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。4、流動性比hips差一點，比pmma、pc等好，柔韌性好。 3 運用pro/e對測量器后蓋進行分模3.1 pro/e概述在cad/cam領域，pro/engineer與autocad、catia一樣為業(yè)界所熟知。越來越多的企業(yè)采用pro/engineer進行產(chǎn)品的開發(fā)與設計，它的功能十分強大，它集多種功能模塊于一體，涵蓋了零件設計、零件裝配、零件制造、鈑金件設計、nc加工、模具開發(fā)與設計制造、有限元分析、機構運動仿真和pdm（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）等多方面。自二十世紀八十年代首次問世以來，pro/engineer就引起了人們的極大興趣，特別是受機械方面過程技術

27、人員的青睞。pro/engineer以其參數(shù)驅(qū)動（參數(shù)化）而名揚業(yè)界，并迅速廣泛應用于航空航天、機械、電子、模具、汽車和玩具等行業(yè)。pro/engineer是世界上最成功的cad/cam軟件之一，它是美國ptc公司的產(chǎn)品。該公司1985年成立于波士頓，現(xiàn)已發(fā)展為全球cad/cae/cam/pdm領域最具代表性的著名軟件公司，其軟件產(chǎn)品的總體設計思想體現(xiàn)了mda（mechanical design automation）軟件的新發(fā)展，所采用的新技術比其他mda軟件具有更多優(yōu)越性。pro/engineer的功能非常強大，為工業(yè)產(chǎn)品設計提供完整的解決方案，廣泛用于造型設計、機械設計、模具設計、加工制

28、造、機構分析、有限元分析級關系數(shù)據(jù)庫管理等各個領域。主要包括三維實體造型、裝配模擬、加工仿真、nc自動編程、有限元分析等常規(guī)功能模塊，同時也有模具設計、鈑金件設計、電路布線、裝配管路設計等專有模塊，以實現(xiàn)dfm（design for manufacturing），dfa（design for assembly）、id（inverse design）和ce（concurrent engineer）等先進的設計方法和模式。ptc公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關的概念改變了機械cad/cae/cam的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當今世界機械cad/cae/cam領域的新標準。利用該概

29、念開發(fā)出來的第三代機械cad/cae/cam產(chǎn)品，pro/engineer軟件能將設計至生產(chǎn)的全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠進行同一產(chǎn)品的設計制造工作，即實現(xiàn)所謂的并行工程。pro/engineer系統(tǒng)的主要熱癥如下。真正的全數(shù)據(jù)相關性：任何位置的修改都會自動反映到整個系統(tǒng)中所有相關位置。這樣就徹底改變了自由建模時的系統(tǒng)數(shù)據(jù)不相關，減少了修改時需要修改所有位置的麻煩。具有管理并發(fā)進程、實現(xiàn)并行工程的能力：整個pro/engineer系統(tǒng)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，使零件數(shù)據(jù)管理更加容易和科學。具有強大的裝配能力，并且可以實現(xiàn)計算機模擬加工，能夠始終遵循設計者的設計意圖，并幫助設計人員實現(xiàn)設計意圖。容

30、易使用，可以極大的提高設計效率：pro/engineer使用標準的視窗操作，易于用戶學習和使用，完成過程設計任務。pro/engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符號工程人員的設計思想與使用習慣：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)獨立于硬件，便于移植。ptc公司及時更新pro/engineer的版本，不斷地修改與更新人機交互界面，增強pro/engineer的功能，為三維cad/cae/cam軟件界帶來了強大的沖擊。目前，pro/engineer的最新版本為pro/engineer wildfire 4.0。3.2對測量器后蓋進

31、行分模此部分是在pro/e的制造模塊中進行的。測量器前蓋原型如下圖3-1 圖3-1 測量器前蓋原型首先，我們需要對造型進行裝配。在“制造”的模式下打開一個“模具型腔”新文件。從菜單管理器里加載需要裝配的參照模型，即為前面所繪制的測量器后蓋的3d圖。圖3-2 制造模具型腔進去以后要注意的就是要選取中國的mm為單位如3-3圖3-3 選取單位進去以后打開模具模型裝配模型選擇測量器后蓋為參照模型,打開以后選擇缺省裝配方式.一般注塑模具是要收縮后才能進一步加工. 通過上網(wǎng)查詢后,我了解到測量器后蓋的材料是普通的塑料abs塑料, 材料其收縮率為0.005,通過尺寸收縮后打開模具模型,創(chuàng)建工件,然后根據(jù)經(jīng)驗

