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1、河北 科技职业学院学生毕业设计学生毕业设计（ （论文论文） ）题目：题目：基于 Pro/E 碗的造型设计及数控仿真加工作作 者：者：陶俊峰 学学 号：号：091192033 系系 别：别：机电工程系 专专 业：业：数控技术 年年 级：级：09 级数控二班 指导教师：指导教师：李焕娜 完成日期：完成日期：2009 年 12 月 23 日河北科技学院毕业设计（论文）I目目 录录摘要II关键词II1Pro/E 的设计 .11.1 新建零件文件 11.2 创建旋转实体特征 21.3 创建倒圆角特征 21.4 保存副本生成 igs 形式文件 32 数控加工刀路编制 62.1 加工工艺 32.2 加工前准
2、备 52.3MasterCAM 实体验证 .52.4 在线加工5总结9参考文献10致谢11河北科技学院毕业设计（论文）II摘摘 要要现代制造业所面对的是具有复杂型腔的高精度模具以及具有复杂型面产品的加工，它们都以三维型面为结构主体，整体结构主体紧凑，精度要求高，加工难度极大，用手工编程已经不能满足数控加工的需要，必须采用高效的CAD/CAM 软件，进行有效的数控铣削编程。MastercamX2 集绘图、三维实体、曲面设计、浮雕、数控编程、模拟加工等功能于一身的软件。MastercamX2 具有基于 PC 平台，支持中文环境，操作简便以及经济高效等特点，是中小企业的理想选择，在全球已得到广泛应用
3、。关键词：关键词：曲面设计；模拟加工；CAD/CAM；MasterCAM河北科技学院毕业设计（论文）11 Pro/E 的设计1.1 新建零件文件 打开 Pro/E 如图 1-1-1，并在下选设置好建模时常用来放文件的工作目录，这样方便于工作和文件存放。在工具箱上单击新建按钮，打开【新建】对话框，在【类型】分组框中选取【零件】选项， 【在子类型】分组框中选取【实体】选项，在【名称】文本框中输入零件名称“wan-pro” ，取消使用缺省模板，单击确定。然后在【新文件选项】对话框中，选取其中的【mmns-part-solid】表示是建实体单位是毫米-牛-秒。图 1-1-1河北科技学院毕业设计（论文）
4、21.21.2 创建实体特征1.2.11.2.1 创建旋转特征创建旋转特征单击右工具箱上的旋转按钮，打开旋转设计图版，在图标板上单击【放置】按钮，打开参照面板，单击其中的【定义】按钮，打开【草绘】对话框，选择基准面 top 面作为草绘面，接受系统的默认参照设置后，单击【草绘】按钮，进入二维草绘模式。在草绘平面内绘制如图 1-2-1 所示的旋转半剖面图，图 1-2-1 图 1-2-2完成后在右工具箱上单击确定按钮，退出二维草绘模式在旋转图标板上输入旋转角度 360，最后创建的旋转实体特征如图 1-2-2 所示。1.2.21.2.2 去除材料去除材料再次单击右工具箱上的旋转实体特征按钮，在图标板上
5、单击【放置】按钮，打开参照面板，单击其中的【定义】按钮，打开【草绘】对话框，在草绘平面面板上，点击使用先前的，进入二维草绘模式。在右工具栏中选择【通过偏移一条边来创建图元】按钮，然后单击要偏移的边，在图标板山输入要偏移的距离，最后单击确定按钮。选择【创建两点线】按钮绘制所需要的图形，再选择【动态修剪剖面图元】按钮，修剪图形，完成后选取垂直中心线作为旋转轴，单击确定按钮，在图标板上输入旋转角度 360，单击去除材料按钮，再单击确定按钮。1.31.3 创建倒圆角特征将旋转好的实体进行倒圆角，单击右边工具栏里的【倒圆角】按钮，在图标板上输入要倒角的值，然后按着【Ctrl】键选取要倒角大的棱，单击图标
