課程設(shè)計--機械設(shè)計模塊手機模型造型設(shè)計與加工

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前 言……………………………………………………………………………2</p><p>　　1.1 課題背景及其意義………………………………………………………2</p><p>　　1.2 CAD/CAM技術(shù)在經(jīng)濟建設(shè)中的作用和國內(nèi)外的發(fā)展概況……………4</p&g

2、t;<p>　　1.3 課題的目的適用范圍和所要解決的問題和采取的手段、方法…………6</p><p>　　2 手機外殼的模型建?！?</p><p>　　2.1 選用UG軟件進行手機外殼建模的原則………………………………7</p><p>　　2.1.1選擇CAD/CAM軟件的原則…………………………………

3、……………7</p><p>　　2.1.2 常見的基于微機的CAD/CAM軟件包……………………………………8</p><p>　　2.2 手機外殼的實體造型設(shè)計……………………………………………9</p><p>　　2.2.1 產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)據(jù)的確定 ………………………………………………9</p><p>　　2.2.2 利用UG進行

4、產(chǎn)品設(shè)計的工程…………………………………………9</p><p>　　3 手機外殼的數(shù)控加工………………………………………………………16</p><p>　　3．1 數(shù)控加工工藝的設(shè)計……………………………………………………16</p><p>　　3.1.1 分析零件圖樣…………………………………………………………16</p><p>

5、;　　3.1.2 刀具的選擇和基本要求…………………………………………………17</p><p>　　3.1.3 數(shù)控加工時切削用量的選擇…………………………………………18</p><p>　　3.1.4 數(shù)控加工的刀具進給路線的確定………………………………………20</p><p>　　3.1.5 數(shù)控加工工藝卡………………………………………………………21

6、</p><p>　　3.2 應用Mastercam對手機進行加工………………………………………21</p><p>　　3.2.1 加工設(shè)置………………………………………………………………21</p><p>　　3.2.2 刀具路徑生成…………………………………………………………22</p><p>　　4 心得體會………………………

7、……………………………………………28</p><p>　　5 參考文獻………………………………………………………………………29</p><p>　　機械設(shè)計模塊手機模型造型設(shè)計與加工</p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 課題背景及其意義</p><p&

8、gt;　　二十一世紀的中國，是制造業(yè)的中國。模具行業(yè)作為制造業(yè)的基礎(chǔ)，近年來在我國發(fā)展十分迅猛。模具是基于技術(shù)與經(jīng)驗的行業(yè)，技術(shù)對于模具行業(yè)來說，是發(fā)展和創(chuàng)新之泉，是企業(yè)賴以生存的基石。而作為模具行業(yè)中極其重要的編程技術(shù)，會直接決定一個企業(yè)中模具的制造效率和質(zhì)量CAD/CAM技術(shù)的應用目前已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維繪圖逐步向三維設(shè)計過渡。從實現(xiàn)制造業(yè)信息化的角度來說，產(chǎn)品的三維模型可以更完整地定義和描述設(shè)計及制造信息。在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程中，零部

9、件的標準化、通用化和系列化是提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的有效途徑，而基于三維CAD系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計與二維繪圖相比更能夠滿足制造信息化的要求。UGNX是美國EDS公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，具有強大的參數(shù)化設(shè)計功能，在設(shè)計和制造領(lǐng)域得到了廣泛的應用。本文以UGNX為支撐平臺，介紹了三維參數(shù)化建模的實現(xiàn)方法。</p><p>　　模具是利用其特定形狀成型具有一定形狀和尺寸的制造工具。成型塑料制品的

10、模具叫做塑料模具。全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。</p><p>　　塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、各向同性、外觀質(zhì)量

11、、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少分模。合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機構(gòu)。在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也有相當?shù)挠绊?。除簡易模具外，一般來說制模費是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬件。當批量不大的時候，模具費

12、用在制件成本中所占比例將會很大，這時應盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。</p><p>　　根據(jù)已有的數(shù)據(jù)，利用UG軟件得到整體手機外殼的模型，并利用UG CAM生成數(shù)控加工程序，以及整體手機外殼的夾具設(shè)計。通過此次的設(shè)計，經(jīng)后置處理應用于數(shù)控機床上的程序代碼，加工后的產(chǎn)品面精度可達 0.1mm，由0.5mm的加工余量由后續(xù)拋光工序完成。并且此方法技術(shù)柔性好，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，選用材料多為不銹鋼、合