32、值算出凸凹模的尺寸大小 ,然后隱藏毛坯工件. 接下來就是分模面的選取. 打開插入以后點擊模具幾何選取打開分型面曲面,然后開始選取分型面,選取分型面的時候要注意了要選取最大的截面,同時要注意不要漏選,選取完以后復制粘貼,粘貼以后要注意有孔的地方要排除曲面并填充孔如3-4 圖 3-4 分模面的選取設計分型面如圖3-5圖3-5 設計分型面延伸分型面如圖3-6圖 3-6 延伸分型面延伸周邊如圖3-7圖3-7 延伸周邊利用曲面混合如圖3-8圖 3-8 利用曲面混合凹模實體化如圖3-9圖 3-9 凹模實體化完成后的凹模如圖3-10圖3-10 完成后凹模凸模繪制可一按以上方法繪制這里就不贅述了，下面這個方法

33、不叫簡便所以拿出來大家分享一下。分別復制零件和改畫好的凹模的全部面粘貼后得到復制面1面2，然后分別點擊面-編輯-實體化-去除材料-完成。然后點擊面2-編輯-實體化-去除材料完成。就可得到凸模.凸模為如圖圖3-11圖 3-11 凸模凸凹模的分解視圖如圖3-12圖 3-12凸凹模分解試圖最后，將要加工的模具部件保存為igs格式，這樣就可以導入到nx軟件中進行數(shù)控加工和編程。4測量器前蓋ugnx 三維數(shù)控加工工藝方案的制定4.1 ugnx cam概述ug nx是由美國cnc software公司推出的基于pc機平臺的cad/cam一體化軟件，由于其卓越的設計及加工功能，在世界上擁有眾多的忠實用戶，被

34、廣泛應用于機械、電子、航空等領域。目前在我國制造業(yè)及教育業(yè)界，ug nx由于其出色的表現(xiàn)，有著極為廣闊的應用前景。ug nx是目前功能最為強大的cad/cam軟件，在汽車、航天、接卸制造等行業(yè)應用十分廣泛，特別是在模具行業(yè)。它的特點是：a靈活的建模方式。采用復合建模技術，將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模及參數(shù)化建模融為一體。b參數(shù)驅(qū)動，形象直觀，修改方便。c曲面設計以非均勻有理b樣條曲線為基礎，可用多種方法生成復雜曲面，功能強大。d良好的二次開發(fā)環(huán)境，用戶可以用過種方法進行二次開發(fā)。e只是驅(qū)動自動化（kda），便于獲取和重新使用知識。4.2 ug nx的功能模塊ug nx功能非常強

35、大，涉及到工業(yè)設計與制造的各個方面，是業(yè)界最好的工業(yè)設計軟件之一。ug nx整個系統(tǒng)有大量的模塊所構成，可以分為以下四大模塊。gateway模塊cad模塊 (1)建模模塊 (2)制圖模塊 (3)裝配模塊 (4)wave模塊 (5)模具設計 (6)工業(yè)設計模塊cam模塊cae模塊 (1)結構分析模塊(2)運動分析模塊(3)注塑流動模塊4.3 ugnx cam的加工模塊 ug nx系統(tǒng)提供了多種加工各種復雜零件的粗、精加工，用戶可以根據(jù)零件結構、加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類型。在每種加工類型中包含了多個加工模板，應用各加工模板可快速建立加工操作。在交互操作過程中，用戶可在圖形方式下交

36、互編輯刀具路徑，觀察刀具的運動過程，生成刀具位置源文件。同時應用其可視化功能，可以在屏幕上顯示刀具軌跡，模擬刀具的真實切學過程，并通過過切檢查和參余材料檢查，檢查相關參數(shù)設置的正確性。ugnx提供了強大的默認加工環(huán)境，也允許用戶自定義加工環(huán)境。選擇合適的加工環(huán)境，用戶在創(chuàng)作加工操作的過程中，可繼承加工環(huán)境中以定義的參數(shù)，不必在每次創(chuàng)建新的操作時重新定義，從而避免了重復勞動，提高操作效率。在加工基礎模塊中有以下加工類型：1 .點位加工2.平面銑削3.型腔銑削4.固定軸曲面輪廓銑削5.可變軸曲面輪廓銑削6.順序銑削7.線切割加工4.4 ugnx cam的加工在利用ug nx加工電話面板之前，要熟悉

