基于proe鼠标上盖的设计与数控加工仿真.doc

毕业设计（论文） 题 目： 基于 Pro/E 鼠标上盖的设计与数控加工仿真 系（院）：机电与汽车工程系专业：机械制造与自动化 姓 名： 学号： 校内指导教师： 职称： 讲 师 校外指导教师： 职称： 2010 年 5 月 25 日 摘摘 要要 鼠标上盖是流线形结构,使用二维绘图难以描述，本课题采用 Pro/E 软件对鼠标上盖制品 及模具进行了三维造型，结合生成凸凹模的结构等因素，生成刀具轨迹；在仿真加工结果无误 后，使用后置处理程序选取相应的配置文件，将刀具轨迹转化为数控机床可以识别的 NC 程 序，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。生成的 NC 程序可以利用 DNC 方式传输给数控机床进行三维加工。 关键词关键词:鼠标上盖 Pro/E 数控加工 后处理 目目 录录 第一章 引言1 1.1 Pro/E 软件的特点及主要功能1 1.2 课题内容及实施步骤1 1.3 研究背景和研究意义.1 1.4 论文结构1 第二章 鼠标上盖的三维造型.2 2.1 创建新零件.2 2.2 创建双向拉伸曲面2 2.3 创建落下曲线的参照草绘曲线3 2.4 创建落下曲线3 2.5 创建鼠标顶面的轮廓曲线4 2.6 创建两条自由曲线4 2.7 将自由曲线混合成自由曲面5 第三章 鼠标上盖分模6 3.1 创建模具6 3.2 模具布局7 3.3 设置收缩率和创建工件10 3.4 创建工件11 3.5 创建分型面12 3.6 分割模具体积块15 3.7 创建体积块零件16 第四章 鼠标上盖模具的数控加工工艺分析 .17 4.1 图形分析17 4.2 加工工艺分析17 4.3 加工工艺卡18 第五章 鼠标上盖的数控模拟加工19 5.1 创建工艺文件19 5.2 制造设置20 5.3 进行退刀设置21 5.4 创建铣削加工窗口21 5.5 鼠标上盖凸模数控加工及模拟加工21 5.6 鼠标上盖凹模数控加工及模拟加工32 第六章 结论 38 6.1 工作小结.38 6.2 工作展望.38 参考文献: 39 第一章第一章 引言引言 1.1 Pro/E 软件的特点及主要功能 Pro/Engineering 是美国 PTC 公司开发的软件，该软件能够完整的展现某一产品从设计， 加工到生产样品的全部工作流程，让所有的用户同时进行同一产品的设计工作。它是一款全 方位的 3D 产品开发软件，集合了众多的功能。因此，自 1988 年问世以来，即引起 CAD(计 算机辅助设计)/CAE(计算机辅助教育)/CAM(计算机辅助制造)界的极大震动。 Pro/e 目前共有 70 多个专用模块，是一个参数化、基于特征的尸体造型系统，并具有 单一的尸体造型系统，并且具有单一的数据库功能。由于其强大的功能，Pro/e 很快得到了 业内人士的普遍欢迎，并迅速的成为当今世界最为流行的 CAD/CAM/CAE 软件之一，同时也有 效缩短产品的开发周期提供了条件。 1.2 课题内容及实施步骤 本设计的课题是基于 Pro/E 鼠标上盖的设计及数控加工，具体讲就是先进行鼠标上盖原 型的设计，再通过 Pro/E 对鼠标原型进行模具的型心和型腔的生成以及数控加工后处理程序 的编制，最后根据生成的程序进行数控加工仿真。 1.3 研究背景和研究意义 随着科学技术的飞速发展，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多 品种小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空工业、汽车工业和轻工消费品生产的高速 增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高；此外，激烈的市场激烈竞争要求产 品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复 杂形状的高效、高质量加工要求。因此，近几十年来，能有效解决复杂、精密、小批多变零 件加工问题的数控(NC)加工技术得到了迅速发展和广泛应用，使制造技术发生了根本性的变 化。努力发展数控加工技术，并向更高层次的自动化、柔性化、敏捷化、网络化和数字化制 造技术推进，是当前机械制造业发展的方向。数控技术是机械加工现代化的重要基础和关键 技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实 现对各种复杂精密零件的自动此加工，易于在工厂或车间实行计算机管理，还使车间设备总 数减少，节省人力，改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的 适应能力和综合经济效益。数控加工技术的应用，使机械加工的大量前期限备工作与机械加 工过程连为一体，使零件的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规划(CAPP)和计算机辅 助制造(CAM)的一体化成为现实，使机械加工的柔性自动化水平不断提高。 1.4 论文结构 论文主要研究 Pro/E 的设计与制造过程，第二章与第三章主要研究的是鼠标的创建以及 通过以创建的鼠标为参照生成东模与定模的过程。对于四、五两个章节则是主要从模拟加工 方面来进行研究的。 第二章第二章 鼠标上盖的三维造型鼠标上盖的三维造型 2.1 创建新零件 1.在 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 系统中选择主菜单栏文件 新建命令 2.