香皂盒凸模的数控加工工艺设计

本科毕业设计（论文）毕业论文(20*届）香皂盒凸模的数控加工工艺设计学生姓名 学 号 系 别 专 业 指导教师 完成日期 本科毕业设计（论文）毕业设计综合实践任务书岗位名称 工程技术部岗位职责 工程技术员岗位能力要求 熟练掌握 Mastercam 软件，具有良好的机械设计基础。课题任务名称 CAM 香皂盒外型设计本课题完成的条件1、运用自己所学的 Mastercam 软件进行设计和开发；2、实习公司的工程师和学校辅导老师的帮助下完成此设计。3、熟悉掌握 Mastercam 的平面画图和三维设计。本课题任务要求技术应用设计要求1、 熟悉香皂盒的特点和设计过程；2、 从设计实际需要出发，选择设计方案；3、 制作完成香皂盒模型；4、 撰写设计过程书一份。工艺操作技能要求1、 香皂盒的设计实现，并实际操作通过；2、 企业现场设备安装、调试、维护、检测等操作实践训练，基本符合企业上岗要求。3、 设计与论文相关参考文献资料。进程安排要求1、 熟悉毕业任务书要求，或根据岗位开展调研选题和查阅文献资料2、 开题，确定设计方案，并进行方案论证。3、 设计计算、绘图、编制工艺、编制加工程序、生产制造、装配测试等。4、 产品或设计方案（图样）的优化与改进。5、 撰写毕业论文。6、 指导教师的过程指导和初稿的审评，提出修改意见并反馈。7、 资料整理并上交论文（制作的演示实物或图样成果） ，参加答辩。本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）工作进度计划表工 作 进 度 日 程 安 排9 10 11 12 01 02 03 04序号 毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务 月周 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 41 熟悉毕业任务书要求，或根据岗位开展调研选题和查阅文献资料2 开题，确定设计方案，并进行方案论证。3 设计计算、绘图、编制工艺、编制加工程序、生产制造、装配测试等。4 产品或设计方案（图样）的优化与改进。5 撰写毕业论文。6 指导教师的过程指导和初稿的审评，提出修改意见并反馈。7 资料整理并上交论文（制作的演示实物或图样成果） ，参加答辩。8注：1. 此表由导师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。本科毕业设计（论文）通信与信息工程系毕业设 计 (论文) 开 题 报 告 班级学号 姓名 专业方向 课题名称 香皂盒凸模的数控加工课题来源 科研 工程设计 生产工艺 其它 完成课题所需时间 同课题组相邻课题子课题组情况人员一.毕业论文选题依据随着人们生活水平的提高，消费者的价值观正在发生结构性的变化，呈现出多样性与个性化，用户对各类产品的质量，产品的更新换代速度以及产品从设计到投放市场的周期都提出了越来越高的要求，本文是利用 Mastercam X2 对香皂盒模型进行加工，完成实体工件。二.毕业论文选题目的和意义香 皂 盒 ， 属 于 生 活 日 常 用 品 ， 包 括 有 盒 体 和 盒 盖 ， 其 中 香 皂 盒 中 至 少 设 置 有 两 个 盒 体 ， 盒体 与 盒 体 之 间 为 上 下 垂 直 设 置 ， 盒 体 与 盒 体 之 间 通 过 支 撑 架 相 连 接 。 所 述 的 盒 体 内 还 至 少 设置 有 一 块 挡 板 ， 将 盒 体 内 的 空 间 至 少 分 隔 成 独 立 的 两 个 格 。 所 述 的 连 接 上 下 盒 体 间 的 支 撑 架为 一 面 或 对 应 的 两 面 封 闭 。三.选题的发展现状和前景展望香 皂 盒 ， 属 于 生 活 日 常 用 品 ， 包 括 有 盒 体 和 盒 盖 ， 其 中 香 皂 盒 中 至 少 设 置 有 两 个 盒 体 ， 盒 体与 盒 体 之 间 为 上 下 垂 直 设 置 ， 盒 体 与 盒 体 之 间 通 过 支 撑 架 相 连 接 。 所 述 的 盒 体 内 还 至 少 设 置有 一 块 挡 板 ， 将 盒 体 内 的 空 间 至 少 分 隔 成 独 立 的 两 个 格 。 所 述 的 连 接 上 下 盒 体 间 的 支 撑 架 为一 面 或 对 应 的 两 面 封 闭 。四.本课题要完成的主要内容通过 Mastercam X 绘制香皂盒的造型设计，香皂盒外壳的三维图，利用 Mastercam X 的加工的流程，对香皂盒凸模进行加工工艺的分析，选取合适的刀具，设计好香皂盒的加工程序，对香皂盒进行加工，最终完成香皂盒的设计与加工。五毕业论文提纲1.查找 Mastercam X 造型设计和加工程序的资料；2.分析香皂盒外形造型设计的过程；3.在 Mastercam X 上绘制香皂盒模型的三维实体图；4. 香皂盒凸膜的工艺分析；5.Mastercam X 加工设备及刀具的选择；6.Mastercam X 加工工序卡的设计；7.