毕业设计38江苏食品职业技术学院电吹风的设计及数控自动编程

江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 1 绪论 本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这种背景下， CAD/CAM/CAE 技术得到迅速普及和极大发展。 海湾战争 结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中， CAD/CAM/CAE 技术便榜上有名。在为数众多的 CAD/CAM/CAE 软件中， 主流软件包种类繁多， PRO/E， UG， MASTERCAM 都是 其 中极品，但 PRO/E工业解决方案地位显赫，它是美国 PTC 公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航 空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是 CAD/CAM/CAE 领域少有的顶尖 “ 人物 ” 。 PRO/ENGINEER 软件 包括 的产品开发环境 支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。 PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等 ，其主要功能模块如下： 一、工业设计 (CAID)模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用 3D 可以生成实 体模型，但用 3D 生成的模型在工程实际中是 “ 中看不中用 ” 。用 PRO/E生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上， PRO/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。 二、机械设计 (CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图 1 中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E生成曲面仅需 2 步 3步 *作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、 网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此 PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。 三、 功能仿真 (CAE)模块 功能仿真模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话： “ 画虎画皮难画骨，知人知面不知心 ” 。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼，能 “ 看到 ” 零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近 20，仅此一项就取得了极大的经济效益。 四、 制造 (CAM)模块 在机械行业中用到的 CAM 制造模块中的功能是 NC Machining(数控加工 )。说到数控功能，就不能不提八十年代著名的 “ 东芝事件 ” 。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件 CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反 “ 巴统 ” 协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的 CAMMAX 软件就是一种数控模块。 六、 数据交换 (Geometry Translator)模块 在实际中还存在一些别的 CAD 系统，如 UG 、 EUCLID、 CIMATRTON、 MDT 等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD 数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用 。 本设计的通过应用 PRO/E3.0 来介绍电吹 风 的设计及数控自动编程。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 2 1 电吹 风 模型的建立 1.1 建立新文件 启动 Pro/E 系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“ F 盘”、“毕业设计”“确定”。完成工作目录的设置。 单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“零件”，子类型选择“实体”，输入文件名称： DFC， 取消选中的缺省模板，单击“确定”如图 1-1。 图 1-1 新建对话框 图 1-2 新文件选项对话框 在“新文件选项”对话框中选择“ mmns-part-solid”、单击“确定”如图 1-2。进入Pro/e 建模界面。界面显示坐标系 PRT-CSYS-DEF 及基准面 FRONT、 TOP、 RIGHT。 1.2 建立旋转特征 单击右工具条中的 按钮，弹出如图 1-3 所示的控制面板。单击“位置”、“定义”选取 FRONT 面为草绘平面，接受箭头默认的参考平 面和方向，单击“草绘”进入草绘器。绘制图 1-4 所示截面。单击 、返回图 1-3，单击右下角的 。 