毕业设计（论文）-电话面板分模及型面数控加工程序.doc

毕业设计（论文）电话面板分模及型面数控加工程序院（系）: 机械工程系 专业名称 : 模具设计与制造 学生姓名 : 学生学号 : 指导教师 : 摘要IAbstractII1前言1 1.1 课题研究的意义和目的.11.2 国内外模具技术的发展及现状.31.3 本课题研究的主要内容.51.4 未来模具制造技术发展趋势.32 零件的工艺设计.52.1 凸模、凹模尺寸的确定.52.2 零件的工艺性分析.63 运用Pro/E对电话面板进行分模 83.1 Pro/E概述 83.2电话面板进行分模 104 电话面板Master CAM三维数控加工工艺方案的制154.1 Master CAM概述 154.2 Master CAM的功能模块 154.3 Master CAM的加工模块 164.4 Master CAM的加工 164.5 工件分析.164.6 工艺分析.164.7 数控加工及编程.185 总结.276谢辞.287参考文献.298附录程序.30 1 前 言1.1课题研究的意义和目的模具被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。由于模具对社会生产和国民经济的巨大推动作用和自身的高附加值，世界模具市场发展较快，当前全球模具工业的产值已经达到600亿至650亿美元，是机床工业产值的两倍。中国注塑模具行业也在快速发展，中国模具产品产值已从1993年的110亿元增长到1997年的200亿元，并超过了机床产品的产值，到2002年增长到360亿元，1996年2002年间的年均增长速度达到14%以上，在某些行业年均增速更是高达100%。2003年模具产值已达450亿元，增长25%以上，出口3.368亿美元。目前中国模具产品已经形成10大类46个小类，模具生产厂点两万多家，从业人员约50万人。在所有模具产品中，自产自用的比例占大部分，2003年实现了商品化流通的模具占45%左右。在10大类模具产品中，塑料模具的比例在2000年模具总量中已达到36%，2002年则接近40%，塑料模具在进出口中的比重更是高达50%60%，并且随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。近年来，中国塑料模具工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量在世界位居第二，2001年达到2000万吨。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通、邮电等领域发展迅猛，掀起了一股国内外厂商投资的热潮。本次毕业设计我的设计课题是按钮分模及型面数控加工程序设计，其内容为设计完成按钮的曲面造型及铸模零件图、制定三维数控加工方案，设计加工路线，利用CAM软件编制符合数控系统要求的数控加工程序，并在CAM软件中进行加工的仿真演示。即要求我做出以下几个部分：反求实物形面、三维造型、铸模零件、数控加工以及编制加工程序。这几个步骤是从头至尾一环扣一环的，每一个步骤都是必不可少的，每个步骤都需要认真的做好，本课题所包含的几个部分，连接起来，其实就是一个逆向工程的过程。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。做一个逆向设计的工作，可能比做一个正向设计更具有挑战性。在设计一个产品之前，首先必须尽量理解原有模型的设计思想，在此基础上还可能要修复或克服原有模型上存在的缺陷。从某种意义上看，逆向设计也是一个重新设计的过程。在开始进行一个逆向设计前，应该对零件进行仔细分析，主要考虑以下一些要点：（1）确定设计的整体思路，对自己手中的设计模型进行系统地分析。面对大批量、无序的数据，初次接触的设计人员会感觉到无从下手。这是应首先要周全地考虑好先做什么，后做什么，用什么方法做，主要是将模型划分为几个特征区，得出设计的整体思路，并找到设计的难点，基本做到心中有数。（2）确定模型的基本构成形状的曲面类型，这关系到相应设计软件的选择和软件模块的确定。对于自由曲面，例如汽车、摩托车的外覆盖件和内饰件等，一般需要采用具有方便调整曲线和曲面的模块；对于初等解析曲面件，如平面、圆柱面、圆锥面等则没必要因为有测量数据而用自由曲面去拟合一张显然是平面或圆柱面的曲面。只有首先掌握了这些内容，才能真的做好逆向设计。仿制是产品发展的原动力，逆向工程是产品研发的有效途径。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。逆向工程的整个实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。它把测量仪器、CAD/CAM/CAE软件、CNC机床有机而又高效地结合在一起，成为产品研发和生产的一个高效、便捷的途径。逆向工程是一项开拓性、实用性和综合性很强的技术，逆向工程技术已经广泛应用到新产品的开发、旧零件的还原以及产品的检测中，它不仅消化和吸收实物原型，并且能修改再设计以制造出新的产品。但同时设计过程中系统集成化程度比较低，人工干预的比重大，将来有望形成集成化逆向工程系统，以软件的智能化来代替人工干预的不足。