6、板河北科技学院毕业设计（论文）3上右边的【预览】按钮进行预览，看是不是合适，单击确定。如图 1-3-1图 1-4-1图 1-3-11.41.4 保存副本生成保存副本生成 igsigs 文件文件单击【文件】按钮，选取【保存副本】选项，弹出保存副本对话框，在查找范围内找到已设置好的工作目录，文件类型选【iges】 ，然后单击确定按钮。输出 IGES 对话框，在【输出】选项里，选线框边、曲面两个按钮，其它选项默认，单击确定。如图 1-4-1。2 2 数控加工刀路编制2.12.1 加工工艺工厂数控加工工序卡产品名称零件名称材料零件图号工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间河北科技学院毕业设计（论文
7、）4工步号工步内容加工面刀具号刀具规格 mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1对凸面的放射状粗加工T0116 平底刀8002003预留量0.52对凸面的等高外形精加工T0214 球头刀10001000.53对凸面的浅平面的精加工T0310 球头刀10001000.54对凹面的钻削式粗加工T0420 钻头8002000.5预留量0.55对凹面的等高外形粗加工T0515 平底刀9002000.3预留量0.26对凹面的等高外形精加工T0612 球头刀10001000.27对凹面的浅平面的精加工T079 球头刀12001000.2编制陶俊峰审核陶俊峰批准共一页第一页河北科技学院毕
8、业设计（论文）52.22.2 加工前准备加工前准备以 IGES 的形式打开 在 Pro/E 创建好的模型， 选择适合加工的数控机床类型，设置毛坯材料。单击左上角工具栏上的【打开】按钮，单击【M 机床类型】按钮选取适合加工的机床类型。然后设置相应的毛坯尺寸，由于所加工的产品为圆形零件，从节省材料考虑，毛坯的形状应设置为圆柱体。圆柱体的轴向选 Z 轴，并勾选上显示方式下的适合屏幕、线架两选项，圆柱体直径320mm、高 190mm、原点为 x0，y0，z-160，如图 2-2-1。图 2-2-1图 2-3-1-12.32.3 MasterCAMMasterCAM 实体验证实体验证2.3.12.3.1
9、 R R 放射状加工放射状加工单击工具栏上的【T 刀具路径】按钮，选取【R 曲面粗加工】级联选项下的【R 放射状】按钮，弹出【选取工件的形状】对话框，选取【未定义】选项 ，单击确定按钮。弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，然后选取如图所示的对话框，敲回车，其它选项可不设置，单击确定按钮。 【曲面粗加工放射状】对话框，单击【选取刀库】按钮，弹出【刀具选择】对话框，通过【F 过滤设置】按钮，找到直径为 16 的平底刀，设置相应的刀具参数。接着设置曲面参数，点选上【L 安全高度】增量坐标，设置【A 参考高度】和【E 进给下刀位置】增量坐标参数。设置放射状粗加工参数，勾选上允许沿面下降切削（-z）和允许
10、沿面上升切削（+） ，单击确定按钮生成刀具路线，如图 2-3-1-1。单击【验证指河北科技学院毕业设计（论文）6定】操作按钮，进行实体验证。2.3.22.3.2 等高外形精加工等高外形精加工单击工具栏上的【T 刀具路径】按钮，选取【F 曲面精加工】选项下的【C等高外形加工】 ，然后选取要加工的曲面，敲回车，会弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，其它选项默认单击确定，会弹出【曲面精加工外形】 ，单击【选取刀库】按钮，弹出【刀具选择】对话框，通过【F 过滤设置】按钮，找到直径为 14 的球头刀，设置刀具相应的参数。曲面参数设置，同上一步相同，将加工曲面的预留量设置为 0。等高外形精加工参数设置，勾选
11、上【切削顺序最佳化】和【F 平面区域】其它默认单击确定， ，生成刀具路径，进行实体验证。图 2-3-3-1 图 2-3-4-1 2.3.32.3.3 浅平面精加工浅平面精加工从刀具路径中选择【F 曲面精加工】下的【浅平面加工】 ，选取要加工的曲面（如图） ，敲回车，弹出【刀具路径的曲面的选取】 ，然后选取干涉曲面如图，其它默认单击确定，弹出【曲面精加工浅平面】 ，选取直径为 10 的球头刀，设置刀具的相应参数。曲面参数同上两步相同。浅平面精加工参数设置，整体误差设置为 0.01，从倾斜角度 0 度到倾斜角度 90 度，其它默认，单击确定按钮。生成刀具路径，如图 2-3-3-1，然后单击实体验证
