机械工程设计论文手机前盖的proe造型模具设计NC加工

芜湖职业技术学院WuhuInstituteofTechnology毕业设计题目手机前盖的pro/e造型、模具设计、NC加工姓名学号80109328系机械工程系年制3专业数控技术班级32011年5月毕业设计任务书2008—2011学年机械系数控专业编号80109328批准日期学生系主任1.设计题目：手机前盖的pro/e造型、模具设计、NC加工2.原始资料：来源于生活中的手机，及自己想像进行设计指导教师评语签名：年月日毕业设计任务完成清单说明书：1份1共31页；图纸：共10张，其中装配图1张，零件图9张；电子文档：文件夹1个；文档2个；内容：手机前盖的pro/e造型手机前盖的pro/e模具设计手机前盖的pro/eNC加工芜湖职业技术学院WuhuInstituteofTechnology毕业设计说明书论文题目手机前盖的pro/e造型、模具设计、NC加工系别机械工程系专业数控技术毕业生学号80109328及姓名指导老师姓名2011年5月目录摘要………‥7第一章：毕业论文内容概论························8第二章：手机建模…………………·····12第三章：手机前盖的模具设计…………17第四章：手机前盖的NC加工·······················26第五章：小结…………………17参考文献………28摘要毕业设计是对大学所学知识的综合运用的最后一个教学环节。是我们对以前所学的理论知识和技能的一次综合性训练。是学生在教师的指导下，独立从事模型设计工作的初步尝试，其基本目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能应对和处理问题的能力，是学生对三年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。通过考察、立题、收集素材、设计方案、工艺制作等过程，检查学生的思维能力、创造能力、实践能力和掌握技艺的深度知识的综合运用。本次设计的课题是手机前盖的建模、模具设计和NC加工。CAD技术的发展极大的改变了人们的设计方法和手段，更为重要的是CAD技术的广泛应用显著提高了设计的效率和质量，大大降低了设计师的劳动强度，特别是三维CAD技术的日益广泛应用使其体现得更为明显。在此次设计中，主要用到所学的Pro/E软件，以及机械设计等方面的知识。以手机前盖着重说明了Pro/E从建模到模具设计，再到NC加工的一般流程。这次毕业设计的主体部分共五章，具体内容如下：第一章：主要介绍本论文中涉及到的铣削、车削、电火花加工的特点：第二章：主要介绍了用Pro/E软件设计手机的基本思路和流程(配有图样)；第三章：主要介绍了用Pro/E软件设计手机前盖模具的基本思路和流程(配有图样)；第四章：主要介绍了用Pro/E软件加工手机前盖模具凹凸模部分的基本思路和流程(配有图样)；由于时间紧迫、能力有限毕业设计中会有很多不妥之处敬请老师批评指正，在此感谢老师和同学的帮助，特别是陈杰老师的悉心指导，在此表示感谢！第一章毕业论文内容概论此毕业论文在模型设计、模具设计中比较简单，但在NC加工中涉及到铣削、车削及电火花加工，因此先对这三种加工进行介绍：铣削加工特点：生产率高、刀齿热条件好、铣削时容易产生振动车削加工特点：适应能力强，适于多批量零件的加工、加工精度高，加工质量稳定、减轻劳动强度，改善劳动条件、具有较高的生产率和较低的加工成本。电火花加工特点：1、脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。2、脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。3、加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。4、改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。第二章手机建模设置工作目录打开Pro/ENGINEER3.0的界面窗口，选择【文件】→【设置工作目录】选择叫“建模”（先前建好）的文件夹，然后单击【确定】。点击【文件】→【设置工作目录】命令，在合适的位置设置工作目录。选择【文件】→【新建】命令，在【新建】对话框中选择【零件】类型，建立part0001.prt的文件。单击【确定】按钮，进入零件建模界面。3.建模流程如图2-1所为最终成品图：图2-1步骤1：构思想利用可变剖面扫描创建手机的基本模型。草绘可变剖面扫描轨迹步骤2：进入可变剖面扫描界面，扫描轨迹的选取如图2-2图2-2步骤:3调用高级命令：点击工具菜单→选项，进入选项菜单，点击，在当前进程中选取，然后如图选择yes，点击添加/更改，最后应用、确定。