加工刀路及程序；8.完成本课题的设计。本科毕业设计（论文）审批意见：指导教师(签字)： 年 月 日教研室审批意见：教研室主任（签字）： 年 月 日本科毕业设计（论文）目 录引言 .11 Mastercam 概述 .12 工艺分析 .22.1 零件的三视图 .22.2 零件的工艺分析 .32.3 零件的数控加工分析 .33 香皂盒曲面的绘制 .43.1 打开软件 .43.2 绘图 步骤 .44 香皂盒曲面加工 .54.1 选择机床类型和刀具路径 .54.2 加工步骤 .54.2.1 曲面粗加工平行铣削 .54.2.2 曲面残料粗加工 .74.2.3 曲面精加工 .104.2.4 模拟加工 .114.2.5 数控加工程序 .13结论 .15致谢 .15参考文献 .16毕业设计（论文）进程检查评议表 .17毕业设计（论文）答辩记录表 .18毕业设计（论文）成绩考评表 .19本科毕业设计（论文）香皂盒凸模的数控加工摘 要：本文利用 Mastercam X 完成香皂盒的造型设计，对香皂盒凸模进行加工工艺的分析，选取合适的刀具，利用 Mastercam X 的数控铣削模块，进行香皂盒凸模的粗加工与精加工，最终完成香皂盒的计算机辅助设计与加工，并生成数控加工程序。关键词：香皂盒；CAM；平面视图；模具设计引言Mastercam 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，对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC 铣床、CNC 车床或CNC 线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。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。香皂盒，属于生活日常用品，包括有盒体和盒盖，其中香皂盒中至少设置有两个盒体，盒体与盒体之间为上下垂直设置，盒体与盒体之间通过支撑架相连接。所述的盒体内还至少设置有一块挡板，将盒体内的空间至少分隔成独立的两个格。所述的连接上下盒体间的支撑架为一面或对应的两面封闭。Mastercam 是由美国 CNC Software 公司开发的基于微机的 CAD/CAM 软件，V5.0 以上版本运行于Windows 操作系统。由于其价格较低且功能齐全，因此有很高的市场占有率。软件的 CAD 功能可以构建 2D 或 3D 图形，特别适用于具有复杂外形及各种空间曲面的模具类零件的建模和造型设计。在 CAM方面，它具有以下特点：（1）提供可靠与精确的刀具路径；（2）可以直接在曲面与实体上加工；（3）提供多种加工方式；（4）提供完整的刀具库、材料库及加工参数资料库1 Mastercam 概述Mastercam 是美国 CNC software,Inc 公司开发的 CAD/CAM 一体化软件，它集二维绘图、三维绘图、曲面设计、体素拼和、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身，对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC 铣床、CNC 车床或 CNC 线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。Mastercam 基于 PC 平台、支持中文环境、价位适中，对于广大的中小企业来说是最理想的选择。Master 有很多版本，最新的有 Mastercam X 和 Mastercam 9.0。Mastercam X 是将设计、铣削加工、车削加工和线切割四个功能模块集成到一个平台上，以全新的 Windows 界面风格展现，以适合广大用户习惯。Mastercam X 还可以设计实体模型、工程图纸等，并可以通过设置刀具路径，生成零件的数控加工程序。同时，提供强大的格式转换器，支持 IGES、ACIS、DXF、DWG 等流行存档文件的相互转换，进行企业间可靠的数据交换、且具备开放的 C-HOOK 接口，用户可以将自编的工作模块与Mastercam 无缝的连接。并可以与数控机床直接进行通信，将生成的 G 代码文件直接传入数控机床，为 FMS（柔性制造系统）和个 GIMS（计算机集成制造系统）的集成提供了支持。因此，Mastercam X 广泛应用与汽车、机械、电子、模具等众多行业的数控加工。Mastercam 9.0 具有强大的数控编程和数控加工功能，包括数控编程基础、G 代码数控编程、本科毕业设计（论文）手工 G 代码数控编程、Mastercam 自动数控编程、Mastercam 数控程序分析等内容。2 工艺分析2.1 零件的三视图图 2-1 零件的前视图图 2-2 零件的俯视图本科毕业设计（论文）图 2-3 零件的右视图2.2 零件的工艺分析由图 2-1 到图 2-3 可知，该零件结构非常简单，可用 Mastercam X 绘画出来。