由于塑料模具具有很多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批生产中得到大批的应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的车灯、高压容器封头以及航空航天的精密塑料件、公路上的信息灯均需塑料模具。初略统计，在汽车制造行业中，有60%-70%的灯具是采用塑料模具制造工艺制成的，利用塑料模具工艺制造零件所占的劳动量为整个汽车工业劳动量的10%-15%。在电子产品中，塑料模具铸造件的数量约占零件总数的50%以上。在飞机、导弹、各种枪弹与炮弹的生产中，塑料模具制造所占的比例也相当大。人们日常生活中所用的塑料制品，模具制造件所占的比例更大，如脸盆、水瓶、塑料餐具等都是塑料模具制造产品。占世界塑料产量60%-70%以上的板材、管材及型材，其中大部分是通过塑料模具制成成品的。在许多先进的工业国家里，利用塑料模具生产和模具工业得到高度的重视，例如美国和日本，模具工业的产值已超过机床工业，模具工业已成为重要的产业部门。随着工业产品的不但发展和技术水平的不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好件所代替。可以说，利用模具生产已成为现代工业生产的重要手段和发展方向，是提高生产率、提高产品质量、降低成产成本、进行产品更新换代的重要保证。但是，中国塑料模具无论是在数量，还是质量上 技术和能力等方面都有很大的进步，但与国民经济的发展的需求 世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需要大量进口。在总量供不应求的同时， 一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势，并且如果模具技术能够提高则对中国国民经济又恨的影响，所以对模具的研究是必要的。1.2国内外模具技术发展及现状1.2.1国内方面：80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，在未来的模具市场中，塑料管件在模具总量中的比例还将逐步提高。当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造企业逐渐向发展中国家转移，我国正成为世界模具大国。目前我国的模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。 近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，我国模具行业迎来新一轮的发展机遇的同时，也将面临巨大的挑战.目前我国存在一方面模具产业规模不断扩大，一方面模具技术人员短缺的问题，这在一定程度上影响了国内模具企业的生产质量。为解决这一问题，模具技能型人才的培养是关键，模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具，能简化模具制造工艺、缩短制造周期（比普通钢模制造周期缩短70%至90%）、降低模具生产成本（比普通钢模制造成本降低60%至80%），在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。经过半个世纪的发展，模具水平有了较大提高。在塑料管件模具方面已能生产19万吨，上规模，高水平的企业越来越多！由于他的抗腐蚀、廉价等优秀品质，被应用于我国现代化建设的各个领域。精密塑料模具方面，已能生产医疗塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。所生产的这类塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm至0.05mm，表面粗糙度Ra0.2微米，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10至30万次，淬火钢模达50至1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%至80%相比，差距较大。虽然如此，我国的模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距1.2.2国外方面：我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，我国模具进出口之比为3.7比1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。1.3 本课题研究的只要内容在巩固机械类基础课和专业课的基础上，学习和初步掌握按钮模具的设计方法和原理，利用UG NX三维CAM软件，设计一个给定的按钮零件的模具分型面与模具，并对模具的材料与结构进行分析计算，确定模具制造工艺与模具材料及结构尺寸，在设计分型面后，制定三维数控加工方案，设计加工路线，选取合理的切削要素，进行CAM软件中进行加工仿真，最后得到数控加工程序。