步骤4：利用圆顶剖面对手机上表面做修饰。点击插入菜单→高级→圆顶剖面，进入圆顶剖面后先点击鼠标中键，然后选中可变剖面扫描的上表面，再选择front面草绘如图2-3所示的曲线图2-3单击中键选择right面草绘如图2-4所示的曲线图2-4最后确定。从right视图观看圆顶剖面结果如图2-5图2-5步骤4：拔模点击进入拔模界面点击拔模曲面，选择模型的四面；再点击拔模枢轴，选择模型的底部，设定拔模角度为5度。步骤5：抽壳。在抽壳中选择底部为移除面。步骤6：唇。在高级命令中选择唇命令→选择建立唇的面→选择偏移的曲线→设定唇的高度和厚度。步骤7：设计手机的按键区域。选择圆顶剖面的上表面→编辑菜单→偏移→选择草绘，草绘如图2-6所示图2-6单击确定，设置厚度。步骤8：倒圆角。步骤9：利用拉伸去除材料、拔模、偏移设计按键区。步骤10：设计显示屏。对于屏幕的形状设计，想设计的比较有创意，而且比较卡通画，所以显示屏的形状像动物的头像。如图2-7图2-7但在对嘴和耳朵的设计过程中遇到了些问题。比如在嘴的设计中，嘴的形状是椭圆形的，在进行扫描的时候无法进行，其原因是扫描时在椭圆的长轴处圆弧曲率太大，扫描无法进行，所以此处草绘了两个椭圆，而每个椭圆去3/4即可。而对于耳朵的设计则不能利用扫描命令进行，因为扫描命令只有一个截面，而显示屏是曲面，扫描后的结果不理想。于是选用混合扫描里的切口命令。步骤11：耳朵处的孔的设计。对于耳朵处的孔的设计不能用简单的阵列处理。因为此处孔的排列是无规则的，所所以用阵列中的曲线阵列，阵列结果如图2-8图2-8步骤12：设计卡扣和螺纹孔。对于螺纹孔标注的处理应先创建层，把螺纹孔的标注隐藏。步骤13：对手机上盖其它地方的细处理。步骤14：按键、显示屏屏幕、后盖的的设计，其装配图如图2-9图2-9第三章手机前盖的模具设计步骤1：打开Pro/E3.0，进入模具设计环境，设置工作目录在目标文件夹中步骤2：选择【文件】→【新建】命令进入【新建】对话框，选中【类型】选项区域中的【制造】单选按钮；在【子类型】选项区域中选中【模具型腔】单项按钮;在【名称】文本框中输入名称。取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮，弹出【新文件选项】对话框，选择mmns_mfg_mold选项，单击【确定】按钮，进入模具设计环境。步骤3：创建模具模型创立模具模型有多种方法，最常用到的有两种方法。第一种方法是直接单击选取零件图标，弹出【打开】对话框，同时弹出【布局】对话框，进行模具的创建。第二种方法是，选择右边菜单管理器中的【模具模型】→【装配】命令，选择下级菜单中的【转配模型】。在这里我使用的是第一种方法。进入模具设计模块后，直接单击选取零件图标，弹出【打开】对话框，同时弹出【布局】对话框，创建好的模具模型步骤4：零件丛温度较高的模具中取出冷却至室温后，其体积和尺寸会发生收缩的现象叫做收缩性。零件的收缩性可以用相对收缩量的百分率表示，即收缩率。设置收缩率的步骤如下：单击图标，弹出【选取】对话框，设置工件的收缩率为0.005%。此时屏幕下方信息栏提示选取坐标系。按照提示单击坐标系拾取箭头，然后在屏幕的模型零件上单击参考坐标系，此时图中的完成按钮有灰色变成绿色，在收缩率文本框里输入S值为0.005.单击完成按钮完成设置。步骤5：通过【模具模型】【创建】【工件】自动创建毛坯，步骤6：设计分型面分型面的创建方法有多种，包括旋转，扫描，复制，裙边等，在这里，我主要用到了复制和裙边两种方法。分析，考虑到，手机前盖上有很多按键孔，如果用抽芯的方法抽出来的轴式椭圆形的，不易用车床加工，而在铣床上加工则比较费事费力而且经济消耗比较大所以想直接在凸模上加工，因此此处应用复制。而对于显示屏上的则用裙边曲面。第一步：设计主分型面。因为手机前盖内侧粗糙度要求很高，所以把主分型面设计在了手机前盖壳体内侧。复制手机前盖内表面的所有曲面，并粘贴，并在粘贴状态下，点击【选项】，其在此处不易选择填充孔，因为这样会把按键的凸台留在凹模上，不易于加工，所以在复制手机外壳的外表面，然后粘贴、复制并填充孔。再把两次复制的结果合并如图3-1图3-1第二步：利用裙边曲面创建分型面。先点击，创建侧面影像曲线，如图3-2所示为创建侧面影像的窗口图3-2在创建侧面影像曲线时点击环路选择后进行环的选取，如图3-3为所要选取的曲线图3-3侧面影像曲线创建好后，选取曲线的一段，然后在编辑中进入裙边曲面的创建，如图3-4所示为裙边曲面创建的窗口图3-4在裙边曲面的创建中，对于环路闭合的选择最好选择通用规则，而在闭合类型中最好选择中间曲面，然后设置中间平面离侧面影像曲线的距离。