13、金鋼、耐熱合金等難切削材料進行加工。</p><p>　　現(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設(shè)計起著重要作用。高效的全自動的設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮基效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。</p&g

14、t;<p>　　基于現(xiàn)手機市場現(xiàn)狀,開發(fā)出有價值的產(chǎn)品是手機企業(yè)的生存目標。而價值 的體現(xiàn)是要靠競爭,適者生存的自然規(guī)律在手機行業(yè)中表現(xiàn)的也很直接。由此在 競爭中贏得一席之地成為關(guān)鍵.這所謂的“一席之地”就是指手機產(chǎn)品可能具有 的長期性絕對優(yōu)勢。 由此可以得出此次課題研究的目的在于；弄清手機開發(fā)程序的基礎(chǔ)上找到能實現(xiàn)競爭的設(shè)計關(guān)鍵點，保證開發(fā)出的產(chǎn)品能在競爭中處于優(yōu)勢的地位。其意義有兩個：從微觀上來講就是保證開發(fā)出的手機能

15、在同類產(chǎn)品中占據(jù)優(yōu)勢地位，實現(xiàn)其產(chǎn)品的價值，實現(xiàn)企業(yè)的正常運作。從宏觀上來將就是保證市場競爭次序的健康積極發(fā)展，而不要出現(xiàn)家電行業(yè)的惡性競爭，而是依靠合理的方式去實現(xiàn)競爭這一市場行為，同時也節(jié)約的社會資源。 采用模具生產(chǎn)手機外殼。具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點，是當代手機外殼生產(chǎn)的重要手段?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。但隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，隨著社會的進步與經(jīng)濟的

16、發(fā)展，市場競爭越來越強烈，對模具的要求也越來越高。這些傳統(tǒng)的制模方法，由于其效率低,成本高，周期長而不能滿足要求，特別是對一些形狀復雜材料特殊的模具制</p><p>　　1.2 CAD/CAM技術(shù)在經(jīng)濟建設(shè)中的作用和國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機已廣泛應用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對每一個環(huán)節(jié)都可將計算機作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD

17、或CAM或CAE。計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)，作為電子信息的一個重要組成部分，是促進科研成果的開發(fā)和轉(zhuǎn)化、實現(xiàn)設(shè)計自動化、增強企業(yè)竟爭能力、加速國民經(jīng)濟發(fā)展和國防現(xiàn)代化的一項關(guān)鍵高技術(shù)。目前，CAD技術(shù)日趨成熟，應用日益廣泛，在機械、電子、航空、航天、汽車、造船、建筑及工程建設(shè)、輕工、紡織、等領(lǐng)域都有應用。從產(chǎn)品的設(shè)計、分析、制造和管理到市場預測、報價交易等，不僅遍及所有的工業(yè)部門，而且在文教、衛(wèi)生、體育等領(lǐng)域也有著廣闊的應用前景。C

18、AD技術(shù)的應用使產(chǎn)品設(shè)計和工程設(shè)計的工作內(nèi)容和方式發(fā)生了根本性的變革，并且產(chǎn)生了巨大的效益，成為工業(yè)發(fā)達國家制造業(yè)、建筑業(yè)保持競爭的優(yōu)勢、開拓市場的重要技術(shù)手段，有力的促進了世界高新技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。</p><p>　　三十年來，國外工業(yè)發(fā)達國家的CAD技術(shù)不斷創(chuàng)新、完善，逐步發(fā)展形成一個從研究開發(fā)、生產(chǎn)制造到推廣應用和銷售服務的完整的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)美國統(tǒng)計，1985年CAD/CAM世界市場總額

