PROE毕业设计论文—基于ProE的鼠标造型设计、模具设计和NC加工.doc

《PROE毕业设计论文—基于ProE的鼠标造型设计、模具设计和NC加工.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PROE毕业设计论文—基于ProE的鼠标造型设计、模具设计和NC加工.doc（44页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 毕业设计论文课 题： 基于Pro/E的鼠标造型设计、模具设计和NC加工系 别： 机械工程系年级专业： 08数控34班姓 名： 学 号： 80109455指导教师： 完成时间： 2010年11月11日摘要利用的三维建模功能，如参数化设计和特征功能、单一数据库、全相关性、基于特征的参数化造型、数据管理、装配管理、易于使用的特点和优势、构建出鼠标的造型。我们知道自下而上设计方法是比较传统的方法，在自下而上设计中，先生成零件并将之插入装配体，然后根据设计要求配合零件。可以采用自上而下的贯连式产品设计，自上而下设计法从装配体中开始设计工作。由整体造型到每一部分的设计。建模完成后利用的模具和NC模块进行

2、模具的设计和NC的加工。最后生成G代码，做后置处理。 下面我做一下具体分析和介绍：关键词：鼠标、自上而下、建模、模具、NC加工目录第一章：绪论31.1 鼠标的介绍1.2 PROE的概述1.3 毕业设计概述第二章：零件建模 92.1 鼠标上盖模型2.2 鼠标下盖模型2.3 鼠标装配模型第三章：模具设计203.1 鼠标上盖模具3.2 鼠标下盖模具第四章：NC加工294.1 上盖凸模的加工 上盖凹模的加工 4.2 下盖凸模的加工 下盖凹模的加工第五章：总结44参考文献：45第一章 绪论1.1 鼠标的介绍 鼠标的英文原名是“Mouse”，这是一个很难以翻译的单词，很多人对于这个词有很多的理解，比如“滑

3、鼠”、“电子鼠”等。鼠标是一种移动光标和实现选择操作的计算机输入设备。随着“所见即所得”的环境越来普及，使用鼠标的场合越来越多。它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。1968年12月9日，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是Douglas Engle Bart博士。Engle Bart博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。他制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是由它底部的小球带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计

4、算机处理，屏幕上的光标就可以移动。自此，鼠标和PC就结下了那种难以用言语表达的不解之缘。这款鼠标的鼻祖与今天的鼠标结构大不相同，甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作。1.21 PRO_E简介Pro/ENGINEER. Wildfire 3.0是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation,简称PTC公司）最新版本的CAD/CAN/CAE软件。它是一套对设计至生产全面覆盖的机械自动化软件包，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，广泛用于造型设计、机械设计、模具设计、加工制造、机构分析、有限元分析及关系数据库管理等各个领域。此次毕业设计就是在用PRO_E帮

5、助设计完成的在中国也有很多用户直接称之为“破衣”。1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER WildFire6.0（中文名野火6)。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系

6、统，并且具有单一数据库功能的综合性MCAD软件。2. PROE的特点和优势经过20多年不断的创新和完善，pore现在已经是三维建模软件领域的领头羊之一，它具有如下特点和优势： 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自

7、一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。 例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及

8、制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品

9、。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。1.3 毕业设计概

10、述本毕业设计包括三大部分：建立鼠标模型，鼠标模具设计以及模具制造。建立鼠标模型是利用PRO_E的强大的建模功能完成的，利用点线面的构造原理绘制出空间造型。主要介绍鼠标上、下盖建模的基本思路，主要步骤和方法。模具设计主要介绍鼠标上、下盖的凸凹模的设计的一般步骤和方法。模具制造是在模具设计的基础上，对其设计出的模具进行NC仿真加工 的过程，主要包括各种加工方法的介绍和程序生成等。第二章 零件建模鼠标整体造型的构建过程如下：1. 设置工作目录打开Pro/ENGINEER3.0的界面窗口，选择【文件】【设置工作目录】选择叫“建模”（先前建好）的文件夹，然后单击【确定】。如图2-1 ： 图2- 1点击【