结果如图3-5图3-5第三步:延伸创建分型面第四步：滑块的创建对于卡扣的创建让人很快就想到直接用滑块命令创建，但此处不宜用滑块创建，因为创建滑块的地方为了便于加工而都设计成圆角了，直接用滑块，计算机无法计算。所以也要通过复制、拉伸创建分型面。如图3-6所示为复制的分型面图3-6对复制的曲面进行修建如图3-7图3-7最后进行拉伸、合并，如图3-8所示图3-8第五步：利用复制创建创建抽芯分型面。步骤七：分割得到两个模具体积块、铸模、分解如图3-9图3-9第四章手机前盖的NC加工在模具设计中分出凸模、凹模、轴、滑块，所以在NC加工中需要对凸模、凹模、轴、滑块进行NC加工处理，在此仅对凸模、凹模进行NC加工。凸模的NC加工对于凸模的加工有两种方式：方式一：而另一种则是根据零件加工工艺来进行处理，如粗加工、重新粗加工、精加工、光整加工。方式二：一种是根据模具的特征来进行处理，其中主要用到表面铣削、轮廓铣削、曲面铣削等。方式一打开PRO-E后，新建一个NC加工界面，过程是：点击新建图标→制造→NC组件，并选择公制。这样就创建了一个NC加工界面。1.调入参照模型进入PRO/ENC加工界面后，单击【制造】→【制造模型】→【装配】→【参照模型】，选择手机模具的凸模，手机凸模调进来后，选择【缺省】。2.工件的创建依次通过【制造模型】【工件】【创建】，利用拉伸加材料来进行工件的创建。3.制造设置制造设置是NC加工的重要部分，它包括操作名称，机床，夹具，刀具，加工零点，退刀曲面以及输出的文件名称等。设置过程如下。机床的选择点击【制造设置】，弹出一个制造设置的对话框，点击【NC机床】文本框后面的图标，弹出一个机床设置对话框，选择三轴铣床，点击确认，机床设置完毕。加工零点的设置继续在【制造设置】里面选择加工零点后面的图标，因为工件上并没有实际的坐标零点，所以需要创建一个工件零点。点击创建基准点工具，按住Ctrl键不放，选择毛坯的前面和上平面的交线、右边面和上表面的交线创建工件坐标系，通过调整坐标系的【定向】选项，使Z轴垂直与毛坯的上表面并且向上。坐标系设置完毕。设置退刀面继续在【制造设置】里面选择曲面后面的，弹出一个退刀选取对话框，之后，选择屏幕上毛坯的上表面，并且点击图标，在下面的文本框里面输入退刀高度5.点击确定，退刀平面设置完毕。退刀平面设置好后，又回到的制造设置对话框，点击确定，制造设置完毕。4.加工设置加工设置是是NC加工的核心部分，【NC序列】和【材料切减材料】。它是NC加工中最重要的部分。加工设置中的加工工序卡、刀具卡如图4-1图4-1NC加工中加工设置的步骤:刀具设置在【菜单管理器】中点击【加工】→【NC序列】→【粗加工】点击完成，会弹出一个序列设置菜单，在此菜单中，选择【刀具】，【参数】和【窗口】，点击确定后，会接触弹出刀具设置的对话框，参数设置刀具设置好后，会紧接着出现一个【制造参数】的菜单，点击【设置】弹出一个参数数对话框，窗口设置参数数设置好后，又会出现一个【定义窗口】的菜单，如图选择屏幕上毛坯的上表面作为铣削的窗口，并且在铣削窗口界面中单击选项，选择其选项下拉菜单中的在围线上结果如图4-2：图4-25.粗加工NC检测6.重点介绍：打孔孔的选择及设定孔的深度设定打孔NC检测精加工NC检测方式二方式二中序列设置之前的内容和方式一中一样。1.轮廓铣削一、刀具设定二、参数设置设置引导半径引导半径设置后屏幕演示三、轮廓铣削的创建如图选取手机的轮廓，复制、粘贴复制后对复制的曲面进行延伸如图在进行曲面的选取时选取复制和延伸后的曲面。四、轮廓加工的NC检测2.利用体积块进行粗加工体积块的粗加工、打孔与方式一中的粗加工、重新粗加工类似，这里就不做绍了3.曲面的精加工曲面的精加工刀具设定和参数设置与方式一中的精加工一样，所以制作曲面的选取如图选取曲面然后复制、粘贴并填充孔对曲面切削的定义如图精加工NC检测第二节凹模的NC加工对于凹模的加工在此只介绍方式一进行。如图示凹模NC加工的刀具卡及加工工序卡：凹模NC检测如图第三节生成程序轨迹生成以后，点击【完成序列】。又回到了【菜单管理器】，选择【cl数据】→【NC序列】→【1：粗加工】→【文件】在输出类型对话框中，把MCD文件也选山。如图点击完成。会弹出一个【保存副本】对话框，点击确定，之后回到后置处理菜单，点击确定，有会弹出一个【后置处理列表】，选择后缀名称是p23的文件。会弹出如图4-30的对话框，在光标闪烁出输入程序头名称001.后按回车键。至此，程序生产完成。用文本格式打开seq001文件，就是生成的程序代码，如图：我认为方式一与方式二的优缺点：方式一优点：方式一是按照加工工艺进行的，设置过程简单、方便而且生成的程序较小，也就是说加工效率更高。缺点：在实际加工过程中容易出现过切现象。方式二优点：方式二是按照零件的特征进行分类加工的，所以加工目的比较明确。缺点：NC加工过程的设置比较复杂，容易出现错误，而且