在图 2-1 所示的新建对话框中，选择文件的类型为零件、子类型为实体，改变系统默 认的文件名为 mouse，不选中使用缺省模板复选框。 图 2-1 建立新文件 3.单击对话框中的确定按钮。进入新文件选项对话框，选择模板类型为 mmns_part_solid，并单击确定按钮。 2.2 创建双向拉伸曲面 1.在绘图区或模型树中选取基准平面 FRONT 为草绘平面，系统已自动选择基准平面 RIGHT 为右侧参照平面，如图 2-2 所示。单击进入草绘模式。 图 2-2 草绘对话框 2.绘制的截面如图 2-3 所示。 图 2-3 草绘尺寸绘制 3.绘制完成后，在操控板中选择特征创建的方式为，在数值文本框中输入 60.0 为 双向拉伸的长度。 4.单击图标完成拉伸曲面的创建。 2.3 创建落下曲线的参照草绘曲线 单击建模工具栏的造型图标，进入系统的造型模块。绘制的如图 9 所示的线条。 图 2-4 绘制参照草绘曲线 2.4 创建落下曲线 1.在造型工具栏中单击图标，利用前一步骤创建的草绘曲线在拉伸曲面上创建落下 曲线。 2.在绘图区中按住键，选取如图 2-5 所示的草绘曲线为参照曲线，单击确定按钮。 系统将要求选取投影方向参照平面，在绘图区或模型树中选取基准平面 TOP 为方向参照平面。 图 2-5 创建下落曲线 2.5 创建鼠标顶面的轮廓曲线 1.在右侧造型工具栏中单击图标。 2.在绘图区中按住键，分别捕捉如图 2-55 所示的落下曲线两个端点。 3.在平面曲线上的任意位置右击。在出现的快捷菜单栏中选择添加点命令，在所选位置 添加一个插值点，如图 16 所示。 4.通过调整曲线内部的三个插值点和切线向量来改变平面曲线的外形，使之符合产品设 计的意图，并点击完成按钮。 2.6 创建两条自由曲线 1.在右侧造型工具栏中单击图标。 2.在操控板中选择曲线的类型为自由。在绘图区中按住键，捕捉平面曲线和 COS 曲线为自由曲线首尾端点的参照曲线 3.单击图标完成自由曲线的创建，自由曲线处于选中状态。单击图标 4. 在绘图区中单击自由曲线的端点以显示切线向量，右击从快捷菜单栏中选择法向命 令，选择基准平面 FRONT 为法向约束的参照平面。调整后的自由曲线，如图 2-6 所示。 图 2-6 创建自由曲线 5.单击图标完成自由曲线的编辑。用同样的方法完成另外一条自由曲线的创建和编 辑 2.7 将自由曲线混合成自由曲面 1.在右侧造型工具栏中单击图标，在下面的步骤中将选取 4 条边界曲线和两条内 部曲线以构成自由曲面。 2.单击编辑工具栏中的镜像图标绘制另一半。 3.绘制完成成的鼠标上盖如图 2-7 所示 图 2-7 鼠标上盖 第三章第三章 鼠标上盖分模鼠标上盖分模 3.1 创建模具 1.调入分模参照零件，新建模具文件 mouse_top_mold 在，系统弹出的菜单栏中依次点 击文件新建选项，系统弹出如图 3-1 所示的新建对话框 图 3-1 “新建”对话框 2.在对话框类型中选择制造模块，在子类型中选择模具型腔选项，然后再名称栏输入模 具文件名“mouse_top_mold” ，然后取消使用缺省模板前勾选项。统弹出如图 3-2 所示的新 文件选项对话框，选择“mmns_part_solid”选项，然后单击确定。 图 3-2 “新文件选项”对话框 3.2 模具布局 1.打开模具文件。单击确定后，系统自动进入模具模块设计环境，单击右侧模具制造工 具条中选取零件按钮，系统弹出打开对话框和布局对话框，选择 “mouse_top_mold.prt”文件，单击打开对话框下端的打开按钮，如图 3-3 所示。 图 3-3 “布局”对话框 2.创建参照模型。接着系统弹出创建参照模型对话框，如图 3-4 我 所示，接受系统默 认选项按参照合并，单击确定按钮。 图 3-4 “创建参照模型”对话框 3.定义参照模型坐标。在布局对话框中单击参照模型起点与定向下按钮，如图 3-5 示，系统自动弹出参照模型对话框，如图 3-6 所示，同时出现坐标系类型菜单和选取，如图 3-7 所示，选择标准选项。 图 3-5 “布局”对话框 图 3-6 “参照模型”对话框 图 3-7 新元件窗口和“坐标系类型”菜单 4.系统弹出参照模型方向对话框，单击确定按钮，调整后结果如图 3-8 所示。 图 3-8 参照模型方向 5.生成参照模型。单击确定按钮退出参照模型方向对话框，保持布局栏中单一选项不变， 接着单击布局对话框中的预览按钮，在工作区预览调入的参照模型，然后单击确定按钮退出 布局对话框，并在型腔布置菜单中单击完成/返回按钮，结束布局。结果如图 3-9 所示。 图 3-9 完成布局 6.屏蔽不必要的曲线和曲面。在特征模型树中单击显示按钮，在弹出的菜单栏中选择层 数选项进入层数，然后单击上端的三角按钮，从下拉列表中选择 “MOUSE_TOP_MOLD_REF.PRT” ，然后按住 Ctrl 键选择“01_PRT_ALL_DTM_PLA” ， “01_PRT_DEF_DTM_PLN”和“04_PRT_ALL_DTM_PNT”三个层，并单击鼠标右键，从弹出的菜 单中选择隐藏选项，将这三个层遮蔽掉，如图 3-10 所示 图 3-10 遮蔽层 3.3 设置收缩率和创建工件 1.设置收缩率 在模具制造工具条中单击按钮，在弹出的下拉快捷方式中选择按尺 寸指定零件收缩 2.在系统弹出的按尺寸收缩对话框，选择公式，在收缩栏中比率选项中输入 “0.005” ，如图 3-11 所示单击按钮，完成收缩率设置。 图 3-11 设置收缩率 3.4 创建工件 1.