毕业设计论文仅供参考

1、安徽机电职业技术学院毕 业 论 文论文题目鼠标凸凹模型腔3d造型与模具设计系 别 数控工程系 专 业 数控技术与应用 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2010 2011 学年 第 一 学期 摘要摘要内容 在鼠标曲面的设计中，选择曲面建模功能强大的pro/engineer来完成鼠标凸、凹模型腔造型；在模具设计与制造过程中，选择塑料模具设计功能强大的ug软件来完成鼠标凸、凹模具零件（型芯/型腔）；在加工过程中，选择专业数控加工软件mastercamx，用它来完成计算机的模拟加工；再通过软件进行刀路模拟，实体验证等操作，用来确定加工过程的正确性；最后由mastercamx的后处理程序生成加工用的n

2、c代码，由数控铣床进行数控加工。关键词：曲面造型、ug模具设计、mastercamx、数控加工、nc目录目 录1第1章 绪论2第2章 设计任务2第3章 基于 pro/engineer软件的三维造型3第4章 基于ug5.0软件的模具设计18第5章 基于mastercam软件的模拟加工36结束语44参考文献45 第一章 绪论 模具cad/cam系统的集成关键是建立单一的图形数据库，在cad、cam、各单元之间实现数据的自动传递与转换，使cam阶段完全吸收cad阶段的三维图形，减少中间建模的时间与误差；借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度、金属液体在模具中的流动情况及模具工作工程中的温度分布情况

3、等进行反复修改和优化，将问题发现与正式生产前，大大缩短制模具时间，提高模具加工精度。 pro/engineer软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术，具备概念设计、基础设计和详细设计的功能，为零件的集成制造提供了优良的平台。 建立零件的几何模型是实现数控加工的基础，pro/engineer具有进行二维或三维的设计功能，具有较强（cad）绘图功能。ug moldwizard是针对注塑模具设计的一个过程应用。型腔和模架库的设计统一到一个前后关联的过程中。moldwizard 为建立型腔、型芯、滑块、顶块装置和嵌件提供了高级建模工具，以便快速方便地生成相关的三维实体。由于软件系统内设置了许多数

4、据转换档，可以将各种类型的图形文件的图形转换至ug moldwizard系统，再将ug类型的图形转换至mastercam系统上使用。第二章 设计任务当今世界，随着互联网的发展，电脑在人们生活中越来越普及，越来越重要，当然它的相应设备鼠标也是必不可少。鼠标的英文原名是“mouse”，这是一个很难以翻译的单词，很多人对于这个词有很多的理解，比如“滑鼠”、“电子鼠”等。鼠标是一种移动光标和实现选择操作计算机输入设备。随着“所见即所得”的环境越来普及，使用鼠标的场合越来越多。它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而

5、达到指示位置的目的。 1968年12月9日，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是douglas englebart博士。englebart博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。他制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是由它底部的小球带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计算机处理，屏幕上的光标就可以移动。自此，鼠标和pc就结下了那种难以用言语表达的不解之缘。这款鼠标的鼻祖与今天的鼠标结构大不相同，甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作。目前市场上流行的鼠标主要有三种，机械鼠标（半光电鼠标）、轨迹球鼠标和光电鼠标。造型漂亮、美

6、观的鼠标能给人带来愉悦的感觉，有益于人的心理健康，从这个角度讲，其中有一种“绿色”的含义。例外，如果鼠标外形能让人“爱不释手”也能提高操作者或孩子学习电脑的兴趣。一般的用户使用标准的二键或三键鼠标就足够了。对于经常进行如cad/cam/cae设计、三维图像处理、ps图像技术、玩游戏等的用户，使用这款高级鼠标就可以带来操作的高效率。广义地说，一个“好”的鼠标应该是外形美观、手感舒适、按键干脆、定位精准、辅助功能强大、服务完善、价格合理。 本文以如图1-1鼠标外壳零件为对象，对其在pro/engineer系统进行三维模型的造型。图1-1第三章 基于pro/engineer软件的三维造型 1.选择菜