37、ug nx加工模塊的基本應用以及面銑、平面銑、區(qū)域銑、角清根、2.5軸加工和3軸加工的應用4.5工件分析測量器后蓋是由周邊、凹槽、凸臺以及曲面的零件。形狀比較簡單，需要進行表面精加工和凹槽的粗、精加工，側(cè)壁的精加工、底面精加工和角清根。4.6工藝分析a、工件安裝將工件放在墊塊上，用平寇鉗夾緊.b、加工坐標系x：取模型x方向的中心。y：取模型y方向的中心。z:毛坯的主平面即型腔的頂平面加工工步表如表4-1工步刀具主軸轉(zhuǎn)速進給量粗加工d36r6的圓鼻刀800r/min1200mm/min粗加工d25r5的圓鼻刀1000r/min1200mm/min半精加工d16r4的圓鼻刀1200r/min120

38、0mm/min精加工d10的圓鼻刀1200r/min1200mm/min精加工d6r1的圓鼻刀2500r/min800min/min區(qū)域銑b3球刀4000r/min800mm/min清角b1清角刀4000r/min1200mm/min表 4-1加工工步表工步安排分析該零件的結構可以看出，主要成型部分的4個側(cè)面都是非常陡峭的垂直面，因此在精加工時采用單一的等高切削方式進行加工。這樣編程工作也簡便得多。按照“粗加工再次粗加工半精加工精加工再次精加工清角根”的一般加工順序，對測量器后蓋進行整體的粗加工，側(cè)面精加工和臺階清角加工，突起清角加工。在粗加工時，選用型腔銑的平行走刀方式進行加工；側(cè)面精加工和

39、臺階精加工以及突起精加工均選用等高輪廓銑方式進行加工。首先要進行粗加工，將大部分余量切除。粗加工采用型腔銑的方式進行加工，走刀方式選擇平行雙向走刀，每層切削深度最大為1。粗加工時選用d36r6的圓鼻刀，主軸速度為800r/min，機床進給為1200mm/min。粗加工后，留有余量0.3mm,為加工達到要求的零件，對凹模再進行粗加工。零件側(cè)面進行精加工使用d25r5的圓鼻刀。采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床進給為1200mm/min。然后對凹模再進行半精加工加工，在半精加工時使用的d16r4的圓鼻刀，采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為

40、1200r/min，機床進給為1200mm/min。接下來是第一次精加工,用的是d10讓德圓鼻刀. 采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min，機床進給為1000mm/min。最后一次精加工,道具為d6r1, 采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為2500r/min，機床進給為800mm/min。在進行區(qū)域銑，采用b3的球頭刀，采用等高方式進行加工，設置主軸轉(zhuǎn)速為4000r/min，機床進給為800mm/min。在零件中有很多臺階需要清角，由于前面的使用的圓角刀將無法加工到位， 因此需要創(chuàng)建一個操作用以清角。清角加工使用刀具是b1的清角刀，采用等該的方

41、式進行加工，設置主軸轉(zhuǎn)速4000r/min，機床進給量為1200mm/min。初始化設計a、打開模型并進入加工模塊a、打開模型文件b、檢視模型c、進入加工模塊d、設置加工環(huán)境e、創(chuàng)建幾何體f、選擇部件幾何體g、創(chuàng)建刀具b、創(chuàng)建粗加工操作a、創(chuàng)建型腔銑操作b、確定父節(jié)點組c、確定幾何體d、設置操作參數(shù)e、生成刀路軌跡并檢視c、上蓋凹模的側(cè)面精加工a、創(chuàng)建等高輪廓銑操作b選擇裁剪幾何體c、設計操作參數(shù)d、生成刀路軌跡并檢視d、臺階清角加工a、復制和粘貼b、修改參數(shù)c、生成刀路軌跡并檢視e、利用ug nx cam進行仿真演示，然后經(jīng)過后只處理得到電話面板型面模具數(shù)控加工程序。4.7數(shù)控加工及編程1對