2.3 零件的数控加工分析（1）零件的尺寸 零件的毛坯已经在普通的机床加工到尺寸 120mm100mm40mm。（2）加工工步设置制定工件的加工工艺路线为：采用#130-M9.00 圆鼻刀-9.BULL ENDMILL1.RAD 进行曲面粗加工平行铣削，采用#127-M8.00 圆鼻刀-8.BULL ENDMILL1.RAD 进行曲面残料粗加工，采用#121-M5.00 圆鼻刀-5.BULL ENDMILL1.RAD 进行曲面精加工平行铣削。（3）刀具的选择工件的材料为 40Cr，刀具材料选用高速钢。（4）编制数控加工工序卡表 2-1 数控加工工序卡工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 主轴转速 r/min 进给速度 mm/min1 粗加工 T1 16 键槽刀 300 502 半精加工曲面 T2 16 球头铣刀 500 803 精加工曲面 T3 10 球头铣刀 1000 120本科毕业设计（论文）3 零件制造3.1 打开软件（1）打开 Mastercam X 软件。（2)单击新建按钮，创建一个新的绘图文件。3.2.绘图步骤（1）骨架线的绘制，在矩形对话框中设定宽度为“80” ，高度为“60” ， 单击矩形左边的线，并以Midpoint 方式捕捉左边线的中点作为相切点，然后输入半径为“80” ，屏幕上出现多条切线，选择需要的一条；用同样方法绘制出与矩形上边线相切的圆弧 R200，设定半径为 15，其余参数默认设置，之后选取 R80 与 R200 的圆弧绘制出圆角，绘制侧面骨架线，删除四条直线，打断稍长些的 R150 圆弧，效果图如 3-1。（2）香皂盒骨线及侧面轮廓线。效果图如图 3-2 所示。图 3-1 香皂盒骨架线本科毕业设计（论文）图 3-2 香皂盒骨线及侧面轮廓线4 香皂盒曲面加工4.1 选择机床类型和刀具路径选择铣削系统，刀具路径是选择曲面粗加工，再选择粗加工一行里的平行铣削和残料粗加工，最后选择曲面精加工里的平行铣削。4.2 加工步骤4.2.1 曲面粗加工平行铣削（1）选择曲面粗加工平行铣削，采用 20 直柄波纹立铣刀粗加工去除大部分余量，预留 1.5mm 半精和精加工量，串连选择分型面边界（注意串连两个边界线时都在左端中点作为串连起始点，串连方向一致）, 设置刀具参数进行加工。（2）设置参数如下。如图 4-1，图 4-2，图 4-3 所示。本科毕业设计（论文）图 4-1 曲面粗加工平行铣削的刀具参数图 4-2 曲面粗加工平行铣削的曲面加工参数本科毕业设计（论文）图 4-3 曲面粗加工平行铣削的粗加工平行铣削参数（3）加加工完成的图如图 4-4 所示。图 4-4 鼠标的粗加工平行铣削4.2.2 曲面残料粗加工（1）选择粗加工里的残料粗加工。（2）设置参数如下。如图 4-5，图 4-6，图 4-7，图 4-8 所示。本科毕业设计（论文）（3）加工完成的图如 4-9 所示。图 4-5 曲面残料粗加工的刀具参数图 4-6 曲面残料粗加工的曲面加工参数本科毕业设计（论文）图 4-7 曲面残料粗加工的残料加工参数图 4-8 曲面残料粗加工的剩余材料本科毕业设计（论文）图 4-9 香皂盒的粗加工4.2.3 曲面精加工（1）选择精加工里的曲面精加工平行铣削。（2）设置参数如下。如图 4-10，图 4-11，图 4-12 所示。（3）加工完成的图如图 4-13 所示。图 4-10 曲面精加工平行铣削的刀具参数本科毕业设计（论文）图 4-11 曲面精加工平行铣削的曲面加工参数图 4-12 曲面精加工平行铣削精加工平行铣削参数本科毕业设计（论文）图 4-13 香皂盒的加工4.2.4 模拟加工（1）用香皂盒单击验证已选择的操作，跳出如图 4-14 所示的对话框。（2）此时，界面如图 4-15 所示。（3）单击图 4-14 所示的标注。本科毕业设计（论文）图 4-14 验证已选择的操作的对话框本科毕业设计（论文）图 4-15 香皂盒的加工模型图 4-16 香皂盒加工完成本科毕业设计（论文）4.2.5 数控加工程序鼠标外壳的数控加工程序如下：%O0000N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T134 M6N106 G0 G90 G54 X31.378 Y-31.935 A0. S0 M5N108 G43 H134 Z5.3N110 Z3.3N112 G1 Z.3 F4.8N114 X-31.378N116 X-38.456 Y-27.022N118 X38.454N120 X41.759 Y-22.109N122 X-41.759N124 X-43.336 Y-17.196N126 X43.336N128 X44.195 Y-12.283N130 X-44.195N132 X-44.763 Y-7.37N134 X-8.901N136 X-6.194 Z.397N138 X-3.07 Z.433N140 X-.824 Z.45N142 X-.38 Z.455N144 X2.355 Z.433N146 X5.419 Z.398N148 X6.025 Z.379N150 X8.36 Z.3N152 X44.763N154 X45.048 Y-2.457N156 X10.792N158 X10.063 Z.338N160 X7.921 Z.408N162 X6.514 Z.449N164 X3.151 Z.481N166 X-.387 Z.493N168 X-1.419 Z.487N170 X-3.884 Z.481。