分阶段完成调研，方案论证，结构设计计算与分析，UG NX三维建模，毕业设计论文写与整理工作，通过本课题的设计与研究，了解零件模具的一般设计方法与制造工艺，学习UG NX三维CAM的操作使用与设计思想，掌握综合运用所学UG NX，机械原理，机械设计，计算机辅助设计与制造等知识的能里和解决实际问题的能力，培养勇于实践，开拓创新的精神。通过本课题的研究与设计，我了解了工艺工装设计的全过程，学会综合应用所学的机械原理、机械设计、制造工艺学等知识解决实际工程问题的能力，拓宽了在注塑零件的工艺与模具设计方面的知识，进一步熟悉了UG NX软件，提高了综合工程素质，培养了我自学、勇于实践、开拓创新的精神，由于这是我们初次接触模具的相关知识，本毕业设计课题的模具设计存在一些考虑不周到不完善的地方，希望各位老师给予宝贵的意见与指导。1.4未来五年模具产品发展的趋势及重点1.4.1趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业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、集成化方向发展。 模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.4.2重点 大型及精密塑料模具塑料模具占模具总量近40%，而且这个比例还在不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑封模具，也电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等。目前虽然已有相当技术基础并在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元，“十一五”期间应重点发展。 其他高技术含量的模具其他高技术含量的模具占模具总量近8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸模技术含量高，难度大。镁合金压铸模和真空压铸成形模目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线塑胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。这些高技术含量的模具在“十一五”期间也应重点发展。2 零件的工艺设计2.1凸模、凹模尺寸的确定结合该模具的特点，工作零件的形状相对复杂，适宜采用数控机床3轴加工。凹模的加工较凸模困难，所有的凹模孔均在同一凹模板上，宜于选取凹模板为制造基准件。由于零件是小于164*225的所以属于中小型零件，长宽不超过零件的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)长：164210210宽：225300300高：256060表2-1凸凹模基本尺寸表2.2零件的工艺性分析制造电话面板的材料是ABS塑料 ABS塑料-概述化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene比重1.05克/cm3，成型收缩率：0.40.7%ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，这三者的一般比例为20:30:50（熔点为175）。其特性是由三组份的配比及每一种组分的化学结构，物理形态控制，丙烯晴组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度，丁二烯表现的特性是抗冲击强度，苯乙烯表现的特性是加工流动性，光泽性。这三组分的结合，优势互补，使ABS树脂具有优良的综合性能。只要改变其三者的比例、聚合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如增加丁二烯的组份，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性亦变差。ABS具有刚性好，冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装，着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能。ABS是一种综合性能十分良好的树脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%0.4%，而且绝少出现塑化后收缩。ABS的特点：1、综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。2、与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 3 运用Pro/E对电话面板进行分模3.1 Pro/E概述在CAD/CAM领域，Pro/ENGINEER与AutoCAD、CATIA一样为业界所熟知。