图 1-3 旋转操控面板 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 3 图 1-4 草绘截面 单击 ，完成的旋转体如图 1-5 所示。 图 1-5 旋转体 图 1-6 倒圆角操控面板 1.3 建立倒圆角特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-6 所示的控制面板，在角度中输入“ 25”，选择实体边界完成后如图 1-7 所示。 图 1-7 倒圆角后 图 1-8 拉伸操控面板 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 4 1.4 建立拉伸实体特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板，单击“放置”、“定义”、选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-9 所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“ 50”后单击右下角的 。完成的拉伸如图 1-10。 图 1-9 草绘截面 图 1-10 完成拉伸体 1.5 建立拉伸曲面特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如 图 1-8 所示的控制面板单击 ，单击“放置”、“定义”、选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-11 所示的截面，单击 在拉伸方式里选择 ，深度里输入“ 50”单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图 1-12，后单击右下角的 。完成的拉伸如图 1-13。 图 1-11 草绘截面 图 1-12 选项 图 1-13 完成拉伸曲面 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 5 1.6 建立拉伸曲面特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板单击 ，单击“放置”、“定义”、选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-14 所示的截面，单击 在拉伸方式里选择 ，深度里输入“ 50”，单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图 1-12，后单击控制面板右下角的 完成。 图 1-14 草绘截面 图 1-15 草绘截面 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板单击 ，单击“放置”、“定义”、选取基准面 FRONT 为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-15 所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“ 25”，方向向反方向，单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图 1-12，后单击右下角的 。完成的拉伸如图 1-16。 图 1-16 完成拉伸曲面 图 1-17 草绘截面 1.7 建立拉伸曲面特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板单击 ，单击“放置”、“定义”、选取基 准面 TOP 为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝上）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-17 所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“ 20” . 后单击右下角的 。完成的拉伸如图 1-18。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 6 图 1-18 完成拉伸曲面 1.8 合并曲面 选取要合并的曲面单击 ，进行曲面合并（只能选取两个曲面进行合并，）。合并结果如图 1-19。 图 1-19 完成曲面合并 1.9 由曲面生成实体 选取合并好的曲面，单击“编辑”菜单里的“实体化”选项，弹出图 1-20 所示控 制面板，单击右下角的 。完成操作，此时合并后的曲面生成为实体，并和前面的旋转体结合为一体。 图 1-20 曲面实体化操控面板 1.10 建立拔模特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-21 所示的控制面板如图 1-22 所示加亮的面江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 7 为拔模面，选取基准面 TOP 为拔模曲轴，在拔模角度里输入“ -2”。单击右下角的 后完成拔模特征。 图 1-21 拔摸操控面板 图 1-22 拔摸曲面 1.11 建立倒角特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-6 所示的控制面板，在角度中输入“ 3”，选择实体边界完成后如图 1-23 所 示。 图 1-23 倒圆角后 1.12 建立抽壳特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-24 所示的控制面板，在抽壳厚度中输入“ 2”，选择实体底平面和前端面作为去除面，单击右下角的 完成后如图 1-25 所示。