鼠标壳体凸模设计及数控加工论文.doc

山东交通学院毕业设计 论文 I 摘 要 本文通过对鼠标的结构特点 使用要求的市场调研以及注塑模具分析 提出 了鼠标外壳设计方案 利用CAXA制造工程师设计出鼠标外壳 并且根据外壳的造型 设计了鼠标外壳的凸模 提出了从造型设计到数控加工刀具轨迹仿真 代码生成和 输送给数控机床等一体化的全面解决方案 从而缩短了模具的设计 制造周期 提 高了模具加工质量和精度 随着计算机 自动化及网络技术在制造系统中的应用 信息技术对制造技术 发展的作用目前已占到第一位 虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提 对设计 加工 成型 装配 维护等 经过统一建模形成虚拟的环境 虚拟的过程 虚拟的产品 本文最后对虚拟制造技术的应用前景作出了简略分析 矚慫润厲钐瘗睞枥庑 赖 关键字 CAXA 制造工程师 鼠标壳体 凸模设计 数控加工仿真 虚拟制造技术 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 II Abstract Based on the structural characteristics of mouse requirements of the use of market research and injection mold analysis puts forward the design scheme of the mouse shell Using CAXA Manufacturing Engineer to design a mouse shell shell and according to the design of the mouse shell punch made from the design to the NC machining tool path simulation code generation and transmission to the CNC machine tools such as the integration of the overall solution Thereby shortening the mold design mold manufacturing cycle improve the processing quality and precision 聞創沟燴鐺險爱氇谴净 With the development of computer automation and network technology in the application of information technology on the development of manufacturing technology the role now accounted for the first Virtual manufacturing technology is supported by the computer technology as the premise to design processing molding assembly maintenance and so on through the United Modeling the formation of virtual environment virtual process virtual product At the end of the article the application of virtual manufacturing technology has made a brief analysis of prospect 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟 Key words CAXA manufacturing engineer Mouse shell Punch design CNC Virtual manufacturing technology酽锕极額閉镇桧猪訣锥 山东交通学院毕业设计 论文 III 目 录 前言 1彈 贸摄尔霁毙攬砖卤庑 1 概述 2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔 2 鼠标成型工艺 4 2 1 鼠标塑件分析 4 2 2 鼠标塑件工艺的分析 4 2 3 成型工艺过程 4 2 4 鼠标塑件材料选用及特性 4 厦礴恳蹒骈時盡继價骚 3 鼠标外壳的三维建模 6 3 1 鼠标造型设计 6 3 1 1 草图绘制 6茕 桢广鳓鯡选块网羈泪 3 1 2 鼠标外壳拉伸增料 7 3 1 3 鼠标外壳曲面生成 8 3 1 4 创建主体的过渡圆角 9 3 1 5 保存实体文件 9 3 2 鼠标外壳凸模设计 9 4 鼠标凸模加工设计 11 4 1 加工工艺分析 11 4 2 后置设置 11 4 3 等高线粗加工及加工轨迹 12 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴 4 4 等高线精加工及加工轨迹 14籟丛妈羥为贍偾蛏练淨 4 5 轨迹仿真 15預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴 4 6 粗 精加工 G 代码生成 16 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦 4 7 生成工艺清单 17 5 鼠标凸模 NC 加工仿真 19 5 1 机床设置 19铙 誅卧泻噦圣骋贶頂廡 5 2 数控加工 20 6 虚拟制造技术的应用前景分析 22擁締凤袜备訊顎轮烂蔷 结 论 24贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 IV 致 谢 25坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚 参考文献 26蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘 附录 A 加工 G 代码 27 附录 B 鼠标凸模加工工艺清单 29 山东交通学院毕业设计 