42、凹模主體進行數(shù)控加工打開ug4.0軟件進入建模環(huán)境。如圖4-2圖4-2 進入加工環(huán)境2創(chuàng)建幾何體如圖4-3圖4-3創(chuàng)建幾何體3.進入加工環(huán)境,采用三軸加工4.設定加工坐標系和工件坐標系重回如圖4-4圖 4-4 重回坐標系 5.定義毛坯,隱藏毛坯如圖4-5圖4-5 隱藏毛皮6.編輯三維加工步驟：首先要進行粗加工，將大部分余量切除。粗加工采用型腔銑的方式進行加工，走刀方式選擇平行雙向走刀，每層切削深度最大為1。粗加工時選用d36r6的圓鼻刀，主軸速度為800r/min，機床進給為1200mm/min。 7.定義部件,選擇輪廓銑如圖4-6圖4-6 區(qū)域銑8.設置參數(shù)如圖4-7 圖4-7 設置參數(shù) 9

43、.定義刀具10.裁剪選底面,選擇跟隨工件11. 裁剪選底面,選擇跟隨工件,恒定.步距為17如圖4-8設置進給退刀a.選方式:優(yōu)先層方式 b.進刀方式選:heliacl,進刀角度10自動退刀選直線,重合步距為0圖4-8設置參數(shù)12設置切削如圖4-9選擇strategy,選擇后再選程度優(yōu)先,選擇順銑,然后再選余量圖4-9設置切削用量選完以后再點stoke,側(cè)面余量選0.4，底面0.2,如圖4-10圖 4-10 側(cè)面量選擇 13.設定進給量 主軸為800r/min如圖4-11 圖 4-11 設定進給量14.定進給300mm/min切削為600mm/min如圖4-12 圖4-12設置切削用量顯示刀具路

44、徑如圖4-13圖 4-13 顯示刀具路徑粗加工后，留有余量0.3mm,為加工達到要求的零件，對凹模再進行粗加工。零件側(cè)面進行精加工使用d25r5的圓鼻刀。采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床進給為1200mm/min。然后對凹模再進行半精加工加工，在半精加工時使用的d16r4的圓鼻刀，采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床進給為1200mm/min。第二步路徑如圖4-14圖4-14 第二步路徑圖接下來是第一次精加工,用的是d10讓德圓鼻刀. 采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床

45、進給為1200mm/min。最后一次精加工,道具為d6r1, 采用等高方式進行加工，切削深為0.5，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床進給為1200mm/min。在進行區(qū)域銑，采用b3的球頭刀，采用等高方式進行加工，設置主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，機床進給為1200mm/min。在零件中有很多臺階需要清角，由于前面的使用的圓角刀將無法加工到位， 因此需要創(chuàng)建一個操作用以清角。清角加工使用刀具是b1的清角刀，采用等該的方式進行加工，設置主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，機床進給量為1200mm/min。15.輪廓銑完如圖4-15圖 4-15 輪廓銑16.是區(qū)域銑如圖4-16 4-17 圖4-16

46、 區(qū)域銑參數(shù)設置 圖4-17 區(qū)域銑17.最后一步是清角加工完以后進行模擬加工看加工程序是否符合要求最好根據(jù)加工路線后置處理得到編程程序.5總結 我們畢業(yè)設計小組在趙險峰和劉海岷老師的指導和帶領下通過翻閱資料、查看圖紙和洛陽一拖集團工廠參觀實習，使我們學到了與模具相關的很多知識。在這將近三個月的畢業(yè)設計時間里，我們在趙險峰和劉海岷老師的指導下順利地完成畢業(yè)設計的任務。通過這次畢業(yè)設計，不僅綜合了我們所學的知識，使我們對所學的知識進行回憶、溫習、查漏補缺，更重要的是通過畢業(yè)設計拓寬我們對模具設計、制造等方面方面知識，而且使我對ug和cad進行了更深入的學習，加深了對一些命令的用法。這個課題的時候