越来越多的企业采用Pro/ENGINEER进行产品的开发与设计，它的功能十分强大，它集多种功能模块于一体，涵盖了零件设计、零件装配、零件制造、钣金件设计、NC加工、模具开发与设计制造、有限元分析、机构运动仿真和PDM（产品数据管理）等多方面。自二十世纪八十年代首次问世以来，Pro/ENGINEER就引起了人们的极大兴趣，特别是受机械方面过程技术人员的青睐。Pro/ENGINEER以其参数驱动（参数化）而名扬业界，并迅速广泛应用于航空航天、机械、电子、模具、汽车和玩具等行业。Pro/ENGINEER是世界上最成功的CAD/CAM软件之一，它是美国PTC公司的产品。该公司1985年成立于波士顿，现已发展为全球CAD/CAE/CAM/PDM领域最具代表性的著名软件公司，其软件产品的总体设计思想体现了MDA（Mechanical Design Automation）软件的新发展，所采用的新技术比其他MDA软件具有更多优越性。Pro/ENGINEER的功能非常强大，为工业产品设计提供完整的解决方案，广泛用于造型设计、机械设计、模具设计、加工制造、机构分析、有限元分析级关系数据库管理等各个领域。主要包括三维实体造型、装配模拟、加工仿真、NC自动编程、有限元分析等常规功能模块，同时也有模具设计、钣金件设计、电路布线、装配管路设计等专有模块，以实现DFM（Design For Manufacturing），DFA（Design For Assembly）、ID（Inverse Design）和CE（Concurrent Engineer）等先进的设计方法和模式。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品，Pro/ENGINEER软件能将设计至生产的全过程集成到一起，让所有的用户能够进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。Pro/ENGINEER系统的主要热症如下。真正的全数据相关性：任何位置的修改都会自动反映到整个系统中所有相关位置。这样就彻底改变了自由建模时的系统数据不相关，减少了修改时需要修改所有位置的麻烦。具有管理并发进程、实现并行工程的能力：整个Pro/ENGINEER系统使用统一的数据库，使零件数据管理更加容易和科学。具有强大的装配能力，并且可以实现计算机模拟加工，能够始终遵循设计者的设计意图，并帮助设计人员实现设计意图。容易使用，可以极大的提高设计效率：Pro/ENGINEER使用标准的视窗操作，易于用户学习和使用，完成过程设计任务。Pro/ENGINEER系统用户界面简洁，概念清晰，符号工程人员的设计思想与使用习惯：整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型，Pro/ENGINEER建立在工作站上，系统独立于硬件，便于移植。PTC公司及时更新Pro/ENGINEER的版本，不断地修改与更新人机交互界面，增强Pro/ENGINEER的功能，为三维CAD/CAE/CAM软件界带来了强大的冲击。目前，Pro/ENGINEER的最新版本为Pro/ENGINEER Wildfire 4.0。3.2对电话面板进行分模此部分是在Pro/E的制造模块中进行的。测量器前盖原型如下图3-1 图3-1 电话面板原型首先，我们需要对造型进行装配。在“制造”的模式下打开一个“模具型腔”新文件。从菜单管理器里加载需要装配的参照模型，即为前面所绘制的电话面板的3D图。图3-2 制造模具型腔进去以后要注意的就是要选取中国的mm为单位如3-3图3-3 选取单位进去以后打开模具模型装配模型选择电话面板为参照模型,打开以后选择缺省装配方式.图3-3导入参照模型一般注塑模具是要收缩后才能进一步加工. 通过上网查询后,我了解到电话面板的材料是普通的塑料ABS塑料,材料其收缩率为0.005：通过尺寸收缩后打开模具模型,创建工件,然后根据经验值算出凸凹模的尺寸大小 ,然后隐藏毛坯工件. 图3-4设置收缩率图 3-5创建工件 接下来就是分模面的选取. 打开插入以后点击模具几何选取打开分型面曲面,然后开始选取分型面,选取分型面的时候要注意了要选取最大的截面,同时要注意不要漏选,选取完以后复制粘贴,粘贴以后要注意有孔的地方要排除曲面并填充孔如3-4 图 3-6 分模面的选取设计分型面如图3-7图3-5 设计分型面延伸分型面如图3-8图 3-8 延伸分型面分割体积快如图3-9 3-9 分割体积块抽取零件如图3-103-10抽取模具元件模拟开模如图3-11图3-11模拟开模最后，将要加工的模具部件保存为IGS格式，这样就可以导入到Master CAM软件中进行数控加工和编程。4电话面板Master CAM三维数控加工工艺方案的制定4.1 Master CAM概述Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。Mastercam是目前功能最为强大的CAD/CAM软件，在汽车、航天、接卸制造等行业应用十分广泛，特别是在模具行业。它的特点是：A 在DESIGN模块中不仅可以设计编辑复杂的二维、三维空间曲线，还能生成方程曲线，同时其尺寸标注、注释等也比较方便。B MILL模块主要用于生成铣削加工刀具路径。C Mastercam的MILL模块支持2轴、3轴和多轴铣床加工系统。 