论文 1 前 言 从 1968 年第一只鼠标诞生至今 已经过去了近 50 年 在这漫长的时间里 无论 是表面兼容还是定位方面 鼠标的性能都有了飞跃式的提升 能够满足竞技游戏等用 户的高要求 鼠标是一种常用的电子计算机的输入设备 它可以对当前屏幕上的光标 进行定位 并通过按键和滚轮装置对光标所经过的屏幕区域进行操作 鼠标因形似老 鼠而来 mouse 全称 显示系统纵横位置指示器 鼠标从出现到现在是人类的计算 操作过程的简化 现在市场上有很多的鼠标产品 外形也应有尽有 但是无论形状是 如何的美观 最重要的还是手感和质量 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄 本文通过对鼠标的结构特点 使用要求的市场调研以及注塑模具分析 提出了鼠 标外壳设计方案 利用 CAXA 制造工程师设计出鼠标外壳 并且根据外壳的造型设计了 鼠标外壳的凸模 提出了从造型设计到数控加工刀具轨迹仿真 代码生成和输送给数 控机床等一体化的全面解决方案 从而缩短了模具的设计 制造周期 提高了模具加 工质量和精度 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴 本文第二章对鼠标成型工艺进行了分析 第三章重点描述了鼠标外壳的三维建模 第四章主要描述了对鼠标外壳凸模的加工设计 第五章则描述了数控加工过程 第六 章则是对虚拟制造技术的应用前景进行简要分析 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦 三维建模软件采用的是 CAXA 制造工程师 2004 版 是由我国北京北航海尔软件有 限公司研制开发的全中文 面向数控铣床和加工中心的三维 CAD CAM 软件 它基于微 机平台 采用原创 Windows 菜单和交互方式 全中文界面 便于轻松的学习操作 它 全面支持图标菜单 工具条 快捷键 用户还可以自有创建符号符合自己习惯的操作 环境 它既具有线框造型 曲面造型和实体造型的设计功能 又具有生成二至五轴的 加工代码的数控加工功能 可用于加工具有复杂三维曲面的零件 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑 本次设计中凸模的加工用到了 FANUC OIM 数控铣床 FANUC 系统是日本富士通公 司的产品 通常其中文译名为发那科 系统在设计中大量采用模块化结构 这种结构 易于拆装 各个控制板高度集成 使可靠性有很大提高 而且便于维修 更换 FANUC 系统设计了比较健全的自我保护电路 PMC 信号和 PMC 功能指令极为丰富 便于工具机 厂商编制 PMC 控制程序 而且增加了编程的灵活性 系统提供串行 RS232C 接口 以太 网接口 能够完成 PC 和机床之间的数据传输 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔 虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提 对设计 加工 成型 装配 维护等 经过统一建模形成虚拟的环境 虚拟的过程 虚拟的产品 通过仿真 及时 地发现产品设计和工艺过程可能出现的错误和缺陷 进行产品性能和工艺的优化 从 而保证产品质量 因此 目前对虚拟制造技术的应用前景的分析对未来制造业的发展 显得尤为重要 構氽頑黉碩饨荠龈话骛 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 2 1 概述 此次设计的课题是对鼠标壳体进行凸模设计以及数控加工 鼠标壳体的尺寸要求 如图 1 1 壳体三视图和轴测图所示 輒峄陽檉簖疖網儂號泶 图 1 1 壳体三视图和轴测图 Figure 1 1 shell view and axonometric drawing 通过对鼠标壳体的分析 需要用到三维建模软件对壳体进行三维建模 并应该能 生成 G 代码供数控加工使用 从而减少设计周期 现在机械设计中应用最多的就是 CAXA 制造工程师 并且能满足以上所有要求 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅 CAXA 制造工程师不仅是是一款高效易学 具有很好工艺性的数控加工编程软件 而且还是一套 Windows 原创风格 全中文三维造型与曲面实体完美结合的 CAD CAM 一 体化系统 CAXA 制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成 校验 一体化的全面解决方案 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒 CAXA 制造工程师将 CAD 模型与 CAM 加工技术无缝集成 可直接对曲面 实体模型 进行一致的加工操作 支持轨迹参数化和批处理功能 明显提高工作效率 支持高速 切削 大幅度提高加工效率和加工质量 通用的后置处理可向任何数控系统输出加工 代码 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴 基于 CAXA 制造工程师的数控加工中主要包括以下几个方面内容 首先是根据鼠标 三维图纸 对零件进行造型 其次是进行数控加工工艺分析 选定合适的加工方法进 山东交通学院毕业设计 论文 3 行相关参数的设定 最后加工仿真 生成 G 代码及相关工艺性文件 流程图如图 1 2 所示 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦 图1 2 CAXA 制造工程师加工流程图 Figure 1 2 CAXA manufacturing engineer processing flow chart鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫 数控加工采用的是 Nanjing Swansoft CNC 数控系统 FANUC OIM 型号数控铣床 该机床拥有真实感的三维数控机床和操作面板 动态旋转 缩放 移动 全屏显示等 功能的实时交互操作方式 支持 ISO 1056准备功能码 G 代码 辅助功能码 M 代码 及其它指令代码 支持各系统自定义代码以及固定循环 可以直接调入 