7、单栏中的【文件】/【新建】命令建立新的文件，在【类型】栏选择【零件】模块，在【子类型】栏选择【实体】模块，在名称输入栏输入文件名“sbwk”，并取消【使用缺省模板】复选框的勾选，单击【确定】按钮，如图3-1所示。图3-1 2.在【模块】栏选择公制零件设计模板“mmn part solid”，单击【确定】按钮。系统启动零件设计模块，如图3-2所示.，并在界面顶部显示当前零件文件为“dianhua”。图3-2 3.单击工具栏中的【草绘工具】按钮，系统会弹出【草绘】对话框，如下图3-3所示，选择top基准面为草绘平面，系统自动选择right基准面为草绘视图方向参照，在方向栏设置为【右】，单击【草绘】

8、按钮。图3-3 4.绘制剖面特征，并标注其尺寸，将其修改为如图3-4所示。单击特征工具栏中剖面确定按钮，结束剖面绘制。图3-4 5.单击工具栏的【草绘工具】按钮，系统会弹出【草绘】对话框，选择front基准面为草绘平面，系统自动选择right基准面为草绘视图方向参照，在方向栏设置为【右】，单击【草绘】按钮。 6.绘制剖面特征，并标注其尺寸，将其修改为如图3-5所示。单击特征工具栏中剖面确定按钮，结束剖面绘制。图3-5 7.单击工具栏中的【基准点工具】按钮，弹出【基准点】对话框，设置4个新点，如下图3-6所示。单击【确定】按钮完成设置基准点。图3-6 8.单击工具栏中的【插入基准曲线】，弹出【菜

9、单管理器】对话框，选择【经过点】，点击已设置的4个新点，经过旋转和视觉调整，修改成如下图3-7。单击【完成】按钮。图3-7 9.单击工具栏中的【草绘工具】按钮，系统会弹出【草绘】对话框，选择top基准面为草绘平面，系统自动选择right基准面为草绘视图方向参照，在方向栏设置为【右】，单击【草绘】按钮。 10.绘制剖面特征，并标注其尺寸，将其修改为如图3-8所示。单击特征工具栏中剖面确定按钮，结束剖面绘制。图3-8 11.选择菜单栏中的【插入】/【扫描】/【伸出项】命令，出现扫描特征选项，系统弹出【扫描轨迹】对话框。 12.选择【扫描轨迹】菜单中的【草绘轨迹】命令。定义扫描轨迹的草绘平面及垂直参

10、考面：选择【平面】命令，选择front基准面作为草绘面，选择【正向】Ø【右】命令，选择right基准平面作为参考面。 13.进入草绘环境后，单击工具栏上的【通过边创建图元】，选取如图3-9所示的曲线段，选取之后确定按钮，完成草绘轨迹。图3-9 14.创建扫描特征的截面：绘制并标注图3-10所示的扫面截面草图，完成后单击草绘工具栏中的“完成”按钮。图3-10 15.单击扫描特征信息对话框下部的【确定】按钮，完成扫描特征的创建，如图3-11所示。图3-11 16.选择菜单栏中【编辑】/【投影】命令，系统提出“选取要投影的曲线或边链”，选取图3-8的曲线之后，系统提出“选取一组曲面，以将曲

11、线投影到其身上”，选取图3-11的曲面，在方向栏上设置为【沿垂直于曲面】，单击“完成”按钮，如图3-12所示。图3-12 17.点击图3-12的曲面，选择下拉菜单【编辑】/【修剪】命令，在系统“选取任意平面、曲线链或曲面一用作修剪对象。”的提示下，选取图3-12的红色曲线；确认要保留部分，一般采用默认的箭头方向；在操控板中单击按钮，预览修剪的结果，如图3-13；单击按钮，则完成修剪。图3-13 18.单击工具栏上的【创建基准点】按钮，弹出【基准点】对话框，设置8个新点，如图3-14所示。单击【确定】按钮完成设置基准点。图3-14 19.选择【插入】/【边界混合】命令，屏幕下方出现图3-15操控