在右侧的模具制造工具条中单击创建工件按钮，系统弹出自动工作对话框，选择 “MOLD_DEF_CSYS”坐标系，并按照图 3-12 所示，设置自动工件参数。 3-12“自动工件”对话框 2.设置好后，单击对话框下端确定按钮，生成的工件如图 3-13 所示。 图 3-13 生成自动工件特征 3.5 创建分型面 1.显示特征。在模型树区单击设置按钮，在下拉菜单中选择树型过滤器选项，接着系统 弹出模型树项目对话框，在显示栏中勾选特征选项，单击确定，模型树显示为如图 所示的 特征。 2.这笔工作特征。单击系统工作区上方的工具栏中遮蔽按钮，系统弹出遮蔽取消 遮蔽对话框，在过滤栏中选择元件选项，在可见元件栏中选择 MOUSE_TOP_MOLD.wrk 选项， 然后单击对话框下端的遮蔽按钮，然后单击关闭，则工作区中不显示模具特征如图 3-14 所 示。 图 3-14 显示创建特征 3.启动分型面命令。单击操控板中分型面按钮，启动分型面命令，自动将进入分型面创 建环境，建立新的分型面“PART_SURF_1” 4.复制曲面，选中工件一个曲面，然后单击工具栏中复制按钮，再单击粘贴按钮 。系统弹出操控板，然后依次选择如图 3-15 所示的曲面。选择完成后，单击操控板选 项按钮，在弹出的下拉列表中选择排除曲面并填充孔选项如图 3-16 所示。然后把鼠标移到 工件上，选择如图 3-17 所示曲面。然后单击操控板中确定按钮，结果如图 3-18 所示。 图 3-15 复制曲面 图 3-16 “复制”操控板 图 3-17 选择填充面 图 3-18 完成曲面复制 5.边界混合。依次单击工具栏中插入边界混合选项，系统弹出边界混合操控板。把鼠 标移到工件上，选择如图 3-19 所示四条边。 图 3-19 选取第一方向 6.选择完成后，单击操控板确定按钮，结果如图 3-20 所示。 图 3-20 边界混合效果图 7.合并曲面单击特征工具栏合并按钮，系统弹出操控板，选择刚建立的两个曲面特征， 并使“面组 F7”为主面组，如图 3-21 所示，然后单击确定按钮，完成曲面复制。 图 3-21 “合并”操控板 8.特征着色。依次单击视图可见性着色，所示然后单击继续模具体积块菜单中的完 成/返回按钮命令。 9.取消依次特征。单击工具栏遮蔽按钮，系统弹出如图 3-22 遮蔽取消遮蔽对话 框，单击对话框上面的取消遮蔽选项，在遮蔽的元件中选择“MOUSE_TOP_MOLD_WRK”元件， 然后单击下面的取消遮蔽选项按钮，并单击确定按钮。 图 3-22 “遮蔽取消遮蔽”对话框 10.拓边线。单击特征工具栏中确定按钮离开分型面的创建。把鼠标移到工件上， 选择底部另一边，然后依次单击编辑延伸，系统弹出延伸控制面板，单击面板上的将曲面 延伸到参照平面选项按钮，然后单击参照选项，在弹出的下拉列表中单击边界选项，然 后依次选择鼠标底部面，如图 3-23 所示。 图 3-23 选择边线 11.选择完成后，单击参照平面选项，再用鼠标选择底面作为参照平面，接收系统默认 的参照方向，单击确定按钮完成。 3.6 分割模具体积块 1.选取分型面。在模具制造工具条中单击分割模具体积块命令图标，系统弹出分割 体积块菜单，选择来那个体积块/所有工件选项，如图 3-24 所示。 图 3-24 选择分型面 2.生成体积块 MOLD_CORE。单击对话框中确定按钮，系统弹出体积块名称对话框，在 框中输入名称“MOLD_CORE” ，接着单击着色按钮，显示的型芯如图 3-25 所示。 图 3-25 生成体积块 3.生成体积块 MOLD_CAVITY。单击确定，接着弹出体积块名称对话框，在框中输入名 称“MOLD_CAVITY”,接着单击着色按钮，显示的型心如图 3-26 所示。 图 3-26 生成模具体积块 1 4.完成体积块分割。单击确定按钮，完成模具体积块分割。 3.7 创建体积块零件 从创建的体积块抽取零件，如图 3-27 所示。 图 3-27 创建的零件 第四章第四章 鼠标上盖模具的数控加工工艺分析鼠标上盖模具的数控加工工艺分析 4.1 图形分析 图 4-1 鼠标型芯与型腔 先要对加工方案进行整体规划，依次采用什么样的加工步骤才能更高效地加工出整个型 腔。如图 3-1 所示为鼠标上盖的型芯与型腔零件体积块零件。 对于凸模的数控加工，其结构相对凹模简单，因此加工也比较简单。由于在分型面存在 厚度较小的台阶面以及角，因此在加工中以粗加工为主，然后再通过其他方法进一步加工； 其他部分进行精加工。 鼠标凹模相对复杂， ，不仅有复杂的台阶面和角，还有宽度较小的槽，加工时应有配套 的电极加工。凹模加工还是主要以粗加工为主，分型面等精加工到位。 4.2 加工工艺分析 4.2.1 加工路线 通过分析电脑鼠标零件的结构特点，采用如下的工艺方案： （1）鼠标凸模的工艺方案 本次加工使用由线切割割制而成的不规则柱体，预留壁余量为 0.3mm； 鼠标凸模顶部为凸面，因此采用12R1 圆角铣刀和4R0.5 圆角刀分别进行曲面的 粗加工和半精加工，即快速切除大量材料又为精加工做好准备。粗加工和半精加工所留余量 分别为 1mm 和 0.3mm； 采用2 的平铣刀进行曲面外形轮廓精铣削操作，将第一步留下的零件周边 0.3mm 余 量去除，保证电脑鼠标零件周边尺寸精度和表面粗糙度； 对于零件的圆角部位，由于其高度不一，为了保证表面加工质量，采用2 球铣刀进 行曲面环绕等距精加工。曲面环绕等距精加工的时间较长，如果加工该零件有时间要求，可 以考虑使用其他方加工法代替； 最后采用4 的平铣刀进行外形轮廓精铣削操作，将第一步留下的零件周边 0.3mm 余 量去除，保证电脑鼠标零件周边尺寸精度和表面粗糙度。 （2）鼠标凹模的加工工艺方案 凹模的开粗用大直径圆鼻刀，快速去除材料，预留加工余量为 0.4mm，加工方法为粗 加工； 采用小直径的圆鼻刀二次开粗，去除材料，预留加工余量五 0.4mm，保证加工尺寸， 采用重新粗加工的方法加工； 采用圆鼻刀对侧壁，分型面中的曲面部分光刀，加工余量为 0，采用精加工的加工方 法。 4.3 加工工艺卡 表 4-1 凸模加工工序卡 序号加工内容工艺类型使用刀具 主轴转速 /Rmin-1 进给速度 /mmmin-1 1圆鼻刀开粗体积块加工12R1 圆角铣刀15001000 2圆鼻刀二次开粗体积块加工4R05 圆角铣刀15001000 3平刀对侧壁光刀 1轮廓加工2 平刀15001000 4平刀对侧壁光刀 2轮廓加工2 平刀15001000 5球刀对圆角光刀曲面铣削2 球刀3000200 6平刀对分型面光刀曲面铣削4 平刀3000200 表 4-2 凹模加工工序卡 序号加工内容工艺类型使用刀具 主轴转速 /Rmin-1 进给速度 /mmmin- 1 1大直径圆鼻刀开粗粗加工14R1 圆角铣刀15001000 2小直径圆鼻刀二次开粗半精加工6R05 圆角铣刀15001000 3圆鼻刀光刀精加工4R05 圆角球道20001000 第五章第五章 鼠标上盖的数控模拟加工鼠标上盖的数控模拟加工 5.1 创建工艺文件 1.立新 NC 文件 点击新建按钮，在弹出的对话框中选取“制造” ， “NC 组件” ，文件名为 01，取消使 用缺省模板选项，单击确定。 在出现的新文件选项对话框中，选择 mmns_mfg_nc 模板，单击确定按钮，进入 Pro/NC 模块。 以装配方式参照模型 在制造菜单中依次使用制造模型装配参照模型命令，在系统弹出的对话框中选择 mold_core.prt 鼠标型芯，单击确定。 用鼠标选取坐标系 NC_ASM_DEF_CSYS 和 CS0 坐标系，系统自动选择装配约束类型为坐标 系，单击按钮，完成参照模型的放置。结果如图 5-1 所示。 图 5-1 参照模型放置结果 2.以草绘方式创建工件 在制造模型中依次使用创建工件命令，并在系统弹出窗口中输入 01 为文件名。 在制造模型菜单中依次使用实体加材料拉伸实体完成命令。系统弹出拉伸特征 控制面板，如图 5-2 所示。 图 5-2 拉伸特征控制面板 在拉伸特征控制面板中使用默认的拉伸为实体按钮，用以生成实体特征。 单击打开特征操控面板放置选项卡，在其中单击定义按钮，系统出现草绘对话框，在 工作区选择凸模底面为草绘平面 NC_ASM_FRONT 基准面为草绘视图的底部，设置完毕后点击 到会按钮，进入草绘状态。 在拉伸特征操控面板中，输入拉伸长度为 65。 单击进行预览，确认无误后单击按钮，完成拉伸特征即工件的创建，结果如 图 5-3 所示。 5-3 创建的工件 5.2 制造设置 1.进行机床的设置 使用制造制造设置操作菜单命令，打开操作设置对话框。 在操作设置对话框中单击图标，打开机床设置对话框，在其中进行工作机床的设 置 输入机床名称 mill；选择选择机床类型为铣削；选择机床联动的轴数为 3 轴，单击 确定完成设置，完成的机床设置对话框如图 5-4 所示 图 5-4 加床设置对话框 2.进行工件坐标系的设置 在操作设置对话框一般选项卡参照栏中加工零点后单击按钮，系统弹出制造坐标系 菜单。在工作区单击选取 NC_ASM_DEF_CSYS 坐标系，作为工件坐标系。 5.3 进行退刀设置 在操作设置对话框一般选项卡退刀栏中打击按钮，系统弹出退刀选取对话框。 选取加工料的上表面，并在值中输入 10，单击确定完成设置并返回操作设置对话框， 单击确定完成制造设置。 5.4 创建铣削加工窗口 1.单击右侧创造右侧形状工具栏中铣削窗口按钮，系统弹出如图 所示铣削窗口操 控面板。 图 5-5 铣削窗口操控面板 2.单击选取退刀面，系统以参照零件侧面影像在退刀面上创建铣削窗口。 3.在选项卡中单击选取在窗口外围线上选项，以定义刀具中心到达窗口轮廓线。 4.单击完成铣削窗口的创建。生成的铣削零件如图 5-6 所示。 图 5-6 生成的铣削窗口 5.5 鼠标上盖凸模数控加工及模拟加工 1.大直径圆鼻刀开粗 生成刀具路径 在制造菜单中一次使用加工NC 序列体积块3 轴完成菜单命令，系统打开序列设 置菜单。在序列设置菜单中勾选刀具、参数、窗口后单击完成命令以进行详细定义。 刀具设置 在系统弹出的刀具设定对话框中进行设置，输入名称为 D12,刀具号为 1 类型为段铣削， 材料为 HSS，单位为毫米，其余保持系统默认值。设置完成后单击应用按钮，此时刀具设置 对话框如图 5-7 所示。 单击确定按钮完成刀具的设定。 图 5-7 刀具设定对话框 加工参数设置 刀具定义完成后，系统自动弹出制造参数菜单，以进行加工参数的设定。在制造参数菜 单单击设置命令，打开参数树对话框，设置具体的加工参数 设置公差为 0.05，斜面角度为 3，螺旋直径为 3；其余保持系统默认。设置完成后点击 确定完成制造参数的设定。 窗口定义 加工参数定义完成后，需要进行铣削窗口的定义。 生成加工程序 系统自动生成刀具路径。 此时模型数如图 5-8 所示，刀具轨迹已经生成。 图 5-8 模型数显示 模拟加工 在 NC 序列菜单中使用演示轨迹屏幕演示菜单命令，系统打开如图 5-9 所示的播放路 径对话框。 图 5-9 播放路径对话框 在播放路径对话框中单击播放按钮，可以在屏幕区观察到距轨迹。生成 的刀具轨迹如图 5-10 所示。 图 5-10 生成的刀具轨迹 2 小直径圆鼻刀二次开粗 生成刀具路径 在制造菜单中一次使用加工NC 序列体积块3 轴完成菜单命令，系统打开序列设 置菜单。