機械工程設(shè)計論文-手機前蓋的proe造型、模具設(shè)計、NC加工

1、蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院08數(shù)控技術(shù) 80109328 蘇明 指導(dǎo)老師：陳杰PAGE PAGE 29蕪 湖 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Wuhu Institute of Technology畢 業(yè) 設(shè) 計題 目 手機前蓋的pro/e造型、模具設(shè)計、NC加工 姓 名 蘇明 學(xué) 號 80109328 系 機械工程系 年 制 3 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 3 2011 年 5 月 蕪 湖 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書2008 2011學(xué)年 機械 系 數(shù)控 專業(yè)編號 80109328 批準(zhǔn)日期學(xué)生 蘇明 系 主 任1.設(shè)計題目：手機前蓋的pro/e造型、模具設(shè)計、NC加工2.原始資料：來源于生

2、活中的手機，及自己想像進行設(shè)計指 導(dǎo) 教 師 評 語 簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)完成清單說明書：1份1共 31 頁；圖 紙：共 10 張，其中裝配圖 1 張，零件圖 9 張； 電子文檔：文件夾 1 個； 文 檔 2 個； 內(nèi) 容： 手機前蓋的pro/e造型 手機前蓋的pro/e模具設(shè)計 手機前蓋的pro/eNC加工 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 手機前蓋的pro/e造型、模具設(shè)計、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 80109328 及 姓 名 蘇明 指導(dǎo)老師 姓名 陳杰 2011 年

3、 5 月目錄摘要7第一章：畢業(yè)論文內(nèi)容概論8第二章：手機建模12第三章：手機前蓋的模具設(shè)計17第四章：手機前蓋的NC加工26第五章：小結(jié)17參考文獻28摘要畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)知識的綜合運用的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。是我們對以前所學(xué)的理論知識和技能的一次綜合性訓(xùn)練。是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨立從事模型設(shè)計工作的初步嘗試，其基本目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能應(yīng)對和處理問題的能力，是學(xué)生對三年所學(xué)知識和技能進行系統(tǒng)化、綜合化運用、總結(jié)和深化的過程。通過考察、立題、收集素材、設(shè)計方案、工藝制作等過程，檢查學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力、實踐能力和掌握技藝的深度知識的綜合運用。本次設(shè)計的課

4、題是手機前蓋的建模、模具設(shè)計和NC加工。CAD技術(shù)的發(fā)展極大的改變了人們的設(shè)計方法和手段，更為重要的是CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用顯著提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量，大大降低了設(shè)計師的勞動強度，特別是三維CAD技術(shù)的日益廣泛應(yīng)用使其體現(xiàn)得更為明顯。在此次設(shè)計中，主要用到所學(xué)的Pro/E軟件，以及機械設(shè)計等方面的知識。以手機前蓋著重說明了Pro/E從建模到模具設(shè)計，再到NC加工的一般流程。這次畢業(yè)設(shè)計的主體部分共五章，具體內(nèi)容如下：第一章：主要介紹本論文中涉及到的銑削、車削、電火花加工的特點：第二章：主要介紹了用Pro/E軟件設(shè)計手機的基本思路和流程(配有圖樣)師，在戴給予的幫助是不能分離的。此次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)

5、老師是戴曉東；第三章：主要介紹了用Pro/E軟件設(shè)計手機前蓋模具的基本思路和流程(配有圖樣)師，在戴給予的幫助是不能分離的。此次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師是戴曉東；第四章：主要介紹了用Pro/E軟件加工手機前蓋模具凹凸模部分的基本思路和流程(配有圖樣)師，在戴給予的幫助是不能分離的。此次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師是戴曉東；由于時間緊迫、能力有限畢業(yè)設(shè)計中會有很多不妥之處敬請老師批評指正，在此感謝老師和同學(xué)的幫助，特別是陳杰老師的悉心指導(dǎo)，在此表示感謝！第一章 畢業(yè)論文內(nèi)容概論此畢業(yè)論文在模型設(shè)計、模具設(shè)計中比較簡單，但在NC加工中涉及到銑削、車削及電火花加工，因此先對這三種加工進行介紹：銑削加工特點：生產(chǎn)率高

6、、刀齒熱條件好、銑削時容易產(chǎn)生振動車削加工特點：適應(yīng)能力強，適于多批量零件的加工、加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、減輕勞動強度，改善勞動條件、具有較高的生產(chǎn)率和較低的加工成本。電火花加工特點：1、脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。 2、脈沖放電持續(xù)時間極短，放電時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴散范圍小，材料受熱影響范圍小。 3、加工時，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，因此，工具電極制造容易。4、改革工件結(jié)構(gòu)，簡化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動強度。 第二章