12、板。定义第一方向的边界曲线，按住ctrl键，分别选取图3-16所示方向的第一方向的2条边线曲线；定义第二条曲线，在操作板中单击图标后面的第二方向曲线操作栏中的“单击此处添加项目”字符，按住ctrl键，分别选取第二方向的两条边界曲线；在操控板中单击“完成”按钮完成，完成边界曲面的创建，如图3-17所示。图3-15图3-17 20.用同样的方法创建其他的边界混合曲面，如图3-18所示。图3-18 21.按住ctrl键，选取要合并的多个面组，如图3-19所示，选择下拉菜单【编辑】/【合并】命令，系统弹出“曲面合并”操控板，如图3-20所示；单击按钮，预览合并后的面组，确认无误后，单击“完成”按钮。图

13、3-19图3-20 22.选取图3-19的红色曲面，选择下拉菜单【编辑】/【镜像】命令，在系统提示“选取要相对于其进行镜像的平面”下，选取front基准面为镜像平面，单击“完成”按钮，如图3-21所示。图3-21 23.选取整个曲面，选择下拉菜单【编辑】/【合并】命令，完成整个曲面的合并，如图3-22所示。图3-22 24.单击工具栏上的【创建基准平面】按钮，选取front基准面为参照平面，然后输入偏距的距离值28，如图3-23和图3-24所示。 图3-23 图3-24 25.单击工具栏上的【草绘工具】按钮，选择dtm1为草绘平面，绘制剖面特征并标注其尺寸，其修改成如图3-25；单击工具栏中的

14、剖面确定按钮，结束剖面绘制。图3-25 26.用上述的步骤绘制出其他的曲线，如图3-26所示。图3-26 27.选取图3-26中的红色曲线，选择下拉菜单【编辑】/【投影】命令，在系统提示“选取一组曲面，以将曲线投影到其身上”的情况下，选取如图3-27的曲面，在方向栏设置为【沿方向】，在操控板中单击按钮，预览投影的结果，确认无误后，单击“完成”按钮。图3-27 28.单击工具栏上的【创建基准点】按钮，在如图3-27中两条曲线的端点设置4个新点，如图3-28所示。图3-28 29.单击工具栏上的【草绘工具】按钮，选择top基准面为草绘平面，系统自动选择right基准面为参照平面，在方向栏设置为【右

15、】，进入草绘环境；单击工具栏上的【创建样条曲线】按钮，绘制剖面特征，如图3-29所示；完成后单击工具栏上的“完成”按钮。图3-29 30.单击工具栏上的【基准平面】按钮，选取right基准面为参照平面，然后输入偏距的距离值为17，如图3-40所示；单击工具栏上的【创建基准点】按钮，选取图3-28中的两条曲线分别设置一个新点，点击菜单管理器上的【偏移参照】选取dtm2曲面，如图3-41所示，完成后单击确定按钮。 图3-40 图3-41 31.单击工具栏上的【草绘工具】按钮，选择dtm2基准面为草绘平面，系统自动选择front基准面为参考平面，在方向栏设置为【右】，进入草绘环境；单击工具栏上的【创

16、建2点线】按钮，绘制如图3-42所示，完成后单击确定按钮。图3-42 32.选择【插入】/【边界混合】命令，定义第一方向的边界曲线，按住ctrl键，分别选取图3-43所示方向的第一方向的2条边线曲线；定义第二条曲线，在操作板中单击图标后面的第二方向曲线操作栏中的“单击此处添加项目”字符，按住ctrl键，分别选取第二方向的两条边界曲线；在操控板中单击“完成”按钮完成，完成边界曲面的创建，如图3-45所示。图3-45 33.用上述的步骤绘制出前轮的曲面，如图3-46所示。图3-46 34.选择下拉菜单【编辑】/【修剪】命令，在系统“选取任意平面、曲线链或曲面以用作修剪对象。”的提示下，选取图3-4

