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1、目 录摘 要第一章 前言21.1本次毕业设计的课题与目的21.2计算机辅助设计软件的介绍21.3计算机辅助制造软件的介绍21.4数控加工技术的发展趋势31.5本毕业设计的主要内容5第二章 用Solidworks创建模型62.1 设计与加工任务62.2 设计前的准备62.3产品三维造型6第三章 模具设计83.1 调入零件实体模型83.2 设计收缩率93.3 设计毛坯工作103.4 分割体积。123.5 保存上下模13第四章 数据转换及加工154.1 Powermill系统调入Solidworks数据文件154.2参数设定174.3 生成刀具路径204.4加工仿真234.5输出NC程序244.6下
2、模仿真加工27结束语28致谢29参考文献30附 录31西南交通大学网络教育毕业设计 第34页摘 要随着社会需要和科学技术的发展，产品的市场竞争愈来愈激烈，产品的生命周期越来越短,因而要求设计者不但能根据市场的要求很快地设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出产品的样品，在模具制造行业，CAD模具辅助设计与CAM模具辅助加工的广泛应用，大大提高了模具设计与加工的效率。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统, 其的设计功能强大，操作简单,其有专门的模具工具栏，可以进行简单到复杂模具的型腔生成以及分模；PowerMILL是英国Delcam公司出品的功能强大，
3、加工策略丰富的数控加工编程软件系统。采用全新的中文Windows用户界面，提供完善的加工策略，帮助用户产生最隹的加工方案，可以实现高速加工无过切的效果。本次毕业设计的目的是运用SolidWorks软件对手机外壳进行三维造型及分模设计，产生手机外壳模具的上下模腔，再导入到Powermill系统中进行毛坯设置、参数设置、加工策略设置、产生刀具路径、仿真加工，最后生成独立的NC程序。此NC程序经过简单的修改就可通过V24等传输软件传输给数控机床进行加工。关键词：模具设计、Solidworks、数控加工、Powermill第一章 前言1.1本次毕业设计的课题与目的本次课题是：Solidworks模具设
4、计与Powermill模具加工。目的是运用三维设计软件Solidworks与三维加工软件Powermill完成手机外壳模具的设计与加工。1.2计算机辅助设计软件的介绍SolidWorks软件是美国SolidWorks公司基于Windows开发的全参数化三维实体造型软件.功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设 计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks三
5、维设计软件的功能在于：装配和干 涉检查；有限元分析与优化设计(CAE)；机构运动 仿真；工艺规程生成(CAPP)；数控加工(CAM)；由 三维直接自动生成二维工程图纸；产品数据共享与 集成等。这种形象化的三维设计具有直观、精确、快速的特点。 1.3计算机辅助制造软件的介绍英国DELCAM公司是世界上最早致力于高速加工工艺及CADICAM相应技术研究的专业cAnICAM集成系统开发商之一。该公司也是世界上唯一拥有大型模具加工车间的CADICAM软件系统开发商。PowerMILL是其一款优秀的、独立的、基于知识的专业三维加工软件，它易于操作，计算速度快，完全防过切、一直被业界誉为最优秀的高速加工软
6、件之一Powermill是一套独立的3D加工软件，PowerMILL可通过IGES、VDA、STL和多种不同的专用直接接口接受来自任何CAD系统的数,它功能强大，易学易用，可快速、准确地产生能最大限度发挥CNC数控机床生产效率的、无过切的粗加工和精加工刀具路径，确保生产出高质量的零件和工模具。1.4数控加工技术的发展趋势目前，数字控制技术与数控机床，给机械制造业带来了巨大的变化。数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上。数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段，也
7、是体现一个国家综合国力水平的重要标志。新世纪机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争。现在世界数控技术的发展趋势主要有以下几点:1、数控系统向开放式体系结构发展20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用
8、户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。2、数控系统向软数控方向发展实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段。 传统数控系统，这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统，这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统，它由开放体系结构运动控制卡和PC机同构成。这种
9、运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。SOFT型开放式数控系统，这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。3、数控系统控制性能向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控
10、制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。4、数控系统向网络化方向发展数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。数控系统的网络化进一步促进了柔
11、性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展。5、数控系统向高可靠性方向发展数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其
12、中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。6、数控系统向复合化方向发展柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。7、数控系统向多轴联动化方向发展加工自由曲面时，3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显
13、着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。综前所述 ，数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学环境。考虑到前面谈到的数控设备价格的因素，经过多方调研，我们选定了一种能在计算机上进行零件实
14、体设计，并能分模形成上模腔与下模腔的美国SolidWorks公司基于Windows开发的全参数化三维实体造型软件. 手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的美国CNCsoftware公司研制的基于PC平台的英国DELCAM公司的Powermill软件。1.5本毕业设计的主要内容1、运用Solidworks软件对手机外壳进行三维造型2、运用Solidworks软件进行模具设计3将生成的实体模型导入Powermill系统，进行参数设置及数控刀路编制4、进行三维模拟加工，并产生后处理程序。第二章 用Solidworks创建模型2.1 设计与加工任务 如图2-1所示手机外壳
15、零件为对象,介绍其在Solidworks系统中三维模型的造型过程、模具的设计过程及在Powermill系统中模具的加工过程。图2-12.2 设计前的准备在进行模具设计与加工前,首先为该模具建立一个专用的文件夹，并将该文件夹设置为当前工作目录,这样一来,在产品三维造型中产生的文件、模具设计过程中产生的文件、转换的数据文件及在Powermill系统中的加工文件会一一存入该文件夹下,使整个设计及加工过程产生的文件一目了然,具体操作步骤如下。(1)建立模具专用文件夹。在用户计算机D盘目录下建立一个名为“shoujiwaike”的文件夹。(2)设置工作目录。启动Solidworks,执行【文件】/【设置工作目录】菜单命令。在系统弹出的工作目录对话框中选择建立“shoujiwaike”文件夹。2.3产品三维造型如图2-2所示通过绘制草图、拉伸基体、倒角、抽壳、拉伸切除、阵列等命令，将手机外壳实体拉伸出来，做好模具设计前的准备。 （a）拉伸造型 (b) 倒圆角