47、主要用到兩個軟件，pro/e和ug，剛開始接觸這兩個軟件的時候完全都不知道如何運用這兩個軟件，經(jīng)過后來慢慢的學習慢慢的摸索才開始入門，其實這個過程也告訴我們世上無難事只怕有心人，在學習上我們更應該秉承這種態(tài)度.這一學習的過程培養(yǎng)我們自學和運用所學的知識解決實際工程問題的能力和勇于實踐、開拓進取創(chuàng)新的精神，以及認真負責、踏實細致的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，強化質(zhì)量意思和時間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。為我們即將踏上工作崗位邁出了人生重要的一步。6謝辭 從這學期一來，我們就開始慢慢的準備畢業(yè)設計，到今天，畢業(yè)設計已經(jīng)完成了，這一切也快要落下帷幕了，回望幾個月來自己走過的路發(fā)現(xiàn)自己又成長了不少。畢業(yè)設

48、計不但是一個考驗，也是一個鍛煉的機會。它綜合了大學學過的很多知識，也包括了一些現(xiàn)在社會上最熱門的知識，把普通的書本知識和社會知識有效的融合在一起，也開拓了我的視野增長了我的見識。在這里我要感謝在畢業(yè)設計中認真負責指導我的趙險峰和劉海岷老師，從畢業(yè)設計題目的確定，到部分參考資料的收集和畢業(yè)設計過程中的指導，再到對各種文稿的審閱與指導，趙老師都是認真負責地指導我，才使我能順利的完成任務。同時感謝三年來所有給予我?guī)椭徒虒У睦蠋焸?，正是他們的教導使我奠定了做好這次畢業(yè)設計的理論基礎。還要感謝本專業(yè)的胡葛同學和江子斌同學，因為他們懂的不少pro/e和ug的知識，在我設計的過程中給了我不少好的建議和意見

49、，幫助我進行設計。還有本組的何東同學，他在我遇到不懂的問題時能夠和我一起討論解決，收集的有用的資料也都拿出來我們一起學習，還有周圍給我?guī)椭完P心的同學們，在這里衷心的對你們說一句:謝謝你們!最后，要感謝學校和系里給了我這次畢業(yè)設計的機會，它鍛煉了我，也令我有了新的成長，讓我學習到了新的知識和新的理論。感謝各位的細心栽培，我相信自己一定不辜負各位的希望，將來在社會上做出一翻有前途的事業(yè)。7參考文獻1 塑料模設計手冊編寫組.塑料模設計手冊(第三版).機械工業(yè)出版社，2002.7 2 周斌興等.塑料模具設計與制造實訓教程.國防工業(yè)出版社.2006 3 馮如設計在線等.pro/engineer野火版4

50、.0模具設計從入門到精通.人民郵電出版社.2009.1 4 衛(wèi)兵工作室等.ug nx 數(shù)控加工實例教程.清華大學出版社.2006.6 8.附錄程序n0010 o0001n0020 g40 g49 g80 g90 g54n0030 g91 g28 z0.0n0040 t01 m06n0050 g00 g90 x10.451 y9.549 s1200 m03n0060 g43 z1.6 h01n0070 z-6.94n0080 g01 z-9.943 f600. m08n0090 y-19.549 f800.n0100 x10.549 z-9.939n0110 y9.549n0120 x10.45

51、1 z-9.943n0130 x10.351 z-9.948n0140 y-19.649n0150 x10.649 z-9.935n0160 y9.649n0170 x10.351 z-9.948n0180 y9.549n0190 x10.251 z-9.952n0200 y-19.749n0210 x10.749 z-9.93n0220 y9.749n0230 x10.251 z-9.952n0240 y9.549n0250 x10.151 z-9.956n0260 y-19.849n0270 x10.849 z-9.926n0280 y9.849n0290 x10.151 z-9.956n

52、0300 y9.549n0310 x10.051 z-9.961n0320 y-19.949n0330 x10.949 z-9.921n0340 y9.949n0350 x10.051 z-9.961n0360 y9.549n0370 x9.951 z-9.965n0380 y-20.049n0390 x11.049 z-9.917n0400 y10.049n0410 x9.951 z-9.965n0420 y9.549n0430 x9.851 z-9.969n0440 y-20.149n0450 x11.149 z-9.913n0460 y10.149n0470 x9.851 z-9.969n0480 y9.549n0490 x9.751 z-9.974n0500 y-20.249n0510 x11.249 z-9.908n0520 y1