11、文件】【设置工作目录】命令 ，在合适的位置设置工作目录。2.建立鼠标名为“mouse-side-done”的新文件 步骤1： 选择【文件】【新建】命令，在【新建】对话框中选择【零件】类型，建立为mouse-side-done的文件。单击【确定】按钮，进入零件建模.如图2-2. 3. 步骤1:单击特征工具栏中的草绘按钮，在绘图区中选择平面作为草绘平面，画出草绘1.如图图23草绘图1图24草绘图2图25草绘图3图26草绘图4图27草绘图5图28使用构建如下图的鼠标上盖表面曲面：图29草绘曲线 如图2-11 图211利用PROE的空间造型功能，构造出鼠标侧面的曲面：图212构造出鼠标侧面的曲面：图2

12、13构造出鼠标前侧面的曲面：图214构造出鼠标底面的曲面：图215拉伸出鼠标侧面的曲面：图216合并曲面如下图：图217得到如图所示的封闭的面组，然后点击实体化，得到图2-18的实体图2-18拉伸曲面，进行裁剪：2-19裁剪出鼠标上盖保留上半部， 图2-20进行模型树所示的处理：抽壳、拉伸裁剪、中间滚轮所在的孔的拉伸、倒圆角、打孔、拔模等。前侧裁剪 图2-21效果 图2-2222裁剪后保留的下半部为鼠标的底座：模型树 图2-23 图2-24进行抽壳、拉伸、打孔、拔模、倒圆角处理 鼠标下盖2.3 鼠标装配模型上下盖装配效果图 在上下盖装配好后，利用创建特征的命令，在装配体内创建名为“mouse_

13、gunlun”和“mouse_line”的鼠标滚轮和鼠标线绳。装配完成效果图第三章 模具设计3.1鼠标上盖的模具设计1加载参照模型（1）设置工作目录 打开Pro/ENGINEER3.0的界面窗口，选择【文件】【设置工作目录】选择叫“mouse-top凹模NC”的文件夹，然后单击【确定】如图3-1图3-1（2）新建模具文件选择【文件】【新建】命令进入【新建】对话框，选中【类型】选项区域中的【制造】单选按钮；在【子类型】选项区域中选中【模具型腔】单项按钮;在【名称】文本框中输入名称。取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮，如图3-2所示。弹出【新文件选项】对话框，选择mmns_mfg_m

14、old选项，单击【确定】按钮，进入模具设计环境。图3-2（3）打开参照模型 直接单击零件图标，进入所建的工作目录，选择零件mouse，然后单击【打开】，弹出如图3-3所示的对话框。图3-3 单击【布局起点】下面的，然后选择界面上的坐标系MOLDDEFCSYS。然后单击【参照模型起点与定向】下面的，会出现图3-4所示的界面，选择【动态】会出现如图3-5所示的对话框，调整X、Y、Z轴方向，使其达到如图3-6所示的效果。 图3-4 图3-5 图3-62.设置收缩率单击设置收缩图标，在图3-7的对话框出现后，选择屏幕中参照模型的坐标系，选中后对话框中的由原来的灰色变成绿色，在图2.7中的【收缩率】文本

15、框中输入0.005，单击完成按钮，完成收缩率的设置。图3-73.增加毛坯工件单击毛坯工件图标，拾取坐标系后，在【偏移】选项区域中的【统一偏距】中输入5，如图3-8然后单击【确定】按钮，完成毛坯工件的设置。创建完成的毛坯工件和参照模型装配图，如图3-9图3-8 图3-94.设计主分型面（1）创建复制曲面为了方便这里我们复制内曲面，依次选中内曲面的各个面，在工具栏中单击复制图标，再单击粘贴图标，然后拉伸一个面如图3-10在【选项】中选择【排除曲面并填充孔】，然后搜集三个带孔的面，再单击确定图标，就把曲面复制好了如图3-11 图3-10 图3-11（2）补孔 从完成的复制曲面图3-11中可以看到，中