4.2 Master CAM的功能模块Mastercam功能非常强大，涉及到工业设计与制造的各个方面，是业界最好的工业设计软件之一。功能模块：1.Design(CAD设计模块)二维和三维几何设计功能2.Mille、Lathe和Router（CAD模块）对造型对象编制刀具路线，通过后处理转换成NC程序。4.3 Master CAM的加工模块 MasterCAM系统包括有设计(CAD)和加工(CAM)两大部分。其中设计(CAD)部分主要由Design模块来实现，它具有完整的曲线曲面功能，不仅可以设计和编辑二维、三维空间曲线，还可以生成方程曲线；采用NURBS、PARAMETERICS等数学模型，可以以多种方法生成曲面，并具有丰富的曲面编辑功能。加工(CAM)部分主要由Mill、Lathe和Wire三大模块来实现，并且各个模块本身都包含有完整的设计(CAD)系统，其中Mill模块可以用来生成铣削加TIJ具路径，并可进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工以及多轴加工等的模拟；Lathe模块可以用来生成车削加工刀具路径，并可进行粗精车、切槽以及车螺纹的加工模拟；Wire模块用来生成线切割激光加工路径，从而能高效地编制出任何线切割加工程序，可进行2-4轴上下异形加工模拟，并支持各种CNC控制器。在加工基础模块中有以下加工类型：1 .点位加工2.平面铣削3.型腔铣削4.固定轴曲面轮廓铣削5.可变轴曲面轮廓铣削6.顺序铣削7.线切割加工4.4 Master CAM的加工在利用Master CAM加工电话面板之前，要熟悉Master CAM加工模块的基本应用以及面铣、平面铣、区域铣、角清根、2.5轴加工和3轴加工的应用4.5工件分析电话面板是由周边、凹槽、凸台以及曲面的零件。形状比较简单，需要进行表面精加工和凹槽的粗、精加工，侧壁的精加工、底面精加工和角清根。4.6工艺分析a、工件安装将工件放在垫块上，用平口钳夹紧.b、加工坐标系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顶平面加工工步表如表4-1工步刀具主轴转速进给量粗加工D16r2的圆鼻刀1500r/min1200mm/min粗加工D8r1的圆鼻刀2000r/min1000mm/min半精加工D4r2的圆鼻刀2500r/min800mm/min表 4-1加工工步表工步安排分析该零件的结构可以看出，主要成型部分的侧面都是非常陡峭的垂直面，因此在精加工时采用单一的等高切削方式进行加工。这样编程工作也简便得多。按照“粗加工半精加工精加工”的一般加工顺序，对电话面板进行整体的粗加工，侧面精加工。在粗加工时，选用挖槽的3D环绕走刀方式进行加工；侧面精加工和台阶精加工以及突起精加工均选用等高轮廓铣方式进行加工。首先要进行粗加工，将大部分余量切除。粗加工采用型腔铣的方式进行加工，走刀方式选择3D环绕走刀，每层切削深度最大为0.5。粗加工时选用D16r2的圆鼻刀，主轴速度为1500r/min，机床进给为1200mm/min。然后对凹模再进行半精加工加工，在半精加工时使用的D8r1的圆鼻刀，采用等高方式进行加工，切削深为0.5，设置主轴转速为2000r/min，机床进给为1000mm/min。最后一次精加工,刀具为D4r2, 采用等高方式进行加工，切削深为0.5，设置主轴转速为2500r/min，机床进给为800mm/min。初始化设计A、打开模型并进入加工模块a、打开模型文件b、检视模型c、进入加工模块d、设置加工环境e、创建几何体f、选择部件几何体g、创建刀具B、创建粗加工操作a、创建型腔铣操作b、确定父节点组c、确定几何体d、设置操作参数e、生成刀路轨迹并检视C、上盖凹模的侧面精加工a、创建等高轮廓铣操作b选择裁剪几何体c、设计操作参数d、生成刀路轨迹并检视D、台阶清角加工a、复制和粘贴b、修改参数c、生成刀路轨迹并检视E、利用UG NX CAM进行仿真演示，然后经过后只处理得到电话面板型面模具数控加工程序。4.7数控加工及编程1对凹模主体进行数控加工打开Master CAM软件进入加工环境。如图4-2图4-2 进入加工环境2.粗加工选择挖槽加工，设置加工参数如下图：图4-3设置挖槽加工参数 图4-4设置加工余量图4-5选择刀具运动方式和Z轴方向进刀量图4-6优化刀具路径图4-7生成刀具路径接下来进行半精加工，由于零件的侧面比较陡峭，所以采用轮廓铣进行半精加工，采用的是D8r1的圆鼻刀，主轴转速为2000r/min，进给速度为1000mm/min其参数设置如下图：图4-8轮廓铣的参数设置图4-9设置轮廓铣加工余量0.1图4-10设置刀具运动方式并优化刀具路径图4-11生成轮廓铣刀具路径最后一步是进行精加工，由于整个零件的加工面都比较陡峭，因此选用轮廓铣进行最终精加工，选用球头刀D4r2的圆鼻刀，主轴转速为2500r/min，进给速度为800mm/min，其加工参数设置如下图：图4-12选择刀具并设置进给速度和主轴转速 图4-13设置精加工余量为0图4-14设置刀具运动方式和z轴最大进刀量 图4-15生成精加工刀具路径图4-16设置毛坯的加工尺寸图4-17零件所有的加工程序 图4-18加工模拟后的零件5总结 我们毕业设计小组在赵险峰和刘海岷老师的指导和带领下通过翻阅资料、查看图纸和洛阳一拖集团工厂参观实习，使我们学到了与模具相关的很多知识。