12、。2.3.42.3.4 进行验证进行验证最后将以上三步全部选中进行整体验证，结果如图 2-3-4-1 ，调转工件加工。河北科技学院毕业设计（论文）72.3.52.3.5 钻削式粗加工钻削式粗加工单击工具栏上的【T 刀具路径】按钮选择【曲面粗加工】级联选项下的【粗加工钻削式加工】选项，选择要加工的曲面，然后敲回车，弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，选取栅格点，然后敲击回车，单击确定。弹出【曲面粗加工钻削式】 ，通过【选取刀库】按钮，过滤出所要的刀具，直径为 20 的钻头。曲面参数设置同上面的一样。 【钻削式粗加工参数】设置，下刀路径选择【双向】复选框，其它选项默认，单击确定。生成刀具路径，进行实
13、体验证，如图 2-3-5-1。图 2-3-5-12.3.62.3.6 等高外形粗加工等高外形粗加工单击工具栏上的【T 刀具路径】 ，选择【R 曲面粗加工】下的【C 等高外形】选项，选取要加工的曲面，然后敲回车，其它选项默认，单击确定按钮，弹出曲面粗加工等高外形对话框。同样通过【选取刀库】按钮找到直径为 15 的球头刀，设置刀具参数。曲面参数设置同以上一样，只是将加工曲面的预留量改为0.3。等高外形粗加工参数设置，勾选上【切削顺序最佳化】和【F 平面区域】 ，其它选项默认，单击确定，生成刀具路径，进行实体验证。2.3.72.3.7 等高外形精加工等高外形精加工河北科技学院毕业设计（论文）8单击工
14、具栏上的【T 刀具路径】选择【曲面精加工】下的【C 等高外形】选取加工曲面后，敲回车弹出刀具路径曲面选取，选取相应的干涉曲面单击确定，弹出曲面精加工对话框，通过选取刀库找到直径为 12 的球头刀。设置曲面参数，加工区面的预留量设为 0，其它选项默认。精加工参数设置【T 整体误差】设为 0.1，选上【切削顺序最佳化】和【F 平面区域】其它默认，单击确定，生成刀具路径。2.3.82.3.8 浅平面精加工浅平面精加工单击工具栏上的【T 刀具路径】 ，选取曲面精加工下的【S 浅平面加工】 ，选取要加工的曲面，然后敲回车，并选取干涉曲面，单击确定。弹出曲面精加工浅平面，通过选取刀库选出直径为 9 的球头
15、刀。曲面参数设置，加工曲面预留量为 0，其它默认。浅平面精加工参数设置，整体误差为 0.01，从倾斜角的0 度到倾斜角度 90 度，其它默认，单击确定，生成刀具路径。2.3.92.3.9 实体验证实体验证选中全部路径，进行实体验证，如图 2-3-9-1。图 2-3-9-12.42.4 在线加工生成数控程序 NC 代码，传输到机床进行加工。河北科技学院毕业设计（论文）9总总 结结现代工业的发展，使用 Pro/E、MasterCAM 软件进行机械设计、仿真和数控加工成为一种趋势。本次设计是要通过对身边现有的产品进行观察，自己通过Pro/E 软件建立三维模型，完成实体构造，然后导入 MasterCA
16、M 软件中，利用Pro/E 的优越的实体构造环境，我们能够在相对比较短的时间内，设计出实体的构造。MasterCAM 的模拟加工，仿真性能很出色，可以模拟加工路径，刀具设置，以及加工效果。完成模拟加工，加工刀路，最后导出数控机床所能接受的 NC 代码进行模拟加工。通过此次设计达到熟悉基于数控加工方法和Pro/E、MasterCAM 软件进行产品的设计和制造的过程。本次毕业设计是结合Pro/E 的零件设计和 MasterCAM 的智能化数控加工的优点完成。河北科技学院毕业设计（论文）10致致 谢谢本论文设计在李老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着李老师的心血