在序列设置菜单中勾选刀具、参数、窗口后单击完成命令以进行详细定义。 刀具设置 对刀具进行以下的设置： 名称为 D4R05，类型为外圆角铣削，刀具号为 2，材料为 HSS，凹槽编号为 4，直径为 4，长度为 50，外圆角为 0.5 其余保持默认值。设置完成后单击应用按钮。此时刀具的对话 框如图 5-11 所示。 图 5-11 刀具设定对话框 加工参数设置 刀具定义完成后系统自动弹出制造参数对话框，进行加工参数的定义。 设置公差为 0.05，其余保持系统默认。 生产加工程序。 在 NC 序列菜单中使用演示轨迹屏幕演示菜单命令，系统弹出播放路径对话框。 在播放路径对话框中单击播放按钮，可以在屏幕工作区观察刀具轨迹。 生成的刀具轨迹如图 5-12 所示。 图 5-12 生成的刀具轨迹 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义。 3.平刀对曲面加工 1 打开序列设置菜单，定义刀具、参数、曲面选项。单击完成后进行详细定义。 在系统弹出的刀具设定对话框中设置刀具名称为 D2，刀具号为 3，类型为端铣削，材 料为 HSS，单位为毫米，凹槽号为 4，直径为 2， ，长度为 50，其余保持系统默认值。 设置加工参数，如图 5-13 所示。 图 5-13 参数树的设置 曲面定义 加工参数定义完成后，需要进行曲面的定义。 系统打开 NC 系列曲面菜单和曲面拾取菜单，使用模型选型，单击完成命令。系统打开 如图 5-14 所示的选取曲面 图 5-14 选取曲面菜单 按住 CTRL 同时选取如图 5-15 所示的面。 图 5-15 要选取的面 选取完成后，点击确定命令，然后在选取曲面菜单中单击完成/返回命令，最后在 NC 序 列曲面菜单中单击完成/返回命令。 生成加工程序 演示刀具路径如图 5-16 所示 图 5-16 刀具路径 4.平刀对侧壁光刀 2 创建铣削曲面 单击窗口右侧创建铣削曲面按钮，进入铣削曲面定义窗口。单击拉伸按钮，打 开拉伸特征操作面板，系统默认生成曲面。 单击防止选项卡，在其中单击定义按钮，系统出现草绘对话框选取工件顶面为草绘平面， NC_ASM_FRONT 基准面为草绘视图的顶参考面，设置完毕后进入草绘状态。 以 NC_ASM_FRONT 基准面和 NC_ASM_RIGHT 基准面为参照，通过图元创建边方式，选取边， 作为铣削曲面的界面图形，打击确定，进入草绘状态。 在拉伸特征面板中，使用拉伸到指定参照的方式。完成铣削曲面的创建。 生成刀具路径 定义参数、曲面选项，并且设置刀具，使用前一个序列所使用的刀具。 设置加工参数 在制造参数菜单中单击先前使用的命令，系统打开 NC 序列列表，选取前一次使用的序 列，并完成制造参数的设置。 曲面定义 系统打开 NC 序列曲面菜单恶化曲面拾取菜单，在曲面拾取菜单中单击铣削曲面命令， 然后单击完成命令。选取如图 5-17 所示的曲面。 图 5-17 选取要加工的曲面 在 NC 序列曲面菜单中单击完成/返回命令。 模拟加工生成的大局轨迹如图 5-18 所示。 图 5-18 生成的刀具轨迹 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义，系统返回到加工菜单。 5.球道对曲面光刀 生成刀具路径 在加工菜单中依次选取 NC 序列新序列曲面铣削3 轴完成菜单命令。系统打开 序列设置菜单。 在弹出的序列设置菜单中勾选刀具、参数、曲面、定义切割选项后，单击完成命令以进 行详细设定。 刀具设定 对刀具进行以下的设置：名称为 R2，刀具号为 4，类型为球铣削，材料为 HSS，单位为 毫米，凹槽编号为 4，直径为 2，长度为 50，其余保持系统默认值。 单击确定按钮，完成刀具的定义。 设置加工参数，并进行曲面定义。 在系统打开的 NC 序列曲面菜单和曲面拾取菜单，使用模型选项，单击完成命令。 系统打开如图 5-19 所示的选取曲面菜单、曲面/环菜单和选取对话框，并提示选取参照 模型上的曲面。 图 5-19 选取曲面对话框 按住 CTRL 选取曲面，选取完成后单击确定对话框，然后在选取曲面菜单中单击完成/返 回命令，最后在 NC 序列曲面菜单中单击完成/返回命令。 系统打开切削定义对话框，选取切削方式为自曲面等值线，此时切削定义对话框如图 5-20 所示 图 5-20 切削定义对话框及加工曲面 完成后单击确定按钮。 模拟加工演示的刀具路径如图 5-21 所示。 图 5-21 模拟加工 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义，系统返回到加工菜单。 6.平刀对分型面光刀 生成刀具路径 在加工菜单中依次选取 NC 序列新序列曲面铣削3 轴完成菜单命令。系统打开 序列设置菜单。 刀具设定 对刀具进行以下的设置：名称为 D4，刀具号为 4，类型为球铣削，材料为 HSS，单位为 毫米，凹槽编号为 4，直径为 4，长度为 50，其余保持系统默认值。 单击确定按钮，完成刀具的定义。 加工参数的设置 刀具定义完成后，系统自动打开制造参数菜单，以进行加工参数的定义。设置完成的参 数树如图 5-22 所示。 图 5-22 参数树对话框 曲面定义 系统打开 NC 序列曲面菜单和曲面拾取菜单，使用模型选项，单击完成命令。系统打开 对话框，按提示选取参照模型上的曲面。选取完成后单击完成/返回命令，系统打开切削定 义对话框，选取铣削方式为直线切割，此时切削定义对话框如图 5-23 所示。 图 5-23 切削定义对话框及设置 模拟加工演示刀具路径的结果如图 5-24 所示。 