19、為35億美元，1988年為54億美元，1990年達114億美元，年平均增長率在20%以上。據(jù)倫敦市場研究所預測，近五年，其技術(shù)市場總額將達600億美元。</p><p>　　CAD系統(tǒng)目前處在方興未艾的發(fā)展階段。未來的發(fā)展趨勢是建立在開放式、分布式網(wǎng)絡上的集成化系統(tǒng)。以工程工作站和微機為基礎(chǔ)的CAD系統(tǒng)將成為應用的主流。CAD支撐軟件和各行業(yè)的專業(yè)應用軟件是發(fā)展CAD技術(shù)的關(guān)鍵。在發(fā)達國家CAD系統(tǒng)銷售中，硬件和

20、軟件之比已達1：3-5。由此可見，發(fā)展CAD軟件是發(fā)展和推廣CAD技術(shù)的重點。</p><p>　　我國CAD技術(shù)的開發(fā)和應用起步于60年代，主要應用于科學計算、工程圖的繪制、數(shù)控加工、船體放樣、飛機設(shè)計及集成電路的版圖設(shè)計等方面。經(jīng)過近30年的努力，特別是通過“七五”、“八五”攻關(guān)和技術(shù)改造、技術(shù)引進和消化吸收，我國CAD技術(shù)在硬件環(huán)境、支撐軟件、應用開發(fā)、基地建設(shè)和人才培訓等方面都取得了較大的進展，在國民經(jīng)濟

21、建設(shè)中取得了良好的效益。體現(xiàn)在：微機及工作站已具有小批量生產(chǎn)的能力，國產(chǎn)微型計算機年產(chǎn)量已達25萬臺，為普及微機CAD提供了基礎(chǔ)；打印機、繪圖機、數(shù)字化儀等配套外設(shè)國內(nèi)已有批量生產(chǎn)，CAD軟件已取得了一大批可喜的成果，在市場上已有了自己的商品化CAD軟件;CAD技術(shù)的應用也取得了一定的效益。據(jù)近幾年的調(diào)查統(tǒng)計，CAD技術(shù)在機械產(chǎn)品設(shè)計中應用，縮短設(shè)計周期1/3到1/2，提高工效3—5倍，使產(chǎn)品設(shè)計的一次成功率達90%以上。工程設(shè)計使用C

22、AD技術(shù)，使工效提高3—10倍，基建投資節(jié)約2%，僅“七五”期間就節(jié)約工程投資20多億元。目前全國大型設(shè)計院中，90%以上的計算工作量、50%左右的方案設(shè)計、25%左右的繪圖工作量是用CAD完成的。</p><p>　　雖然我國CAD技術(shù)的開發(fā)和應用已經(jīng)取得了一定的成果，也取得了相應的效益，但總的來說，實際應用的領(lǐng)域還很有限，尚未形成市場規(guī)模，與工業(yè)發(fā)達國家相比，還有很大差距。主要是：CAD支撐軟件商品化程度低，

23、不能成套提供硬軟件系統(tǒng)，還改變不了硬、軟件平臺依靠進口的被動局面；國家對CAD技術(shù)研究、開發(fā)、推廣應用投資強度不高，且低水平的重復分散現(xiàn)象嚴重；缺乏CAD開發(fā)和應用的技術(shù)、經(jīng)營、管理、培訓服務等方面的人才，特別是綜合人才；CAD技術(shù)在廣大企業(yè)中的應用還僅僅處于起步階段。</p><p>　　當前我國正處于計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌及“復關(guān)”的重要時刻，為加快和擴大我國CAD的應用，建立和發(fā)展我國CAD產(chǎn)業(yè)提供了良好的

24、機遇。我們要充分發(fā)揮國家宏觀調(diào)控及市場調(diào)節(jié)機制的作用，把現(xiàn)有力量匯集成一支具有國際競爭力的社會化的CAD產(chǎn)業(yè)大軍，加速建成和發(fā)展我國的CAD產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　1.3 課題的目的適用范圍和所要解決的問題和采取的手段、方法</p><p>　　該課題主要是利用UG軟件的強大的實體造型和線框造型的建模功能以及起強大的參數(shù)化設(shè)計功能來實現(xiàn)對手機外殼的模具設(shè)計和利用MasterCAM技術(shù)對