16、间有一个大的方孔，还需要将其填补，方能保证正确分模。其填补方法如下。单击分型工具图标，出现如图3-12所示的菜单，单击边界混合工具图标，弹出如图3-13所示的对话框。 图3-12 图3-13 在图3-13中单击第一方向的【选取项目】，在屏幕中截取如图3-14所示的两条曲线，在单击第二方向的【单击此处添加】，在屏幕中选取如图3-14的另外一个方向的两条曲线（提示：选取时都要按住ctrl键进行），单击完成图标，完成小曲面的填补工作。填补完整的内表面如图3-15所示。3-14 图3-15（3）合并曲面 合并时首先选择刚刚建立的复制曲面（即模型树中的【复制1】），按住ctrl键，再在模型树中单击选择b

17、oundary blend 1，打开菜单中的【编辑】菜单，选择【合并】命令，进入合并的界面。单击完成合并图标，完成合并。 图3-16 （4）建立裙边曲面选择右边菜单栏中的【特征】、【型腔组件】命令，选择【曲面】、【新建】、【裙边】命令，会出现图3-18所示的【裙边曲面】对话框。选取第一步创建的自动分型线，单击【完成】. 然后在双击图3-19中的【延伸】，会出现图3-20所示的对话框，在【延伸曲线】中将不需要的线排除掉。 图3-18 图3-19单击【延伸方向】将图中的箭头都调整向外如图3-21. 图3-20 图3-21然后将所有以上做的面合并成一个面，效果如图3-22.这样分型面1就做好了。 图

18、3-225.抽芯 选择右边菜单栏中的【特征】、【型腔组件】命令，选择【曲面】、【新建】、【拉伸】命令，单击【完成】选择圆柱内孔面作为草绘平面进行草绘，在草绘时抓取内孔的圆，单击就完成了草绘。然后在拉伸的界面中单击【选项】，选择【封闭端】如图3-23，单击就完成了抽芯的分型面。单击然后单击。做抽芯。图3-236.分割体积块 （1）第一次分割 单击分割体积块图标，依次选择【两个体积块】、【所有工件】、【完成】命令，如图3-24所示弹出【分割】对话框，并弹出【选取】对话框，如图3-25.】 图3-24 图3-25在屏幕中选取建好的主分型面，单击图3-25所示的【选取】对话框中的【确定】会出现如图3-

19、26所示的界面，单击【完成选取】，再单击【分割】对话框中的【确定】会出现图3-27所示的界面，单击【确定】，会出现图3-28所示的界面，再单击【确定】，就完成了第一次的分割。 图3-26 图3-27 图3-28 7.抽取模具元件 抽取模具元件就是将分割成凸模和凹模的两个体积块变成Pro/E的PRT零件所具有的视角和基准特征的能进行加工的实体零件。单击抽取模具元件图标，弹出图3-30所示的【创建模具元件】对话框，单击再单击【确定】就完成了模具元件抽取。图3-308.铸模选择右边菜单管理器中的【铸模】、【创建】，输入名称000，单击完成铸模图标，完成产品铸模。9.开模仿真单击元件遮蔽图标，将毛坯工

20、件、参考模型以及分型面全部遮蔽。（1）定义凸模移动单击开模仿真图标，选择【定义间距】、【定义移动】命令，打击选择凸模，单击【选取】对话框中的【确定】，移动参考面选择如图3-34所示的顶面，输入移动距离70 （2）照以上方法定义凹模和三个抽芯的移动。单击【完成】按钮，完成开模仿真，如图3-35. 开模图3-35鼠标上盖凸凹模3.2鼠标下盖模具设计（同鼠标上盖，步骤简化）1加载参照模型2 设置收缩率为0.0053 增加毛坯工件4 设计主分型面5 收集体积快6 分割体积块模型树7 抽取模具元件 鼠标下盖凹模、凸模8 铸模9 开模开模图第三章 NC加工41第一节：上盖凸模的加工1.设置工作目录 打开P