图 5-23 生成的刀具轨迹 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义，系统返回到加工菜单。 7.生成加工 NC 代码 在 NC 序列菜单，使用其中的完成序列命令，系统返回加工菜单。 在加工菜单中使用 CL 数据命令，系统打开如图 5-24 所示的 CL 数据菜单。 图 5-24 CL 数据菜单 在 Cl 数据菜单中使用输出命令，系统打开输出菜单和选取特征菜单。 在选取特征菜单中使用操作命令，系统打开选取菜单菜单。 在选取 OP010 后，系统打开如图 5-25 所示的轨迹菜单。 在轨迹菜单中使用文件命令，系统打开如图 5-25 所示的输出类型菜单。 勾选 CL 文件、MCD 文件、交互选项，然后单击完成命令。 图 5-25 轨迹菜单和输出类型菜单 进行后处理是，系统弹出后置处理选项菜单，可以使用系统默认选项，直接单击完成 命令。系统弹出如图 5-26 所示的后置处理列表菜单，选取其中一个后置处理配置文件，即 可生成 NC 文件。 图 5-26 和后置处理列表菜单 5.6 鼠标上盖凹模数控加工及模拟加工 1.创建 NC 文件 以草绘方式创建工件，创建的工件如图 5-27 所示。 图 5-27 创建的工件 2.进行机床设置 设置机床的名称为 mill，选择机床的类型为铣削，选择机床的联动轴数为 3 轴. 加工坐标系设置 选取 NC_ASM_DEF_CSYS 坐标系作为工件坐标系。 退刀面设置 创建退刀面为平行于工件表面的平面，高度剧工件顶面 10mm。 3.创建铣削窗口 采用通过将参照零件的侧面影像投影到退刀面上的方式，创建一个铣削窗口 4.粗加工 生成刀具路径 在制造菜单中依次选取 NC 序列新序列曲面铣削3 轴完成菜单命令。系统打开 序列设置菜单。在序列中设置菜单中勾选刀具、参数、窗口后，单击完成命令以进行详细定 义。 刀具设置 设置刀具名称为 D14R1，刀具号为 1，类型为外圆角铣削，材料为 HSS，单位为毫米， 凹槽编号为 4，直径为 14，长度为 100，外圆角为 1，其余保持系统默认 加工参数设置 设置加工参数如图 5-28 置完毕后，关闭参数树，在制造参数菜单中单击完成命令完成 加工参数的定义 图 5-28 参数树的设置 窗口定义 加工参数定义完成后，进行铣削窗口的定义。直接在工作区，选取前面创建的铣削窗口。 模拟加工 生成刀具轨迹后，系统自动返回到 NC 序列菜单。在 NC 序列菜单中使用演示轨迹菜单命 令，系统打开演示路径菜单。生成的刀具路径如图 5-29 所示 图 5-29 生成的刀具轨迹 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义，系统返回到加工菜单。 5.半精加工 在加工菜单中依次使用 NC 序列新序列重新粗加工3 轴完成菜单命令。系统 打开序列设置菜单。选取此前创建的粗加工序列，系统打开序列设置菜单。选择其中的刀具、 参数后，单击完成命令以进行详细定义。 刀具设置 对刀具进行以下设置：设置刀具名称为 DR05，类型为外圆角铣削，刀具号为 2，材料为 HSS，单位为毫米，凹槽编号为 4，直径为 6，长度为 100，外圆角为 0.5，其余保持系统默 认值。 加工参数设置 刀具定义完成后，系统自动弹出制造参数对话框，以进行加工参数的定义。如图 5-30 所示 图 5-30 参数树的设定 模拟加工演示刀具路径如图 5-31 所示 图 5-31 生成的刀具轨迹 在 NC 序列菜单中使用完成序列菜单命令，完成 NC 序列的定义，系统返回到加工菜单。 6.精加工 生成刀具加工路径 在加工菜单中依次选取 NC 序列新序列精加工3 轴完成菜单命令。系统打开序 列设置菜单。在序列设置菜单中勾选刀具、参数、窗口后，单击完成命令以进行详细定义。 设置刀具名称为 D4R05，刀具号为 3，类型为端铣削，材料为 HSS，单位为毫米，凹 槽编号为 4，直径为 4，长度为 100，外圆角为 0.5，其余保持系统默认值。 加工参数设置 刀具定义完成后，系统自动打开制造参数菜单，以进行加工参数的定义。在制造参数菜 单中单击设置命令，打开参数树对话框，设置具体的加工参数，如图 5-32 所示。 图 5-32 参数树对话框 定义铣削窗口 单击工具栏中铣削窗口按钮，系统打开铣削窗口操控面板。铣削窗口操控面板中选择草 绘按钮，系统默认选择退刀面作为草绘平面，但击铣削窗口操控面板中定义内部草绘按钮， 系统打开草绘对话框，并提示选取参照，选取凹模底部曲面为底部参照，单击确定按钮，进 入草绘状态。 在选项选项卡中单击选取在窗口外围线上选项，以定义刀具中心到达窗口轮廓线。 在铣削窗口操控面板中单击预览按钮，袁兰生成的铣削窗口。 单击完成按钮，完成铣削窗口的创建。 演示刀具路径 在 NC 序列菜单中使用演示轨迹屏幕演示菜单命令，系统弹出播放路径对话框。 生成的刀具路径轨迹如图 5-33 所示。 图 5-33 生成的刀具轨迹 7.生成加工 NC 代码 在 NC 序列菜单，使用其中的完成序列命令，系统返回加工菜单。 在加工菜单中使用 CL 数据命令，系统打开如图 5-34 所示的 CL 数据菜单。 图 5-34 CL 数据菜单 在 Cl 数据菜单中使用输出命令，系统打开输出菜单和选取特征菜单。 在选取特征菜单中使用操作命令，系统打开选取菜单菜单。 在选取 OP010 后，系统打开如图 5-35 所示的轨迹菜单。 在轨迹菜单中使用文件命令，系统打开如图 5-35 所示的输出类型菜单。 勾选 CL 文件、MCD 文件、交互选项，然后单击完成命令。 