UG PRO E Mastercam 等 CAD CAM 后置处理文件模拟加工 拥有 Windows 系统的宏录制和回放 可以选择工件选放 装夹 可以自定义基准对刀 手动对刀零件切削 带加工冷却液 加工声效 铁屑等 采用数据库管理的刀具和性能参数库 内含多种不同类型的刀具 支持用户自定义刀具功能 并拥有加工后的模型的三维测量功能 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹 所以 决定用 CAXA 制造工程师2004对鼠标壳体进行三维建模 在此基础上进行鼠 标壳体凸模的设计 进行数控轨迹仿真 生成 G 代码 用 FANUC OIM 型号数控铣床对 前面所设计的凸模进行加工 这样就有效缩短了设计周期 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 4 2 鼠标成型工艺 2 1 鼠标塑件分析 鼠标外壳整体为一薄壁壳体类零件 其尺寸为 100mmx60mmx30mm 没有侧向凸凹及 孔 但壳体表面由扫描面构成 塑件上表面要求光洁平整 无缩孔 飞边及毛刺 转角 处用圆角 R2 过渡 因此 此模具设计比较简单 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩 2 2 鼠标塑件工艺的分析 1 结构分析 该零件的形状为上表面为一光滑曲面 四周为平面 转角处用圆角 R2 过渡 塑件 的几何形状除能满足使用外观要求外 还做到尽可能使其对应的模具结构简单化 便 于加工成型 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘 壁厚 通常热塑性塑料的注塑件壁厚一般在 2 4mm 范围内 分析设计塑件功能 要求 确定塑件的壁厚为 2mm 设机制品应尽量减少壁厚和壁厚的不均匀性 这样有利 于缩短模塑间期 提高生产效率及节省材料 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉 脱模斜度 根据已选定的材料 ABS 其脱模斜度宜为 40 1 5 度 圆角 塑件面与面之间一般采用圆弧过渡 这样不仅可以避免塑件尖角处的毅 力集中 提高塑件强度 而且可以改善熔体在型腔中的流动状况 有利于充满型腔 便于脱模 鼠标的内外圆角以及三个壁面结合处的转角都设计成圆角 谚辞調担鈧谄动禪泻類 2 尺寸精度分析 尺寸是指塑件制件的总体尺寸 从所设计塑件的总体尺寸分 析得知 其尺寸较为合理 这就可以避免塑料熔体充不满模具型腔或使塑件不能正常 成型 塑件材料为 ABS 等级精度为 MT5 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩 3 成型方法 主要依靠注射成型机 柱塞式和螺杆式 和折射磨具来完成 ABS 塑料的成型加工性能良好 选用螺杆式注塑机进行注塑成型 1 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库 2 3 成型工艺过程 1 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 注射 保压 冷却 脱模 塑件送下工序 2 清理嵌件 预热 清理模具 涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射 2 4 鼠标塑件材料选用及特性 2 鼠标外壳的材料选择有多种 PT ABS 等等 因为经济性的考虑 一般选择 ABS ABS 树脂为不透明 白色或淡黄色的粒状 比重 1 02 1 08 ABS 树脂极易染色 其制品表面可喷涂和电镀 全名是 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞 山东交通学院毕业设计 论文 5 ABS 易吸水 使成形塑件表面出现斑痕 云纹等缺陷 为此 成型加工前应进行干 燥处理 在正常的成型条件下 壁厚 熔料温度对收缩率影响极小 要求塑件精度较高 时 模具温度可控制在 50 60 要求塑件光泽和耐热 应控制在 60 80 ABS 比热 容低 塑化效率高 凝固也快 故成形周期短 ABS 的表观黏度对剪切速率的依赖性很 强 因此模具设计中大都采用点浇口形式 纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛 ABS 具有如下特性 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 由高抗冲性 高耐热 阻燃 增强 透明级别 4 流动性较差 柔韧性较好 适于制作一半机械零件 减磨耐磨零件 传动零件 和电讯零件 5 注塑工艺分析 ABS 材料具有吸湿性 要求在加工前进行干燥处理 比重为 1 05 克 立方厘米 成型收缩率 0 4 0 7 一般取 0 5 成型温度 200 240 熔化 温度 210 280 建议温度为 245 模具温度 25 70 注射压力 500 1000par 注射速度 中等速度 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 6 3 鼠标外壳的三维建模 双击桌面图标进入 CAXA 制造工程师 2004 操作界面 3 1 鼠标造型设计 移动鼠标至导航栏左下角 选择 零件特征 按钮 单击鼠标左键 显示特征导 航栏 进入造型界面 3 1 1 草图绘制 3 1 在特征导航栏里选择 平面 XY 基准面 单击按钮 单击鼠标左键 或 按 F2 键 进入草图绘制状态 2 单击按钮进入绘制矩形命令 在命令窗口中选择 中心 长 宽 方式 并设定 长度 为 100 宽度 为 60 按回车键输入矩形中心 10 0 0 按右键确认 完成矩形绘制 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻 图 3 1 矩形 Fig 3 1 rectangular 3 单击圆弧功能图标 按空格键 选择切点方式 作一圆弧 与长方形右侧 三条边相切 图 3 2 画圆弧 Fig 3 2 circular arc drawing 4 单击删除功能图标 拾取右侧的竖边 右键确认 删除完成 单击裁剪 功能图标 拾取圆弧外的直线段 裁剪完成 结果如图所示 