7、手機建模設(shè)置工作目錄打開Pro/ENGINEER3.0的界面窗口，選擇【文件】【設(shè)置工作目錄】選擇叫“建模”（先前建好）的文件夾，然后單擊【確定】。點擊【文件】【設(shè)置工作目錄】命令 ，在合適的位置設(shè)置工作目錄。2.建立手機新文件 選擇【文件】【新建】命令，在【新建】對話框中選擇【零件】類型，建立part0001.prt的文件。單擊【確定】按鈕，進入零件建模界面。3.建模流程如圖2-1所為最終成品圖：圖2-1步驟1：構(gòu)思想利用可變剖面掃描創(chuàng)建手機的基本模型。草繪可變剖面掃描軌跡步驟2：進入可變剖面掃描界面，掃描軌跡的選取如圖2-2圖2-2步驟:3調(diào)用高級命令：點擊工具菜單選項，進入選項菜單，點擊

8、，在當(dāng)前進程中選取，然后如圖選擇yes，點擊添加/更改，最后應(yīng)用、確定。步驟4：利用圓頂剖面對手機上表面做修飾。點擊插入菜單高級圓頂剖面，進入圓頂剖面后先點擊鼠標(biāo)中鍵，然后選中可變剖面掃描的上表面，再選擇front面草繪如圖2-3所示的曲線圖2-3單擊中鍵選擇right面草繪如圖2-4所示的曲線圖2-4最后確定。從right視圖觀看圓頂剖面結(jié)果如圖2-5圖2-5步驟4：拔模點擊進入拔模界面點擊拔模曲面，選擇模型的四面；再點擊拔模樞軸，選擇模型的底部，設(shè)定拔模角度為5度。步驟5：抽殼。在抽殼中選擇底部為移除面。步驟6：唇。在高級命令中選擇唇命令選擇建立唇的面選擇偏移的曲線設(shè)定唇的高度和厚度。步驟

9、7：設(shè)計手機的按鍵區(qū)域。選擇圓頂剖面的上表面編輯菜單偏移選擇草繪，草繪如圖2-6所示圖2-6單擊確定，設(shè)置厚度。步驟8：倒圓角。步驟9：利用拉伸去除材料、拔模、偏移設(shè)計按鍵區(qū)。步驟10：設(shè)計顯示屏。對于屏幕的形狀設(shè)計，想設(shè)計的比較有創(chuàng)意，而且比較卡通畫，所以顯示屏的形狀像動物的頭像。如圖2-7圖2-7但在對嘴和耳朵的設(shè)計過程中遇到了些問題。比如在嘴的設(shè)計中，嘴的形狀是橢圓形的，在進行掃描的時候無法進行，其原因是掃描時在橢圓的長軸處圓弧曲率太大，掃描無法進行，所以此處草繪了兩個橢圓，而每個橢圓去3/4即可。而對于耳朵的設(shè)計則不能利用掃描命令進行，因為掃描命令只有一個截面，而顯示屏是曲面，掃描后的

10、結(jié)果不理想。于是選用混合掃描里的切口命令。步驟11：耳朵處的孔的設(shè)計。對于耳朵處的孔的設(shè)計不能用簡單的陣列處理。因為此處孔的排列是無規(guī)則的，所所以用陣列中的曲線陣列，陣列結(jié)果如圖2-8圖2-8步驟12：設(shè)計卡扣和螺紋孔。對于螺紋孔標(biāo)注的處理應(yīng)先創(chuàng)建層，把螺紋孔的標(biāo)注隱藏。步驟13：對手機上蓋其它地方的細處理。步驟14：按鍵、顯示屏屏幕、后蓋的的設(shè)計，其裝配圖如圖2-9圖2-9第三章 手機前蓋的模具設(shè)計步驟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)文件夾中步驟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【

11、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，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。步驟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。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)建好的模具模型步驟4：零件叢溫度較高

12、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%。此時屏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。步驟5：通過【模具模型】【創(chuàng)建】【工件】自動創(chuàng)建毛坯，步驟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，復(fù)制，裙邊等，在這里，我主要用到了復(fù)制和裙邊兩種方法。分析，考慮到，手機前蓋上有很多按鍵

13、孔，如果用抽芯的方法抽出來的軸式橢圓形的，不易用車床加工，而在銑床上加工則比較費事費力而且經(jīng)濟消耗比較大所以想直接在凸模上加工，因此此處應(yīng)用復(fù)制。而對于顯示屏上的則用裙邊曲面。第一步：設(shè)計主分型面。因為手機前蓋內(nèi)側(cè)粗糙度要求很高，所以把主分型面設(shè)計在了手機前蓋殼體內(nèi)側(cè)。復(fù)制手機前蓋內(nèi)表面的所有曲面，并粘貼，并在粘貼狀態(tài)下，點擊【選項】，其在此處不易選擇填充孔，因為這樣會把按鍵的凸臺留在凹模上，不易于加工，所以在復(fù)制手機外殼的外表面，然后粘貼、復(fù)制并填充孔。再把兩次復(fù)制的結(jié)果合并如圖3-1圖3-1第二步：利用裙邊曲面創(chuàng)建分型面。先點擊，創(chuàng)建側(cè)面影像曲線，如圖3-2所示為創(chuàng)建側(cè)面影像的窗口 圖3-