图 5-35 轨迹菜单和输出类型菜单 进行后处理是，系统弹出后置处理选项菜单，可以使用系统默认选项，直接单击完成 命令。系统弹出如图 5-36 所示的后置处理列表菜单，选取其中一个后置处理配置文件，即 可生成 NC 文件。 图 5-36 和后置处理列表菜单 第六章第六章 结论结论 6.1 工作小结 在国内三维造型与加工市场中，Pro/ENGINEER 以其参数化的操作方式一直在业内占有 重要地位，该软件的引入与应用程度正日渐增强。根据我们在网上和查看了一些书籍的后， 不难看出该软件的模块多，应用范围大，所以想彻底地掌握和了解它有一定的难度。而目前 国内所有出版的图书大都集中在 CAD 模块上，对于其在 CAM 方面的应用则讲解甚少，所以在 这次毕业设计中我选了个 CAD/CAM 并存的课题，借此机会能多了解一些关于 CAM 的知识和应 用。而我本次毕业设计的目的就是：通过自己设计鼠标上盖作为参考零件生成模具的型芯与 型腔，进而通过使用 Pro/E 加工出模具的型芯与型腔。 通过学习，我对该软件有了很深的了解，该软件的 CAD/CAM 加工技术在生产制造方面具 有以下优点：减少加工前的准备工作；减少操作程序及人为误差；提高加工灵活性；减少产 品检验所需的成本；生产时间控制容易；产品精度高和加工重复性好，造型思路严谨。也正 因为 CAD/CAM 制造技术具有上述特点，因此在各方面制造业起到了相当大的作用。尤其是针 对模具产品，及那些外型复杂加工精度要求高的零件更加突出了 PRO/E 里面 CAD/CAM 的综合 应用。 4.2 工作展望 为期一个学期的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学 期的时间里我学到了很多知识和技能。作为一名模具专业的大专生，我在大学三年的学习生 活中，系统地学习了模具以及机械相关专业的个门课程。我们的课程以模具、机械为基础， 进一步学习制图，机械和计算机方面的应用软件。在这次毕业设计中，我深入的学习了 Pro/E 这门软件的很多知识，同时通过这次毕业设计还使我了解了毕业论文的写作格式，熟 悉了 offic 系列软件在文字处理与排版等方面的使用。 总之，这次毕业设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了 Pro/E 设 计与制造的步骤与方法，巩固了我的制图知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解 决问题的能力，为今后的工作打下了坚实的基础。 参考文献参考文献: 1刘彦召.Pro/ENGINEER 野火版 3.0 模具设计与加工.北京电子工业出版社，2007 年 10 月 2.柳迎春.Pro/ENGINEER Wildfirl 曲面造型设计.清华出版社，2004 年 5 月 3.周四新.Pro/ENGINEER Wildfirl 实用设计百例.清华出版社，2005 年 3 月 4.彭建声.模具设计与加工速查手册（精装）.机械工业出版社 5.林清安.Pro/ENGINEER 2.0 零件装备与产品设计. 电子工业出版社 ，2005 年 4 月 6.刘万菊.数控加工工艺及编程.机械工业出版社，2007 年 1 月 7.颜伟主编.数控加工技术.西南交通大学出版社，2007 年 2 月 8.曹岩.Pro/ENGINEER3.0 曲面建模实例精解.北京机械工业出版社，2007 年 1 月 9.詹友刚.Pro/ENGINEER 中文野火版 3.0 曲面设计教程.北京机械工业出版社，2007 年 6 月 10.葛正浩，田普建.Pro/E 模具数控加工.北京工业出版社，2007 年 7 月 11.何桂平.数控加工自动编程.北京化学工业出版社，2009 年 8 月 12.肖黎明,胡仁喜.Pro/ENGINEER 中文版 Wildefire4.0 数控加工从入门到精通.北京机械工业 出版社，2008 年 1 月 13.张跟化,黄利,张华.Pro/ENGINEER Wildefire4.0 中文版模具设计.北京科学出版社，2009 年 14.詹熙达.CATIA V5 数控加工实例精解.北京机械工业出版社，2008 年 4 月 附件： 大学本科生毕业论文(设计)规范 一、毕业论文（设计）格式规范一、毕业论文（设计）格式规范 一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容： （一）题目； （二）目录； （三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）； （四）附录。 具体分述如下： （一）题目 题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题 目一般不超过 20 个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。 （二）目录 毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者 思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次 下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。 (三) 论文主体 1、中英文摘要及关键词 摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果 和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以 200-300 个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般 35 个。其中 英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。 2、正文 包括引言、正文、结论等部分。 （1）引言 引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容， 通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的 历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课 题的意义等。 （2）正文 正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的 材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课 题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的 要求是一致的。即： 主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题； 论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力； 结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解； 逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。 （3）结论 结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本 篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意 精炼准确、总结提高、前后呼应。 3、致谢（无必要时可省略） 以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳 切，实事求是。 4、参考文献 毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅 读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列 入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列 写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。 (四)附录（无附录时可省略） 凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸； 篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）； 过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。 二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求 （一）书写规范（一）书写规范 1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。 2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号 使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。 3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体， 符号用斜体。 4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如 CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。 5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或 “衡师院”。 6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。 公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排， 也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。 7、文中引用某一公式时，应写成：“由式（5）可知”。 8、文中表格可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，表序必须连续。文中引用表格时， “表”在前，序号在后，如：“见表 8”。 表格格式可采用三线表，表格的名称和编号应居中， 并位于表格上方，表序在前，表名在后，其中空一格，表名末不加标点符号。如： 9、文中插图都应有名称和序号，可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，图序必须连续。 文中引用插图时，“图”在前，序号在后，如：“见图 12”。图的名称和编号应居中并写于图 的