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼 山东交通学院毕业设计 论文 7 图 3 3 裁剪直线 Fig 3 3 cut a straight line 5 选择菜单项 造型 草图环检查 当草图没有问题 则出现如图所示提 示 图 3 4 草图环检查 Fig 3 4 sketch ring check 6 再次单击按钮 退出草图绘制环境 3 1 2 鼠标外壳拉伸增料 1 单击 拉伸 按钮 在对话框中输入深度 40 并确定 按 F8 键其轴测图如 图 3 5 所示 图 3 5 拉伸 Figure 3 5 Tensile 2 选择鼠标的下底面 绘制草图 绘制两个长方形 长度为 30 宽度为 20 退 出草图环境 进行 拉伸除料 命令 选择 贯穿 单击确定 挤貼綬电麥结鈺贖哓类 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 8 图 3 6 拉伸除料 Figure 3 6 stretch in addition to the material 3 单击按钮 在弹出的 拔模 对话框 拔模角度 中填入拔模角度值 5 中性面 选为下底面 面 拔模面 选为侧面 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈 图 3 7 拔模 Figure 3 7 Draft 3 1 3 鼠标外壳曲面生成 1 单击样条功能图标 按回车键 依次输入坐标点 60 0 0 40 0 25 0 0 30 20 0 25 40 0 15 右键确认 样条生成 单击扫描面功能图标 在立即菜单中 输入起始距离值 40 扫描距离值 80 扫描角度 0 系统提示 输入扫 描方向 按空格键弹出方向工具菜单 选择其中的 Y 轴正方向 拾取样条线 扫 描面生成 结果如图 3 8 所示 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫 图 3 8 扫描面生成 Figure 3 8 the scanning plane generation 2 单击菜单项 造型 特征生成 除料 曲面裁剪 系统弹出 曲 面裁剪除料 对话框 如图 选择生成的扫描面 选择 除料方向选择 箭头向上 单击 确定 按钮 完成操作 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺 山东交通学院毕业设计 论文 9 图 3 9 除料 Figure 3 9 In addition to material 3 单击曲面 点击 删除 按钮 单击右键 选择 隐藏 选择样条曲线 3 1 4 创建主体的过渡圆角 选择菜单项 造型 特征生成 过渡 或单击按钮 系统图弹出 过渡 对话框 在 过渡 对话框中 半径 设为 2 单击 边 选框 单击鼠标边界线 单击 确定 完成操作 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁 图 3 10 过渡 Figure 3 10 transition 3 1 5 保存实体文件 按 F8 键切换到轴测图 完成造型 保存文件 文件类型为 ME 数据文件 mxe 3 2 鼠标外壳凸模设计 双击桌面图标 进入 CAXA 制造工程师 2004 操作界面 进入 CAXA 制造工程师 2004 操作界面之后 点击工具栏中的 打开 按钮 弹出 打开 对话框 找出上次保存的 ME 数据文件 mxe 点击 打开 绽萬璉轆娛閬蛏鬮 绾瀧 1 选中零件的下底面 选择草图绘制图标 进入草图绘制环境第 点击键盘上 的 F5 使得下底面正对我们 以便于绘制草图 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙 2 单击矩形按钮 设置 中心 长 宽 方式 设定 长度 为 160 宽度 为 120 点击键盘上的 Enter 界面左下角提示输入矩形中心 输入 10 0 0 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 10 点击 Enter 完成矩形绘制 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉 3 选择菜单项 造型 草图环检查 4 单击按钮 退出草图绘制环境 5 单击 拉伸增料 按钮 弹出 拉伸增料 对话框 选择定位拉伸类型为 固定深度 设 深度 为 10 单击 确定 完成操作 按 F8 键切换轴测图 如 图 3 11 所示 4 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類 图 3 11 生成外壳凸模 Figure 3 11 to generate the shell punch 山东交通学院毕业设计 论文 11 4 鼠标凸模加工设计 4 1 加工工艺分析 1 准备工作 在这个阶段主要完成加工环境设计工作 在完成工艺方案设计的 前提下 在计算机上完成加工毛坯件设置 160mmx120mmx45mm 数控机床参数设置 使用 FANUC OIM 数控铣床加工机床 目的是建立一个三维工件的加工环境 栉缏歐锄棗 鈕种鵑瑶锬 2 确定加工方案 对以上零件的三维建模进行分析 按工艺方案的要求 根据 零件毛坯 夹具装配之间的空间几何关系 筛选最适用的加工方法 分析后数控加工 思路 采用等高线粗加工方法生成鼠标的外形 采用等高线精加工方法创建鼠标 精确外形 对实体造型进行进一步的工艺分析 根据加工性质修改增补造型 根据加 工特点以及加工能力 确定需要加工的三维实体面 再分析实体的组成情况拟定刀具 的进入路径 切削路径 退出路径 对刀具在运动中可能发生干涉的部位 应及时进 行加工环境的调整 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应 4 2 后置设置 1 选择 加工 后置处理 后置设置 命令 弹出后置设置对话框 2 增加机床设置 选择当前机床类型 如图 4 1 所示 图 4 1 后置设置 Figure 4 1 configuration settings 3 后置处理设置 选择 后置处理设置 标签 根据当前的机床 设置各参数 如图 4 2 所示 