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 8 图 1-24 抽壳操控面板 图 1-25 完成抽壳后 1.13 建立拉伸除料特征 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板，单击“ ”、再单击“放置”、“定义”、选取基准面 RIGHT 为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-26 所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“ 200”后单击右下角的 。完成的拉伸如图 1-27。 图 1-26 草绘截面 图 1-27 拉伸除料 单击右工具栏上的 按钮，进入如图 1-8 所示的控制面板，单击“ ”、再单击“放置”、“定义”、选取基准面 TOP 为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图 1-28 所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“ 30”后单击右下角的 。完成的拉 伸如图 1-29。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 9 图 1-28 草绘截面 图 1-29 最终的电吹风的外壳模型 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 10 2 电吹风模型模具型腔的建立 2.1 建立新文件 启动 Pro/E 系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“ F 盘”、“毕业设计”“确定”。完成工作目录的设置。 单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“制造”，子类型选择“模具型腔”，输入文件名称： MOLDING，取消选中的缺省模板，单击“确定”如图 2-1，弹出图 2-2 所示的对话框。选 取“ mms-mfg-mold”后再单击“确定”按钮进入建模界面。 图 2-1 新建对话框 图 2-2 新文件选项对话框 2.2 建立 Mold model （ 1）读取设计好的零件作为参考零件 单击右工具栏里的 按钮，弹出如图 2-3 所示的布局对话框和图 2-4 所示的打开对话框。选取图 2-4 中的零件单击“确定”，并弹出 2-5 所示的对话框，单击“确定”又返回到“布局”对话框。单击“参照模型起点与方向”下的箭头弹出如图 2-6 所示的菜单，单击“动态”弹出如图 2-7 所示的对话框，在旋转角度里输入“ 90”单击“确定”又返回到布局对话框，单击“布局起点”下的箭头再选取“ MOLD-DEF-CSYS”坐标系单击确定完成参考零件的布局。结果如图 2-8 所示。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 11 图 2-3 布局对话框 图 2-4 打开对话框 图 2-5 创建参考模型对话框 图 2-6 坐标系菜单 图 2-7 参照模型方向对话框 图 2-8 参照模型零件 （ 2）设置收缩率 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 12 单击右工具栏上的 按钮，弹出如图 2-9 所示的对话框，选取“坐标系”下的箭头，然后选取“ MOLD-DEF-CYSY”坐标系，在“收缩率”里输入“ 0.005”后单击 。 图 2-9 按比例收缩对话框 图 2-10 元件创建对话框 2.3 创建工件 单击右菜单管理器中的“模具型腔”、“创建”、“工件”、“手动”，弹出如图 2-10 所示的对话框，单击“确定”后又弹出图 2-11 所示的对话框选择“创建特征”单选框后单击“确定”。返回“模具模型”菜单管理器，单击“实体”、“加材料”、“拉伸”、“实体”、“完成”，进入图 1-8 所示的对话框，单击“设置”、“定义”单击右侧工具栏上的 选取“ MAIN-PARTING-PLN”面作为基准面向相反方向偏移 30 得到基准面 DTM1，接受系统默认的方向选取 FRONT 为参照面单击“草绘”进入草绘器，绘制如图 2-12 所示的截面后单击，在拉伸深度里输入 85 后点击 后完成工件的创建。此时工件为绿色。 . 图 2-11 创建选项对话框 图 2-12 草绘截面 2.4 创建分型曲面 （ 1） 复制参照零件的所有表面 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 13 单击右工具栏上的 进入创建分型曲面界面。单击“编辑”、“属性”弹出“属性”对话框，接受系统默认的名称单击“确定”。选取零件上表面的任意一个面（为了容易选取可以把工件隐藏起来），单击“编辑”、“复制”、“编辑”、“粘贴”打开粘贴对话框如图2-13，按住 CTRL 键的同时选取实体上所有上表面，然后单击 。再选取实体的上表面（有漏洞的面），单击 “编辑”、“复制”、“编辑”、“粘贴”打开粘贴对话框如图 2-13，把鼠标放在绘图区右击，从弹出的菜单里选“排除曲面并填充孔”再选取刚才选的曲面后单击 ，完成复制。 按住 CTRL 键不放选取模型树中的复制 1 和复制 2 如图 2-14，单击有工具栏上的 打开对话框，在对话框中单击“连接”单选按钮如图 2-15，按 。 图 2-13 粘贴操控面板 图 2-14 模型树 图 2-15 合并操控面板 （ 2）将复制的曲面延伸到工件 选取要延伸的曲线 1 单击“编辑”、“延伸” 打开延伸对话框，选择延伸到平面按钮 ， 再选择工件的平面，单击 。 