本科毕业设计（论文）N4488 X17.379 Z-15.87N4490 X17.989 Z-15.921N4492 X18.221 Z-15.942N4494 X18.963 Z-16.001N4496 X19.591 Z-16.056N4498 X20.649 Z-16.175N4500 G0 Z-15.175N4502 Z-13.175N4504 Z-13.117N4506 X10.215 Y31.426N4508 Z-13.175N4510 Z-15.175N4512 G1 Z-16.175N4514 X9.876 Z-16.154N4516 X9.167 Z-16.123N4518 X8.719 Z-16.097N4520 X7.924 Z-16.07N4522 X6.607 Z-16.016N4524 X5.033 Z-15.98N4526 X4.367 Z-15.959N4528 X3.919 Z-15.954N4530 X3.341 Z-15.941N4532 X.016 Z-15.917N4534 X-3.249 Z-15.94N4536 X-3.89 Z-15.954N4538 X-4.323 Z-15.958N4540 X-5.061 Z-15.98N4542 X-6.513 Z-16.013N4544 X-7.915 Z-16.07N4546 X-8.672 Z-16.095N4548 X-9.147 Z-16.122N4550 X-9.721 Z-16.146N4552 X-10.207 Z-16.175N4554 G0 Z-15.175N4556 Z-13.175N4558 M5N4560 G91 G28 Z0.N4562 G28 X0. Y0. A0.N4564 M30%结论Mastercam 技术能将复杂结构产品，设计成为现代高级模具，从而为产品实现更大规模、标准化系列批量生产成为现实。与传统手工模比较，Mastercam 设计模具时间短，效率高，更精密，还能减少纸笔的浪费，有助于环保。本科毕业设计（论文）此外这次设计过程中还有不足之处，但我会更加努力，争取下次做到最好。通过此次设计使我在Mastercam 模具设计方面有不少的提高让我受益匪浅，让我明白学好专业知识的和重要性！要先打好基础，才有更光明的前程!致谢 经过长时间的撰写，此篇毕业论文终于完成了。由于时间仓促等原因，这篇文章中还是有很多的不足之处。本文在撰写过程中参考了大量资料，也得到我的指导教师傅建刚的精心指导。在此我要感谢在这篇论文的撰写过程当中给过我建议及帮助的老师和同学，特别是我的指导老师傅建刚老师，在他的帮助下，我才得已顺利完成此文，在此表示衷心感谢！ 本科毕业设计（论文）参考文献1屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:高等教育出版社,2001 2李澄,吴天生,闻百桥主编.机械制图.北京:高等教育出版社,1997 3塑料模设计手册编写组主编.塑料模设计手册(第二版).北京:机械工业出版社,2002 4许发樾主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，2002 5吴兆祥主编.模具材料及表面处理.北京:机械出版社,2000 6陈于萍主编.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社,2001 7冯炳尧，韩泰荣，将文森主编模具设计与制造简明手册 ，上海科学技术 本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）进程检查评议表院（系） 专业 班级 姓 名 学号 指导教师 傅建刚 指导教师 职称课题名称 香皂盒凸模的数控加工课题来源 工程设计 科研 生产工艺 其他1、开题报告 有 否 2、是否与专业相关 是 否3、设计任务书 有 否 4、是否有大纲 有 否资料情况 5、设计方案是否合理、可行 合理 不合理 可行 不可行开题阶段指导检查开题阶段的质量评价（学生开题阶段已完成的工作的质量情况）30 得分：工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）：认真 较认真 一般 不认真1、是否建立模型、拟定实验方案2、是否经过理论论证3、概念表述是否清楚、条理是否清晰4、是否有实验数据、数据是否真实可靠、图纸是否按照国家标准5、是否与设计任务书相符合6、结论（成果）是否正确，对实