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 12 图 4 2 后置处理设置 Figure 4 2 processing settings 4 3 等高线粗加工及加工轨迹 5 1 设置加工参数 选择 加工 粗加工 等高线粗加工 在弹出的 等高线粗加工 参数表中设置加工参数 如图4 3所示 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺 图4 3 粗加工参数设置 Figure4 3 roughing parameters set 2 设置 刀具参数 如图4 4所示 山东交通学院毕业设计 论文 13 图4 4 刀具参数设置 Figure 4 4 tool parameter settings 3 设置 切削用量 如图4 5所示 图4 5 切削用量设置 Figure 4 5 Cutting the amount of set 4 确认 切入切出 下刀方式 加工边界 系统默认值 按 确定 退出 参数设置 5 按系统提示拾取加工轮廓 拾取设定加工范围的矩形后单击链搜索箭头 按 系统提示 拾取加工曲面 选中整个表面 然后按鼠标右键结束 如图 4 6 所示 詩 叁撻訥烬忧毀厉鋨骜 图4 6 拾取轮廓 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 14 Figure 4 6 pick up the outline of 6 生成粗加工加工轨迹 系统提示 正在计算加工轨迹 正在准备生成轨迹 然后系统就自动生成加工轨迹 如图4 7所示 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷 图4 7 生成加工轨迹 Figure 4 7 generate a processing path 7 隐藏生成的粗加工轨迹 拾取轨迹 单击鼠标右键在弹出菜单中选择 隐藏 命令 隐藏生成的粗加工轨迹 以便于下步操作 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻 4 4 等高线精加工及加工轨迹 1 设置等高精加工参数 单击 加工 精加工 等高线精加工 在弹 出的 等高线精加工 对话框中设置 加工参数 如图 4 8 所示 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減 图 4 8 设置精加工参数 Figure 4 8 set finishing parameters 2 设置切削用量参数 为了提高表面精度 将切削速度较粗加工时高 如图 4 9 所示 山东交通学院毕业设计 论文 15 图 4 9 设置精加工切削用量 Figure 4 9 Setting the finishing cutting parameters稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜 3 进退刀方式和铣刀参数按照粗加工的参数来设定 完成后单击 确定 4 按系统提示拾取整个零件表面为加工曲面 按右键确定 5 生成精加工轨迹 如图 4 10 所示 图4 10 精加工轨迹生成 Figure 4 10 finishing trajectory generation 4 5 轨迹仿真 1 按 可见 铵扭 显示所有已生成的粗 精加工轨迹 如图 4 11 所示 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 16 图 4 11 显示所有轨迹 Figure 4 10 finishing trajectory generation 2 单击 加工 轨迹仿真 命令 按系统提示同时拾取等高线粗加工刀具轨 迹与等高线精加工轨迹 按右键 系统进入仿真加工页面 将干涉设置成 所有干涉 按 播放 按钮 系统自动进行加工 加工完毕鼠标凸模成型 如图4 12所示 陽簍埡鲑 罷規呜旧岿錟 图4 12 轨迹仿真 Figure 4 12 Path Simulation 4 6 粗 精加工 G 代码生成 6 1 单击左侧 加工管理 等高线粗加工 后置处理 R 生成G代 码 系统弹出保存对话框 选择 txt 文件类型 指定文件名 以便以后数控仿真加 工时调用 点击 保存 单击右键 弹出粗加工代码的记事本 如图4 13所示沩氣嘮戇苌 鑿鑿槠谔應 山东交通学院毕业设计 论文 17 图4 13 粗加工G代码 Figure 4 13 roughing G code 2 单击左侧 加工管理 等高线精加工 后置处理 R 生成G代 码 系统弹出保存对话框 选择 txt 文件类型 指定文件名 以便以后数控仿真加 工时调用 点击 保存 单击右键 弹出精加工代码的记事本 如图4 14所示钡嵐縣緱 虜荣产涛團蔺 图4 14 精加工G代码 Figure 4 14 Finishing the G code 4 7 生成工艺清单 生成加工工艺清单的目的有三个 一是车间加工的需要 当加工程序较多时 可 以加工有条理 不会混乱 二是方便编程者和机床操作者的交流 以书面的形式表现 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 18 更清楚 三是车间生产和技术管理上的需要 加工完的工件图形方案 G 代码程序可以 保存 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮 工艺清单为 HTML 格式 可以用 IE 浏览器来看 也可以用 WORD 读取 可以根据模板生成整个加工的毛坯 模型 轨迹清单 可以生成加工统计汇总清 单 包含了基本信息 模型 毛坯 机床 其他 功能参数 function 刀具参数 tool 刀具路径参数 path NC 数据参数 加工总时间 总长度 general 等 謾 饱兗争詣繚鮐癞别瀘 点击 加工 工艺清单 弹出工艺清单对话框 如图 4 15 所示 图 4 15 工艺清单对话框 Figure 4 15 Process list dialog box 点击 指定目标文件的文件夹 在弹出的浏览文件夹中选择工艺清单要保存的 地址 点击 确定 填写零件名称 鼠标外壳凸模 拾取轨迹 拾取等高线 粗加工轨迹 等高线精加工轨迹 点击鼠标右键 返回 工艺清单 对话框 