21、ro/ENGINEER3.0的界面窗口，选择【文件】【设置工作目录】选择叫“mouse-top凸模NC”的文件夹，然后单击【确定】。2.装配参照模型 单击【制造模型】依次单击【装配】、【参照模型】，在弹出的对话框中选择mold_vol_7_prt，单击【打开】，单击【缺省】如图4-1，然后单击，就装配好了。如图4-2 。 图4-1 图4-23.创建毛坯工件单击【制造模型】，再单击【创建】，在下拉菜单中单击【工件】在弹出的编辑框中输入tumo然后单击。单击【实体】、【加材料】，再单击【实体】、【拉伸】、【完成】。选择参照模型的底面为草绘平面。图4-3 4.制造设置单击菜单管理器中的【制造设置】，

22、会出现图4-6所示的窗口，依次对【NC机床】、【加工零点】、【退刀平面】进行设置，机床选择【三轴铣床】，【加工零点】选择毛坯上平面的中心位置，【退刀面】选择选择【沿Z轴】【输入值】为5图4-65.加工设置（1）第一次铣削依次单击【加工】、【NC序列】、【加工、体积块、3轴】【完成】【刀具、参数、窗口】【完成】，会出现如图4-7所示的【刀具设定】窗口，T0001设置为12的端铣刀，单击【确定】，应用此刀。再单击图4-8所示的【设置】，对铣削参数进行设置，设置如图4-9所示，然后保存、关闭此窗口。单击【完成】。会出现选取窗口对话框，单击右边工具栏中的图标，会出现定义窗口的 图4-7 图4-8图4-

23、9对话框，单击图标草绘窗口图标，在单击草绘图标，草会出图4-10所示的图形。单击图标，单击【选项】，选择【在窗口围线上】如图4-11，再单击图标，就做好了铣削窗口。 图4-10 图4-11 然后进行屏幕演示和NC检测看一下刀具轨迹是否正确。效果如图4-12和图4-13.所示。图4-12 图4-13（2）第二次铣削依次单击【加工】、【NC序列】、【加工、局部铣削、3轴】【完成】【NC序列】【完成】，会出现如图4-14所示的界面，单击【NC序列】，选择【1：体积块铣削】，再选择【切削运动#1】，再选择【刀具、参数】【完成】，T0002设置为8的球头铣刀，参数设置如图4-15 图4-14 图4-15

24、然后再进行屏幕演示和NC检测看一下刀具轨迹是否正确。如图4-16，4-17所示。图4-16 图4-17（3）第三次铣削 第三次铣削是精加工，T0003设置为直径为3的球头刀，如 图4-18（4）孔铣销，T0004设置为2的刀铣出深孔 完成图图4-186.CL数据、G代码产生单击【CL数据】，依次选择【输出】、【选取组】、【创建】，默认组名称为Set01，单击【选取全部】、【完成选取】、【Set01】、【完成】，再单击【文件】、【CL文件、MCD文件、计算CL、交互】、【完成】，出现保存文件对话框，将文件保存。然后单击【完成】，再单击【unc01.p23】，然后会出现图4-19所示的界面，输入程

25、图4-19序名“1000”按ENTER键就可以了。在设置的工作目录文件夹中找到TAP格式的文件用记事本格式打开。程序如下%O1000N5 G90 G40 G80 G17N10 M6 T1N15 M3 S2000.N9545 G91 G28 Z0.N9550 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0.N9555 G90N9560 M30%第二节：上盖凹模的加工 1.设置工作目录打开Pro/ENGINEER3.0的界面窗口，选择【文件】【设置工作目录】选择叫“mouse_top_凹模NC”的文件夹，然后单击【确定】 2.装配参照模型 单击【制造模型】依次单击【装配】、【参照模型】，在弹

26、出的对话框中选择mold_vol_1_prt，单击【打开】，将参照模型调整成如图如图4-20所示的位置，然后单击按钮。图4-203创建毛坯、制造设置和加工设置由于凹模创建毛坯、制造设置和加工设置和凸模加工相似，这里只做简单介绍，毛坯的名称为aomo， 制造设置的加工原点设在上平面的左下角。（1） 第一次铣削:粗加工第一次铣削用体积块方式加工，刀具为12的端铣刀，加工参数如图4-21图4-21然后再进行屏幕演示和NC检测看一下刀具轨迹是否正确。如图4-22，4-23所示。图4-22 图4-23（2） 第二次铣削：半精加工 第二次铣削用局部加工方式加工，刀具为8的球头铣刀，加工参数如图4-24图4