17、6中的红色曲面为修剪对象；确定要保留部分，一般采用默认的箭头方向；在操控板中单击按钮，预览修剪的结果，如图3-47所示；单击确定按钮，则完成修剪。图3-47 35.通过【镜像】和【修剪】命令完成其他的曲面，如图3-48所示。图3-48 36.选取整个曲面，单击工具栏上的【合并工具】按钮，单击确定按钮则完成合并。 37.单击工具栏上的【倒圆角工具】按钮，系统弹出如图3-49所示的操作板；在系统“选取一条边或边链，或选取一个曲面以创建倒圆角集。”的提示下，在图3-48中的模型上选取要倒圆角的边界（前轮和后轮）；在操作板中，输入圆角2.0，然后单击“完成”按钮，完成圆角特征的创建，如图3-40所示。

18、图3-49图3-40 38.选择下拉菜单【编辑】/【加厚】命令，系统弹出如图3-41所示的特征操控板；选取加材料的侧，输入薄板实体厚度为1.0，选取偏距类型为【垂直于曲面】；单击“完成”按钮，完成加厚操作；最后完成模型如图3-42所示。图3-41图3-42 39.零件设计完成后，将模型文件转换为step格式文件，然后由ug5.0软件进行模具设计。具体做法是首先选择下拉菜单【文件】/【保存副本】命令，系统弹出【保存副本】对话框，自动定位在当前工作目录，在【类型】栏选择“step”格式，接受默认的新建名称“sbwk”，单击“确定”按钮。第四章 基于ug5.0软件的模具设计 1.打开ug软件，单击顶

19、部工具栏上的【注塑模向导】按钮，然后单击【项目初始化】按钮，在输入文件名应选择文件名为“sbwk”的step格式文件，点击“ok”完成选择，经过加载之后，系统弹出如图4-1的【项目初始化】对话框，设置应按照图4-1点所示，然后点击“确定”按钮完成初始化，如图4-2所示。图4-1图4-2 2.双击图形区上的wcs坐标，设置方向应按照4-3所示，输入偏移的距离值为-47.5。图4-3 3.单击顶部工具栏中的【模具csys】按钮，系统弹出如图4-4所示的对话框，设置应按照图4-4所示，然后单击“确定”按钮，完成wcs坐标锁定。图4-4 4.单击顶部工具栏中的【分型】按钮，系统弹出【分型管理器】菜单栏

20、，选择【编辑分型线】Ø【分型线】Ø【自动搜索分型线】，然后单击“确定”按钮，系统自动弹出【搜索分型线】对话框，如图4-5所示，选择【选择体】，在系统“实体选择”的提示下，选取图4-2的模型实体，然后点击“应用”按钮，系统自动搜索出分型边，点击“确定”按钮完成曲线抽取，如图4-6所示，点击“确定”按钮完成编辑分型线。图4-5图4-6 5.选择【分型管理器】/【定义/编辑分型段】命令，系统弹出【分型面】对话框，如图4-7所示；在【分型面】对话框中的“过度对象”栏点击“编辑过渡对象”按钮，系统自动弹出“编辑过渡对象”对话框，在系统“选择过渡曲线或过渡点”的提示下，选取如图4-8所

21、示，然后连续点击“确定”按钮。图4-7图4-8 6.选择【分型管理器】/【编辑/创建分型线】命令，系统弹出【创建分型面】对话框，如图4-9所示；点击【创建分型面】按钮，系统弹出【分型面】对话框，如图4-10所示，选择【曲面类型】中“拉伸”复选框，然后点击“拉伸方向”，系统自动弹出【失量】对话框，如图4-11所示；在设置方向上应按图4-11所示，点击“确定”按钮完成矢量设置；在【分型面】/【曲面延伸距离】选取值300，点击“确定”按钮完成创建分型面，如图4-12所示。 图4-9 图4-10图4-11图4-12 7.用同样的方法创建其他的分型面，如图4-13所示。图4-14 8.选择【分型管理器】

22、/【抽取区域和分型线】命令，系统弹出【区域和直线】对话框，如图4-15所示；在【抽取区域方法】勾选框中选取“边界区域”，然后点击“确定”按钮，系统弹出【抽取区域】对话框，如图4-16所示，点击“确定”按钮完成区域选取，如图4-17绿线所示。 图4-15 图4-16图4-17 9.选择【分型管理器】/【创建型腔和型芯】命令，系统弹出【型芯和型腔】对话框，如图4-18所示；点击“创建型腔”按钮，系统弹出【预览】对话框，点击按钮，接着系统弹出【选择型腔片体】对话框，点击“确定”按钮生成型腔，如图4-19所示，此时系统弹出【查看分型结果】对话框，点击“确定”按钮，完成型腔造型；用同样的方法创建型芯，如