14、2 在創(chuàng)建側(cè)面影像曲線時點擊環(huán)路選擇后進行環(huán)的選取，如圖3-3為所要選取的曲線圖3-3側(cè)面影像曲線創(chuàng)建好后，選取曲線的一段，然后在編輯中進入裙邊曲面的創(chuàng)建，如圖3-4所示為裙邊曲面創(chuàng)建的窗口圖3-4在裙邊曲面的創(chuàng)建中，對于環(huán)路閉合的選擇最好選擇通用規(guī)則，而在閉合類型中最好選擇中間曲面，然后設(shè)置中間平面離側(cè)面影像曲線的距離。結(jié)果如圖3-5圖3-5第三步:延伸創(chuàng)建分型面第四步：滑塊的創(chuàng)建對于卡扣的創(chuàng)建讓人很快就想到直接用滑塊命令創(chuàng)建，但此處不宜用滑塊創(chuàng)建，因為創(chuàng)建滑塊的地方為了便于加工而都設(shè)計成圓角了，直接用滑塊，計算機無法計算。所以也要通過復(fù)制、拉伸創(chuàng)建分型面。如圖3-6所示為復(fù)制的分型面圖3-

15、6對復(fù)制的曲面進行修建如圖3-7圖3-7最后進行拉伸、合并，如圖3-8所示圖3-8第五步：利用復(fù)制創(chuàng)建創(chuàng)建抽芯分型面。步驟七：分割得到兩個模具體積塊、鑄模、分解如圖3-9圖3-9第四章 手機前蓋的NC加工在模具設(shè)計中分出凸模、凹模、軸、滑塊，所以在NC加工中需要對凸模、凹模、軸、滑塊進行NC加工處理，在此僅對凸模、凹模進行NC加工。 凸模的NC加工對于凸模的加工有兩種方式：方式一：而另一種則是根據(jù)零件加工工藝來進行處理，如粗加工、重新粗加工、精加工、光整加工。方式二：一種是根據(jù)模具的特征來進行處理，其中主要用到表面銑削、輪廓銑削、曲面銑削等。方式一打開PRO-E后，新建一個NC加工界面，過程是

16、：點擊新建圖標(biāo)制造NC組件，并選擇公制。這樣就創(chuàng)建了一個NC加工界面。1. 調(diào)入?yún)⒄漳Ｐ瓦M入PRO/E NC加工界面后，單擊【制造】【制造模型】【裝配】【參照模型】，選擇手機模具的凸模，手機凸模調(diào)進來后，選擇【缺省】。2. 工件的創(chuàng)建依次通過【制造模型】【工件】【創(chuàng)建】，利用拉伸加材料來進行工件的創(chuàng)建。3. 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。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，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，選擇三軸銑床，點擊確認，機床設(shè)置完畢。加工零點的設(shè)置

17、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，選擇毛坯的前面和上平面的交線、右邊面和上表面的交線創(chuàng)建工件坐標(biāo)系，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。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5.點擊確定，退刀平面設(shè)置完畢。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。4. 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

18、料切減材料】。它是NC加工中最重要的部分。加工設(shè)置中的加工工序卡、刀具卡如圖4-1圖4-1NC加工中加工設(shè)置的步驟:刀具設(shè)置在【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，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，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，點擊【設(shè)置】彈出一個參數(shù)數(shù)對話框，窗口設(shè)置參數(shù)數(shù)設(shè)置好后，又會出現(xiàn)一個【定義窗口】的菜單，如圖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，選擇其選項下拉菜單中的在圍線上結(jié)果如圖4-2：圖4-25.粗加工NC檢測6.重點介紹

19、：打孔孔的選擇及設(shè)定孔的深度設(shè)定打孔NC檢測精加工NC檢測方式二方式二中序列設(shè)置之前的內(nèi)容和方式一中一樣。1.輪廓銑削一、刀具設(shè)定二、參數(shù)設(shè)置 設(shè)置引導(dǎo)半徑引導(dǎo)半徑設(shè)置后屏幕演示三、輪廓銑削的創(chuàng)建如圖選取手機的輪廓，復(fù)制、粘貼復(fù)制后對復(fù)制的曲面進行延伸如圖在進行曲面的選取時選取復(fù)制和延伸后的曲面。四、輪廓加工的NC檢測2.利用體積塊進行粗加工體積塊的粗加工、打孔與方式一中的粗加工、重新粗加工類似，這里就不做紹了3.曲面的精加工曲面的精加工刀具設(shè)定和參數(shù)設(shè)置與方式一中的精加工一樣，所以制作曲面的選取如圖選取曲面然后復(fù)制、粘貼并填充孔對曲面切削的定義如圖精加工NC檢測第二節(jié) 凹模的NC加工對于凹模

20、的加工在此只介紹方式一進行。如圖示凹模NC加工的刀具卡及加工工序卡：凹模NC檢測如圖第三節(jié) 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4-30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：我認為方式一與方式二的優(yōu)缺點：方式一優(yōu)點：方式一是按照加工工藝進行的，設(shè)置過程簡單、方便而且生成的程序較小，也就是說加工效率更高。缺點：在實際加工過程中容易出現(xiàn)過切現(xiàn)象。方式二優(yōu)點：方式二是按照零件的特征進行