27、-24然后再进行屏幕演示和NC检测看一下刀具轨迹是否正确。如图4-25，4-26所示。图4-25 图4-26（3） 第三次铣削 精加工 第三次铣削局部铣削加工方式加工，刀具为3的球头铣刀，加工参数如图4-27图4-27最后的铣削效果如图4-28所示图4-284.CL数据、G代码产生单击【CL数据】，依次选择【输出】、【选取组】、【创建】，默认组名称为Set01，单击【选取全部】、【完成选取】、【Set01】、【完成】，再单击【文件】、【CL文件、MCD文件、计算CL、交互】、【完成】，出现保存文件对话框，将文件保存。然后单击【完成】，再单击【unc01.p23】，然后会出现图4-29所示的界面

28、，输入程图4-29序名“2000”按ENTER键就可以了。在设置的工作目录文件夹中找到TAP格式的文件用记事本格式打开。程序如下，部分程序如下。%O2000N5 G90 G40 G80 G17N10 M6 T1N15 M3 S2000.N6075 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0.N6080 G90N6085 M3042第一节：下盖凸模的加工因PROE数控加工的原理基本相同且避免篇幅较长，鼠标下盖凹凸模的NC加工将简化步骤。1 设置工作目录设置文件夹“mouse-bottom凸模NC”为工作目录2 装配参照模型3 创建毛坯4 创建制造设置和加工设置 5 演示仿真第一次铣削：

29、粗加工第二次铣削：半精加工第三次铣削：精加工第四次加工：打孔 完成6 CL数据、G代码产生生成G代码，需要再经过后置处理，方可实际加工 第二节 鼠标下盖凹模NC加工1设置工作目录设置文件夹“mouse-bottom凹模NC”为工作目录.装配参照模型创建毛坯创建制造设置和加工设置 演示仿真第一次铣削：粗加工第二次铣削：半精加工第三次铣削：精加工CL数据、G代码产生 程序 生成的文件 模型树 CL数据 第五章：总结毕业设计是在学校做的有关专业的最后一个课题，是对三年的学习的总结，将对三年的学习进行串联，通过自己的归纳、分析，综合使得专业知识更加丰富，为自己以后的就业打下基础。在使用设计鼠标模型时，

30、鼠标的曲面给我的设计带来了一定的困难，因为在曲面运用方面我学习的不是太好。通过这次设计使我对曲面的应用加深了一步，而且这次通过这次毕业设计，使我对在建模中常用的命令如：扫描，拉伸和合并、造型等常用命令又熟悉了一遍。在分模时，我认为分型面是一个关键，填补靠破孔是一个难点。设计分型面的方法有很多种，具体用哪一种就要看个人对各种方法的掌握情况了。在填补靠破孔时，切点比较难抓，其次就是曲面。在NC加工时，我认为这个过程主要就是看个人对工艺的了解，软件知识表达的一个方式。在这个过程中，主要需要考虑的是刀具的选择，用刀具怎样加工。在整个毕业设计的过程中，虽然遇到了很多问题。而且很多的知识到用到时才发现已经

31、忘记了，必须重新查找资料才会有思路，这样一来也好，很多知识都重新学习了一下，对以前学过的知识有了很多新的认识，理解也有了加深通过这次毕业设计，让我更深刻的意识和复习了在使用进行产品的建模、模具设计、加工的每个环节的连贯性，和对知识的全面掌握的重要性。也让我明白了知识要应用于实际，这样才能熟练掌握，并且取得进步。当然这次毕业设计的顺利完成，与老师这两年的辛苦教育是分不开的，在此诚心感谢那些为我们辛辛苦苦付出的老师们，向你们说一声您辛苦了。参考文献1 Pro/ENGINEER Wildfire基础入门实例教程 清华大学出版社20072 Pro/ENGINEER Wildfire模具设计实例教程 清华大学出版社20073 Pro/ENGINEER Wildfire数控加工实例教程 清华大学出版社20074 Pro/ENGINEER Wildfire高级设计 北京机械工业出版社2003