在这将近三个月的毕业设计时间里，我们在赵险峰和刘海岷老师的指导下顺利地完成毕业设计的任务。通过这次毕业设计，不仅综合了我们所学的知识，使我们对所学的知识进行回忆、温习、查漏补缺，更重要的是通过毕业设计拓宽我们对模具设计、制造等方面方面知识，而且使我对Master CAM和CAD进行了更深入的学习，加深了对一些命令的用法。这个课题的时候主要用到两个软件，Pro/E和Master CAM，刚开始接触这两个软件的时候完全都不知道如何运用这两个软件，经过后来慢慢的学习慢慢的摸索才开始入门，其实这个过程也告诉我们世上无难事只怕有心人，在学习上我们更应该秉承这种态度.这一学习的过程培养我们自学和运用所学的知识解决实际工程问题的能力和勇于实践、开拓进取创新的精神，以及认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意思和时间观念，养成良好的职业习惯。为我们即将踏上工作岗位迈出了人生重要的一步。6谢辞 从这学期一来，我们就开始慢慢的准备毕业设计，到今天，毕业设计已经完成了，这一切也快要落下帷幕了，回望几个月来自己走过的路发现自己又成长了不少。毕业设计不但是一个考验，也是一个锻炼的机会。它综合了大学学过的很多知识，也包括了一些现在社会上最热门的知识，把普通的书本知识和社会知识有效的融合在一起，也开拓了我的视野增长了我的见识。在这里我要感谢在毕业设计中认真负责指导我的赵险峰和刘海岷老师，从毕业设计题目的确定，到部分参考资料的收集和毕业设计过程中的指导，再到对各种文稿的审阅与指导，赵老师都是认真负责地指导我，才使我能顺利的完成任务。同时感谢三年来所有给予我帮助和教导的老师们，正是他们的教导使我奠定了做好这次毕业设计的理论基础。还要感谢本专业的胡葛同学和江子斌同学，因为他们懂的不少Pro/E和UG的知识，在我设计的过程中给了我不少好的建议和意见，帮助我进行设计。还有本组的何东同学，他在我遇到不懂的问题时能够和我一起讨论解决，收集的有用的资料也都拿出来我们一起学习，还有周围给我帮助和关心的同学们，在这里衷心的对你们说一句:谢谢你们!最后，要感谢学校和系里给了我这次毕业设计的机会，它锻炼了我，也令我有了新的成长，让我学习到了新的知识和新的理论。感谢各位的细心栽培，我相信自己一定不辜负各位的希望，将来在社会上做出一翻有前途的事业。7参考文献1 塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册(第三版).机械工业出版社，2002.7 2 周斌兴等.塑料模具设计与制造实训教程.国防工业出版社.2006 3 冯如设计在线等.Pro/engineer野火版4.0模具设计从入门到精通.人民邮电出版社.2009.1 4 卫兵工作室等.UG NX 数控加工实例教程.清华大学出版社.2006.6 8.附录程序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 X10.451 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-9.956N0300 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 Y10.249N0530 X9.751 Z-9.974N0540 Y9.549N0550 X9.651 Z-9.978N0560 Y-20.349N0570 X11.349 Z-9.904N0580 Y10.349N0590 X9.651 Z-9.978N0600 Y9.549N0610 X9.551 Z-9.982N0620 Y-20.449N0630 X11.449 Z-9.9N0640 Y10.449N0650 X9.551 Z-9.982N0660 Y9.549N0670 X9.451 Z-9.987N0680 Y-20.549N0690 X11.549 Z-9.895N0700 Y10.549N0710 X9.451 Z-9.987N0720 Y9.549N0730 X9.351 Z-9.991N0740 Y-20.649N0750 X11.649 Z-9.891N0760 Y10.649N0770 X9.351 Z-9.991N0780 Y9.549N0790 X9.251 Z-9.996N0800 Y-20.749N0810 X11.749 Z-9.887N0820 Y10.749N0830 X9.251 Z-9.996N0840 Y9.549N0850 X9.151 Z-10.N0860 Y-20.849N0870 X11.849 Z-9.882N0880 Y10.849N0890 X9.151 Z-10.N0900 Y9.549N0910 X9.051 Z-10.004N0920 Y-20.949N0930 X11.949 Z-9.878N0940 Y10.949N0950 X9.051