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Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 机械维修及检测技术教育 班级学号： 机检0301- 18 学生姓名： 张崇波 指导教师： 刘朝华 教授 二八年 六 月天津工程师范学院本科生毕业设计基于Pro/MECHANICA的数控立铣刀优化设计The Optimization Of NC End-Mill Based On Pro/MECHANICA专业班级：机检0301学生姓名：张崇波指导教师：刘朝华 教授系 别：机械工程学院 2008 年 6 月摘 要Pro/E是美国PTC公司开发的大型CAD/CAM集成软件，Pro/MECHANICA软件是Pro/E自带的有限元分析软件，可以实现与Pro/E的完全无缝集成。同其它有限元软件相比，Pro/E软件可以完全实现几何建模和有限元分析的集成,而且PRO/E拥有参数化的功能，使我们进行有限元分析更加方便。立铣刀是典型的数控刀具之一，在各行各业中应用非常广泛，其结构有一定的复杂性。本文以高精度数控立铣刀中的四齿平头、二齿平头、二齿球头立铣刀为研究对象，将有限元设计方法引入数控刀具的强度、刚度分析中, 进行基于Pro/MECHANICA的数控刀具有限元分析，通过静态分析、局部灵敏度及全局灵敏度分析，得到优化的设计模型，完成刀具的优化设计。关键词： 数控立铣刀 有限元分析 灵敏度分析 优化设计 Pro/MECHANICAABSTRACTPro/E is the grand CAD/CAM integrated software of PTC Company in America. Pro/MECHANICA is the software of finite element analysis of Pro/E, and it can realize the seamless integration with Pro/E. Compared with other FEA software, Pro/E can realize the integration of geometry modeling and FEA. And Pro/E also have a function of parametric, so that it could be more easy when we run the finite element analysis.End mill is the classic NC cutter which is widely used in all kinds of fields，and its structure has a complication. Put a four-flute flat ,a two-flute flat and a two-flute ball of high precision NC end-mill as an example, this paper makes the FEA into the analysis of intension and stiffness of the NC cutter, and takes the FEA of NC cutter based on Pro/MECHANICA. Through the analysis of static, local sensitivity and global sensitivity, it can obtain the optimized design model. And so the optimized design of end mill can be completed.Key Words：NC End-Mill Finite Element Analysis Sensitivity Analysis Optimization Pro/MECHANICA 目 录绪论第一章CAD/CAE/CAM 的发展和展望1 1.1 CAD/CAE/CAM的发展历程 11.2 CAD/CAE/CAM的概念、作用和关系 21.3 CAD系统概述 21.4 CAE系统概述 3 1.4.1 概述31.4.2 CAE系统的主要功能 31.4.3 国外CAE技术概况 31.4.4 我国CAE技术现状 31.5 CAM系统概述 41.6 本课题的提出和研究内容 5第二章 基于Pro/E的有限元分析原理62.1 CAE子系统的框架及实现流程62.1.1 高精度数控刀具CAD/CAM系统简介62.1.2 CAE子系统的框架及实现流程 72.2 基于Pro/MECHANICA的有限元分析原理 72.2.1 Pro/ENGINEER软件简介72.2.2 有限元分析（Pro/MECHANICA）简介 92.2.3 基于Pro/M的有限元分析任务 9第三章 铣刀的特性与参数 103.1 刀具材料103.1.1刀具材料的发展状况103.1.2 刀具材料的选择依据 103.2 铣刀的铣削方式123.3 高精度刀具的设计参数13第四章 高精度数控立铣刀建模及有限元分析过程164.1 二齿平头立铣刀建模及有限元分析过程164.1.1二齿平头立铣刀在Pro/E环境下的建模及参数化164.1.2二齿立铣刀有限元分析过程 184.1.3 有限元分析前期工作184.1.4静态分析204.1.5 灵敏度分析 224.1.6 优化设计324.2 二齿球头立铣刀建模及有限元分析过程354.2.1二齿球头立铣刀在Pro/E环境下的建