单击 生成清单 按钮 弹出 CAXA 工艺清单 界面 其工艺清单图 如图 4 16 所示 呙 铉們欤谦鸪饺竞荡赚 山东交通学院毕业设计 论文 19 图 4 16 生成工艺清单 Figure 4 16 to generate the process list 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 20 5 鼠标凸模 NC 加工仿真 双击图标 双击 选择型号 FANUC OIM 数控铣床 点击 运行 进入软件界面 5 1 机床设置 7 1 准备工作 按下急停按钮 点击程序保护按钮 如果回零按钮亮着 顺序点击 X Y Z 按钮 使机床回零 莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减 2 设置毛坯 点击界面左侧工件设置按钮 设置毛坯 定义毛坯尺寸 160 120 45 点击 更换毛坯 确定 麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶 3 选择装夹方式 点击界面左侧工件设置按钮 工件装夹 选择 工艺 板装夹 选择装夹方式 确定 选择工艺板装夹是为了使装夹方式不会影 响到铣刀加工 因为我们所加工的零件需要四周都要加工到 选择这种装夹方式避免 了铣刀与夹具的干涉 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬 4 对刀及刀具补偿 X 轴对刀及刀具补偿 点击界面左侧工件设置按钮 基准芯棒选择 选择芯棒型号 H 100 D 20 h 1 00 确定 回到加工界面 点击手动进给方式按钮 点击快速进给按钮 按下 X 快速移动 X 轴 使得工件靠近基准芯棒 按 下工具栏中右侧下拉箭头选择 YZ 视图 使得芯棒中心位于工件的正上方 按下 工具栏中右侧下拉箭头选择 XZ 视图 向 Z 轴负向移动靠近毛坯一侧 再移动 X 轴至靠近芯棒 时刻观察屏幕左下角提示 过松 过紧 合适 直到合适为止 点击 编辑按钮 点击 坐标系 点向下坐标移动至 01 号 输入工件原点至芯棒 中心的 X 向距离数值 点击 测量 X 轴对刀完毕 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙 Y 轴对刀及刀具补偿 回到加工界面 点击手动进给方式按钮 点击快速进给按钮 按下 Y 快 速移动 Y 轴 按下工具栏中右侧下拉箭头选择 XZ 视图 在 XZ 视图中使得芯 棒中心位于工件的正上方 按下工具栏中右侧下拉箭头选择 YZ 视图 向 Z 轴负 山东交通学院毕业设计 论文 21 向移动靠近毛坯一侧 再移动 Y 轴至靠近芯棒 时刻观察屏幕左下角提示 过松 过紧 合适 直到合适为止 点击编辑按钮 点击 坐标系 点向下坐标 移动至 01 号 输入工件原点至芯棒中心的 Y 向距离数值 点击 测量 Y 轴对刀完毕 灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹 设置刀具并添加刀具 点击界面左侧工件设置按钮 卸下测量芯棒 点击刀具管理按钮 添加 填写刀具号 选择球头刀 设置刀具直径为 8mm 刀杆长度为 120mm 转速 2400r min 进给率 6mm r 刀尖材料选择陶瓷 确定 将设置的刀具拉到 01 号 刀库中 添加到主轴 确定 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝 Z 轴对刀 点击 使得刀具在毛坯的正上方 点击 Z 并向负方向移动至轻轻加工到 毛坯 这时在界面中输入 Z 值 根据工件的原点与毛坯上表面的距离定 将此值输入 设定为加工零点 测量 到此 对刀完毕 攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸 5 2 数控加工 1 调入粗加工程序 点击 输入程序名 点击 键 点 击打开按钮 在弹出界面中找到前边我们保存的粗加工程序 打开 程序调入 结束 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺 2 粗加工 点击自动按钮 循环启动按钮 机床开始加工 粗加工完 毕之后的工件如图 5 1 所示 图 5 1 粗加工后的凸模 Figure 5 1 roughing after punch 3 调入精加工程序 点击 输入程序名 点击 键 点 击打开按钮 在弹出界面中找到前边我们保存的粗加工程序 打开 程序调入 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 22 结束 夹覡闾辁駁档驀迁锬減 4 精加工 点击自动按钮 循环启动按钮 机床开始加工 精加工完 毕之后的工件如图 5 2 所示 图 5 2 精加工后的凸模 Figure 5 2 After finishing the punch 山东交通学院毕业设计 论文 23 6 虚拟制造技术的应用前景分析 虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提 对设计 加工 成型 装配 维护等 经过统一建模形成虚拟的环境 虚拟的过程 虚拟的产品 通过仿真 及时 地发现产品设计和工艺过程可能出现的错误和缺陷 进行产品性能和工艺的优化 从 而保证产品质量 因此 未来对虚拟制造技术的广泛应用对未来制造业的发展显得尤 为重要 8 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝 实践证明 虚拟制造技术可以为企业带来六个方面的效果 1 提供影响产品性能 影响制造成本 影响生产周期的相关信息 以便使决策者 能够正确的处理产品的性能 制造成本 生产进度和风险之间的平衡关系 做出正确 的设计和管理决策 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠 2 提高产品的设计质量 减少设计缺陷 优化产品性能 3 提高工艺规划和加工过程的合理性 优化制造质量 4 通过生产计划的仿真 可以优化资源配置和物流管理 实现柔性制造和敏捷 制造 缩短制造周期 降低生产成本 5 通过提高产品质量 降低生产成本和缩短开发周期以及提高企业的柔性 以适 应用户的特殊要求和快速响应市场的变化 