23、图4-20所示。 图4-18 图4-19图4-20 10.单击顶部工具栏【窗口】选“sbwk_003_stp_top_000.prt”，得到型芯和型腔，如图4-21所示。图4-21 11.选择顶部工具栏【标准件】/【模架】命令，系统弹出【模架管理】对话框，设置应按照如图4-22所示，点击“确定”按钮，生成模架，如图4-23所示。图4-22图4-23 12.选择顶部工具栏中的【标准件】命令，系统弹出【标准件管理】对话框，设置应按照图4-24所示，点击“确定”按钮，生成如图4-25所示。图4-24图4-25 13.选择顶部工具栏中的【标准件】命令，系统弹出【标准件管理】对话框，设置应按照图4-26

24、和图4-27所示，点击“确定”按钮；经过【装配导航器】的调整，将图形中的模型设置成如图4-28所示。 图4-26 图4-27图4-29 14.选取注射管模型，单击右键，系统弹出快捷菜单，选择【转为工作部件】命令，得到如图4-30所示；选择下拉菜单【开始】/【装配】命令，系统弹出装配工具栏，点击【wave几何链接器】按钮，在弹出的对话框中【类型】选择“面”Ø【面】/【面选项】选择“单个面”的情况下，选取如图4-31的曲面，点击“确定”按钮完成创建一个链接曲面。 图4-30 图4-31 15.选择【装配导航器】Ø，单击右键，系统弹出快捷菜单栏，选择“转为显示部件”，生成如图4-

25、32所示；图4-32 16.选取图4-32模型，隐藏绿色曲面，选择【开始】/【建模】/【拆分体】按钮，系统弹出提示对话框，点击“确定”按钮；然后选取注射管模型为选择体，点击“确定”按钮；选取黄色曲面为拆分曲面，点击“确定”按钮，完成拆分，如图4-33所示。 图4-33 17.按“ctrl+shift+u”取消隐藏绿色曲面，单击顶部工具栏【移动至图层】按钮，系统弹出【类选择】对话框，选取绿色曲面、黄色曲面和曲面下部分的实体，单击“确定”按钮，完成移动至图层，如图4-34所示。 图4-34 18.点击顶部工具栏【窗口】，选择“shb_003_stp_top_000.prt”，图形区恢复原来的实体，

26、如图4-35和4-36所示。 图4-35 图4-36 19.选择【装配导航器】，经过调整，设置成如图4-37所示。图4-37 20.点击工具栏【标准件】按钮，系统弹出【标准件管理】对话框，设置应按照如图4-38和4-39所示，点击“确定”按钮。 图4-38 图4-39/ 21.系统弹出【选择一个面】对话框，选择曲面如图4-40所示，系统自动把视图方向为顶部方向，然后系统弹出【点】对话框选择点，点击“确定”按钮完成标准件的装配，如图4-41所示。 图4-40 图4-41 22.选择【装配导航器】，经过调整，设置成如图4-20所示。 23.点击顶部工具栏【标准件】按钮，系统弹出【标准件管理】对话框

27、，应按照如图4-42设置，点击“确定”按钮；系统弹出【点】对话框，选取控制点，如图4-43中的点位置，点击“确定”按钮，完成推杆设置，用同样的方法绘制出其他推杆，如图4-44所示。 图4-42 图4-43图4-44 24.选择工具栏【标准件】/【推杆】按钮进行设置配合长度，系统弹出【顶杆后处理】对话框，如图4-45所示，在【选择步骤】中点击“目标体”并选择图4-44中的推杆，且点击“工具片体”并选择推杆相应的曲面，在【修剪曲面】栏中选择“选择面”并选取推杆相应的曲面，点击“确定”按钮；用同样的步骤再次进行顶杆后处理，得到如图4-46所示。 图4-45 图4-46 25.点击工具栏【类型过滤器】