选取要延伸的曲线 2 单击“编辑”、“延伸”打开延伸对话框，选择延伸到平面按钮 ， 再选择工件的平面，单击 。延伸结果如图 2-16。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 14 图 2-16 完成延伸曲面边界 （ 3） 填充分型曲面 单击“编辑”、“填充”打开填充对话框如图 2-17 所示，单击“参照”、“定义”选取“ MAIN-PARTING-PPIN”作为草绘面接受系统默认的参照和方向后单击“草绘”进入草绘器，绘制如图 2-18 所示的图单击 再单击填充对话框上的 完成。 图 2-17 填充操控面板 图 2-18 草绘填充截面 （ 4） 合并分型曲面 选取如图 2-19 所示的两个曲面单击 打开合并对话框。单击箭头改变方向后单击江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 15 。完成后如图 2-20 所示。单击右工具栏上的 完成分型曲面的绘制。 图 2-19 模型树 图 2-20 合并曲面 2.5 分模 单击右工具栏上的 ，弹出如图 2-21 所示的菜单，选择“两个体积块”、“所有工件”、“完成”，弹出如图 2-22 所示的对话框，选取 创建的分型曲面后单击确定弹出如图 2-23所示的对话框单击“着色”、“确定”。结果如图 2-24 所示。又弹出如图 2-25 所示的对话框，单击“着色”、“确定”。结果如图 2-26 所示。 图 2-21 模具菜单 图 2-22 分割对话框 图 2-23 属性对话框 图 2-24 下模 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 16 2-25 图 2-25 属性对话框 图 2-26 上模 2.6 抽模 单击右工具栏上的 ，弹出如图 2-27 所示的对话框单击 后再单击“确定”。接受系统默认的名称，点 。 图 2-27 创建模具元件 2.7 开模 （ 1） 隐藏参考零件、工件、分型曲面 单击 按钮，弹出图 2-28 所示对话框，选取“ MFG0001”、“ PRT0003”然后单击遮蔽按钮。再单击图 2-28 所示对话框上的分型面，选取 PART-SURF-1 将其遮蔽。单击关闭。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 17 图 2-28 模具菜单 图 2-29 遮蔽 -取消遮蔽对话框 （ 2）定义开模 单击右工具栏上的 弹出图 2-29 所示的菜单，单击“定义间距”、“完成 /返回”。选取移动件：选 取上模。选取移动参考方向：选取上模的上表面。输入“ 100”。以相同的方式移动下模想下 100。完成如图 2-30。 图 2-30 上、下开模状态 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 18 3 电吹 风 下模的加工 3.1 建立新文件 启动 PRO/E 系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“ F 盘 ”、“毕业设计”“确定”。完成工作目录的设置。 单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“制造”，子类型选择“ NC 组件”，输入文件名称： ZHIZAO，取消选中的缺省模板，单击“确定”。弹出对话框。选取“ mms-mfg-nc”后再单击“确定”按钮进入加工界面。 单击右菜单的“制造模型”、“装配”、“参考模型”进入打开对话框，选择mold-vol-1-1.part 后单击打开。弹出“放置”对话框选取缺省“确定”。 3.2 创建工件 单击“制造模型”、“创建”、“工件”在工件名称里输入“ PART”后单击确定 。弹出菜单选择“拉伸”、“加材料”、“完成”。弹出图 1-8 所示的对话框，单击“设置”、“定义”选取零件底面作为基准面，接受系统默认的方向选取 FRONT 为参照面单击“草绘”进入草绘器，绘制如图 3-1 所示的截面后单击 ，在拉伸深度里输入 60 后点击 后完成工件的创建。此时工件为绿色。 图 3-1 草绘截面 3.3 定义加工操作 单击右菜单管理器中的“制造设置”，弹出图 3-2 所示的对话框单击 NC 机床右边的，弹出“机床设置对话框”，接受系统默认的参数单击“确定”。又返回到“制造设置”。单击加工零点后的箭头，创建坐 标系。选取工件的上表面、 NC-ASM-PIGHT、NC-ASM-FRONT 确定其位置。单击退刀后面的箭头弹出图 3-3 所示的对话框，选取“沿 Z 轴”在里面输入“ 10”、“确定”。返回“操作设置”，在“公差”里面输入“ 0.01”、“确定”。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 19 图 3-2 操作设置对话框 图 3-3 退刀选取对话框 （ 1）创建 NC 加工类型 单击菜单管理器中的“加工”、“ NC 序列”、“体积块”、“ 3 轴”“完成”。弹出图 3-4 所示的菜单，单击“完成”。弹出图 3-5 所示的“刀具设置”对话框 。在刀具类型里选择“端铣刀”。刀具直径里输入 12。单击“应用”、“确定”。 返回“制造参数”对话框图 3-6，单击“设置”弹出“设置”对话框，设置参数如图3-7 所示，单击“保存”“确定”。返回图 3-4 所示的菜单，单击“完成”。 图 3-4 序列设置菜单 图 3-5 刀具设置对话框 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文） 20 图 3-6 制造参数菜单 图 3-7 参数树对话框 3.4 创建体积块 单击主菜单上的“插入”、“制造几何”、“铣削体积块