形成企业的市场竞争优势 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟 6 通过虚拟企业的概念以及具体的实践组成的快速响应部队 能在商战中为企 业把握机遇和带来优势 制造业要在竞争激烈的全球市场求得生存与发展 必须能够更好地满足市场所提 出的 TQCS 要求 即要以最短的产品开发周期 Time 最优质的产品质量 Quality 最低廉的制造成本 Cost 和最好的技术支持与售后服务 Service 来赢得市场与用户 为了提高竞争能力 企业应当能够对市场需求的变化做出快速敏捷的反应 并及时地 对自身的生产做出合理的调整与重新规划 面对不可预测 持续发展 快速多变的市 场需求 企业的生产活动必须具有高度的柔性 计算机软硬件技术及网络技术的迅速 发展为实现这一目标提供了强有力的支持 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼 随着计算机 自动化及网络技术在制造系统中的应用 信息技术对制造技术发展 的作用目前已占到第一位 产品制造过程中的信息投入 己成为决定产品成本的主要 因素 信息技术使现代制造的技术含量提高 使传统制造技术发生质的变化 信息技 术也促进着设计技术的现代化 加工制造的精密化 快速化 自动化技术的柔性化 智能化 整个制造过程的网络化 全球化 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮 在虚拟制造中 产品开发是基于数字化的虚拟产品开发 VPD 方式 Virtual Product Development 以用户的需求为第一驱动 并将用户需求转化为最终产品的 各种功能特征 VPD 保证了产品开发的效率和质量 提高了企业的快速响应和市场开拓 能力 镞锊过润启婭澗骆讕瀘 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 24 虚拟制造 VM 是在产品设计阶段实时地 并行地模拟产品未来制造全过程及其对 产品设计的影响 预测产品性能 产品的可制造性 产品的成本等 从而更有效地 柔性灵活地组织生产 并使新产品开发一次获得成功 目的是尽量降低产品的成本 缩短产品的开发周期 提高产品的质量和寿命 快速有效地响应瞬息万变的市场 榿贰 轲誊壟该槛鲻垲赛 虚拟制造技术是信息化制造的重要技术之一 实现虚拟制造需要强有力的技术支 撑 虚拟制造技术的应用应结合我国制造业自身的特点 在吸收国外成熟经验的基础 上大胆创新 形成特色发展 可以预言 随着我国对虚拟制造技术研究的深入 其广 泛的应用已为期不远 终将成为一个现代化信息化制造企业的必由之路 邁茑赚陉宾呗擷鹪 讼凑 山东交通学院毕业设计 论文 25 结 论 在这次毕业设计中 我的设计任务是鼠标壳体的凸模设计及数控加工 在设计的 初期 总感觉无从下手 与老师交流之后 我确定了我的设计思路要分三部分 前期 进行搜集资料 总结资料 中期在前期的基础上进行鼠标壳体设计及凸模设计 并在 设计的基础上进行优化设计 确定设计方案 后期就整理论文 准备答辩 嵝硖贪塒廩袞悯 倉華糲 在中期设计中 确定壳体之后 由于 CAXA 制造工程师既可以进行三维建模 设定 参数进行轨迹仿真又可以生成 G 代码方便进行数控实际加工仿真 所以用 CAXA 制造工 程师进行壳体三维建模和凸模设计成为我进行设计的不二之选 同时数控加工我用了 Nanjing Swansoft CNC 数控铣床来进行最终验证方案的可靠性 这两个软件的有效结 合在实际加工中能够大大缩短设计周期 提高生产效率 从而减少生产成本 该栎谖碼戆 沖巋鳧薩锭 毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会 通过这次比 较完整的鼠标凸模设计 我摆脱了单纯的理论知识学习状态 和实际设计的结合锻炼 了我综合运用所学的专业基础知识 同时也提高我查阅文献资料以及熟练操作 CAXA 制造工程师软件以及 Nanjing Swansoft CNC 数控铣床等专业能力水平 而且通过对细 节的斟酌处理 使我的能力得到了锻炼 经验得到了丰富 并且意志品质力 抗压能 力及耐力也都得到了不同程度的提升 这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设 计的目的所在 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙 实践证明 随着计算机及现代制造技术的发展 制造业越来越向着设计与制造信 息高度集成的方向发展 数控技术只有依靠成熟 优秀的 CAD CAM 系统才能发挥其效 率 作为一款优秀的国产 CAD CAM 软件 CAXA 制造工程师的普及应用必将对推动我 国数控技能人才培训 加速制造业技术升级起着日益重要的作用 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄 通过对这些软件的应用 体现了虚拟制造技术在生产制造中具有以下优点 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 因此虚拟 加工制造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 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞 虽然毕业设计内容繁多 过程繁琐但我的收获却更加丰富 CAXA 制造工程师和 Nanjing Swansoft CNC 数控铣床的操作 我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学 会应用的 和老师的沟通交流更使我对设计有了新的认识 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺 提高是有限的但提高也是全面的 正是这一次设计让我积累了无数实际经验 使 我的头脑更好的被知识武装了起来 也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的 应变能力 更强的沟通力和理解力 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽 从不知道毕业论文怎么写 到顺利如期的完成本次毕业设计 这给了我很大的信 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 26 心 让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心 浹繢腻叢着駕骠構砀湊 山东交通学院毕业设计 论文 27 致 谢 本次毕业设计是在廖老师悉心指导和热情关怀下完成的 老师渊博的知识 严谨的治学态度 勤奋的工作精神都给我们留下了极其深刻的 印象 在本次毕业设计过程中 老师严格要求我们 百忙之中仍对我们悉心指导 传 授设计理念 使我得以顺利完成本次设计 在论文的写作过程中 老师本着严谨的治 学态度 精心指导我论文的写作 力求精益求精 值此论文完成之际 谨向廖训老师 表示崇高的敬意和衷心的感谢 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝 感谢大学四年来所有的老师对我的认真负责 孜孜不倦的教诲 使我能够很好的 掌握和运用专业知识 并能在毕业设计中得以体现 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵 感谢我所有的同学们 正是因为有了你们的支持 关心 帮助和鼓励 此次毕业 设计才能顺利完成 最后 祝母校日后蓬勃发展 早日成为全国名校 桃李遍天下 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 28 参考文献 1 张京珍 塑料成型工艺 北京 中国轻工业出版社 2010 2 伍先明 王群 庞佑霞等 塑料模具设计指导 J 北京 国防工业出版社 2008 3 宋卫科等 CAXA 制造工程师 XP 数控加工编程标准教程 北京 北京航空航天大学出版社 2003 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐 4 刘颖 CAXA 制造工程师 2006 实例教程 北京 清华大学出版社 2006 5 申晓龙 数控加工技术 北京 冶金工业出版社 2008 6 康亚鹏 CAXA 制造工程师 2008 数控加工自动编程 北京 机械工业出版社 2011 7 胡育辉 FANUC 数控铣床加工中心 沈阳 辽宁科学技术出版社 2005 8 盛晓敏 邓朝晖 杨旭静等 先进制造技术 北京 机械工业出版社 2000 山东交通学院毕业设计 论文 29 附录 A 加工 G 代码 1 粗加工 G 代码 O1111 N10G90G54G00Z38 000 N12S3000M03 N14X0 000Y0 000Z38 000 N16X 90 000Y 60 000 N18G01Z44 500F3000 N20Y11 503Z39 500F200 N22Y60 000F10000 N24X70 000 N26Y 60 000 N2782G02X60 618Y 41 666I1 795J 1 475 N2784G02X64 207Y 44 615I1 795J 1 475 N2786G02X67 796Y 47 565I1 795J 1 475 N2788G02X70 000Y 47 565I1 102J 0 906 N2790G01Y 49 377 N2792Z5 000F200 N2794G00Z38 000 N2796X0 000Y0 000 N2798M05 N2800M30 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 30 2 精加工 G 代码 O1112 N10G90G54G00Z38 000 N12S3000M03 N14X0 000Y0 000Z38 000 N16X 5 095Y22 741 N18G01Z35 600F800 N20X 5 105Y6 558Z34 468F200 N22X 5 082Y 27 820Z32 065 N24X 5 097Y 27 995Z32 052 N26X 5 149Y 28 182Z32 039 N28X 5 233Y 28 350Z32 025 N30X 5 481Y 28 747Z31 993 N3332X 9 190Y 25 626F10000 N3334X 9 682Y 25 625 N3336Y 17 273 N3338Y25 614 N3340X 9 201Y25 616 N3342X 9 202Y22 743 N3344X 9 212Y6 560 N3346Y6 555 N3348X 9 208Y 0 006 N3350Z35 668F200 N3352G00Z38 000 N3354X0 000Y0 000 N3356M05 N3358M30 山东交通学院毕业设计 论文 31 附录 B 鼠标凸模加工工艺清单 1 模型 毛坯 机床 其他 项目关键字结果备注 零件名称 CAXAMEDETAILPAR TNAME 零件图图号 CAXAMEDETAILPAR TID 零件编号 CAXAMEDETAILDRA WINGID 生成日期 CAXAMEDETAILDAT E 2012 6 9 设计人员 CAXAMEDETAILDESI GNER 工艺人员 CAXAMEDETAILPRO CESSMAN 校核人员 CAXAMEDETAILCHE CKMAN 机床名称 CAXAMEMACHINEN AME 刀具起始点 X CAXAMEMACHHOME POSX 0 刀具起始点 Y CAXAMEMACHHOME POSY 0 刀具起始点 Z CAXAMEMACHHOME POSZ 100 刀具起始点 CAXAMEMACHHOME POS 0 0 100 模型示意图CAXAMEMODELIMG HTML 代 码 模型框最大 CAXAMEMODELBOX MAX 70 60 33 23 杨文静 鼠标壳体凸模设计及数控加工 32 模型框最小 CAXAMEMODELBOX MIN 90 60 10 模型框长度 CAXAMEMODELBOX SIZEX 160 模型框宽度 CAXAMEMODELBOX SIZEY 120 模型框高度 CAXAMEMODELBOX SIZEZ 43 23 模型框基准点 X CAXAMEMODELBOX MI