28、/【小平面化的体】命令，选取图4-46全部实体，按“ctrl+b”按钮，得到如图4-47所示。图4-47 26.点击【装配导航器】并经过调整，得到的图形是型芯和型腔；选择工具栏【模具工具】/【创建箱体】按钮，系统弹出【创建箱体】对话框，在【选择对象】中随机选取工件的3个面，点击“确定”按钮得到箱体。 27.点击【装配导航器】并经过调整，如图4-48所示；选择工具栏【型腔设计】命令，系统弹出【型腔管理】对话框，设置按照如图4-49所示，在“目标体”中选取蓝色的模架，在“工具体”中选取箱体，点击“确定”按钮，完成型腔设计；用同样的步骤完成型芯设计。 图4-48 图4-49 28.选择工具栏【冷却】

29、按钮，系统弹出对话框，设置按照如图4-50和4-51所示，系统自动弹出“选择一个面”对话框，选取图4-21的前面，系统自动把视图方向为主视图，接着系统提示选取“点”坐标，设置如图4-52所示（坐标值根据参考文献来设定），点击“确定”按钮，得到如图4-53所示。 图4-50 图4-51 图4-52 图4-56 29.用同样的步骤设置其他的冷却管，如图4-57所示。图4-57 30.点击【装配导航器】并经过调整，如图4-58所示；选择【冷却】命令，选取红圈中的一段冷却管，设置按照如图4-59所示，单击“确定”按钮，如图4-60所示；用同样的方法绘制出其他的铁块，如图4-61所示。 图4-58 图4

30、-59 图4-60 图4-61 31.选择工具栏【标准件】命令，设置按照如图4-62所示；选取某一个面为参考平面，坐标值根据参考文献设定，单击“确定”按钮，得到如图4-63所示。 图4-62 图4-63 32.最后完成模具设计，如图4-64所示；模具设计完成后，将模型文件转换为step格式文件，然后由mastercam软件进行加工。具体做法是首先选择下拉菜单【文件】/【另存为】命令，系统弹出【另存为】对话框，自动定位在当前工作目录，在【类型】栏选择“step”格式，接受默认的新建名称“sbwk”，单击“确定”按钮。 图4-64第五章 基于mastercam软件的模拟加工 1.打开maxterc

31、am软件，选择工具栏【文件】/【打开】命令，打开当前的工作目录，进行型芯模具加工，如图5-1所示。 图5-1 图5-2 2.利用绘图软件进行绘制，把实体设置在下面，如图5-2所示。 3.点击工具栏【m由实体产生曲面】按钮命令，选取图5-2中的实体并按回车，产生曲面。 4.点击菜单栏【m机床类型】/【m铣床】/【d系统默认】，系统会自动选择默认机床.，如图5-3所示。 如图5-3 5.点击【刀具路径管理器】Ø【属性】Ø【材料设置】，系统弹出如图5-4对话框，点击【b边界盒】，系统自动为曲面产生边界盒，如上图5-2所示。图5-4 6.使光标移向【刀具路径管理器】中的红色箭头所指

32、的空白处，点击右键，选择【铣床刀具路径】/【曲面粗加工】/【挖槽】命令，在系统“选择加工曲面”的提示下，选取如图5-5所示曲面并按回车，系统弹出如图5-6所示的【刀具路径曲面选取】对话框。 图5-5 图5-6 7.在【刀具路径曲面选取】对话框中点击【切削范围边界】命令，系统弹出如图5-7的【串联选项】对话框，选取如图5-8的红色边界并按回车，点击按钮，完成选取加工曲面。 图5-7 图5-8 8.系统自动弹出曲面粗加工挖槽参数对话框有四个对话框，分别是：刀具参数、曲面参数、曲面加工参数、粗加工参数和挖槽参数。刀具参数和曲面加工参数为共同参数。曲面加工参数设定如图5-9所示。图5-9 9.曲面参数设定如图5-10所示。图5-10 10.粗加工参数设定如图5-11所示。 图5-11 11.挖槽参数设定如图5-12所示，点击按钮，系统自动计算指定的操作，操作之后工件经过加工生成半成品，如图5-13所示。