25、其進行數(shù)控加工工藝的設(shè)計及仿真加工等，本課題的設(shè)計主要是體現(xiàn)UG的強大的建模功能，UG是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化，基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一的數(shù)據(jù)庫功能。其主要特點是參數(shù)化的牲造型；統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫；設(shè)計修改的關(guān)聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中的相應圖形和數(shù)據(jù)也會自動更新。它的性能優(yōu)良，功能強大，是一套可以應用于工業(yè)設(shè)計，機械設(shè)計，功能仿真，制造和管理等眾多領(lǐng)域的工程自動

26、化軟件包，成為全世界最普及的3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，Pre/Engineer在今日儼然已成為3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應用于電子，機械，模具，工業(yè)設(shè)計，汽車，自行車，航天，家電，玩具等各行各業(yè)。 </p><p>　　本課題所設(shè)計的產(chǎn)品將用較好的外觀造型和表面質(zhì)量，將適用于不同階層的人們的需要，要作好本課題的設(shè)計要做到以下幾方面的工作：原始數(shù)據(jù)的收集、分析產(chǎn)品的設(shè)計

27、圖紙確定造型方案、利用UG進行產(chǎn)品的模型設(shè)計，在利用Mastercam確定數(shù)控加工的工藝設(shè)計及實際的加工等工作。</p><p><b>　　手機外殼的模型建模</b></p><p>　　2.1 選用UG軟件進行手機外殼建模的原則</p><p>　　2.1.1選擇CAD/CAM軟件的原則</p><p>　　首先應

28、廣泛了解和對比各種軟件性能及價格。每一種軟件都有自己的優(yōu)點和不足之處，最適用的軟件才是最好的軟件。選擇軟件時，應以滿足需要為前提，除價格因素外，應考慮以下幾方面問題。</p><p>　　(1)操作使用的方便性　首先應注意軟件的安裝對操作系統(tǒng)及硬件的要求，能否直接運行于普通配置的微機上，需要增加哪些專用配件。其次再檢查軟件的各個子系統(tǒng)，比如界面設(shè)計是否符合邏輯和便于閱讀，各級子菜單如何管理和顯示，用戶如何與系統(tǒng)交

29、流等。一個好的軟件還應便于初學者掌握，操作簡便實用，一般應包含供初學者使用的學習模塊和即時幫助系統(tǒng)。</p><p>　　(2)軟件的集成化程度　一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的，如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、數(shù)控加工、有限元分析、仿真模擬、動態(tài)顯示等。這些模塊應該以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進行統(tǒng)一管理。這樣既保持了底層數(shù)據(jù)的完整性和一致性，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，又節(jié)約了系統(tǒng)資源和運動時間。有些CAD

30、/CAM軟件則以文件管理為基礎(chǔ)，導致數(shù)據(jù)冗余度大，占用存儲空間大，缺乏數(shù)據(jù)安全保護措施，不利于工程數(shù)據(jù)管理。</p><p>　　(3)CAD功能　應能設(shè)計制作出既滿足設(shè)計使用要求又適合CAM加工的零件模型。優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)是一個高效的設(shè)計工具，應具有參數(shù)化設(shè)計功能，三維實體模型與二維工程圖形應能相互轉(zhuǎn)化并關(guān)聯(lián)。CAD可分為自動設(shè)計和交互設(shè)計兩類。自動設(shè)計效率高，但靈活性差，只適用于標準化程度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)固定的產(chǎn)

31、品；交互設(shè)計靈活性大，能充分發(fā)揮設(shè)計人員的主觀能動性，但效率低，交互愈多愈復雜效率愈低。實際上，幾乎沒有純粹的自動設(shè)計或純粹的交互設(shè)計軟件，好的軟件能根據(jù)產(chǎn)品對象恰當?shù)靥幚碜詣釉O(shè)計和交互設(shè)計的配合。另外，開放型的結(jié)構(gòu)不僅便于用戶進行二次開發(fā)，同時也使軟件系統(tǒng)本身能夠不斷地擴充與完善。當然，還要考慮它與其它CAD/CAM軟件的兼容性，注意軟件所帶的圖形文件接口，看它能支持哪幾種圖形文件轉(zhuǎn)換，是否能從其它系統(tǒng)讀取圖形文件，或?qū)⒈鞠到y(tǒng)的圖形文

32、件傳送到其它系統(tǒng)。</p><p>　　(4)CAM功能　CAM功能應能提供一種交互式編程并產(chǎn)生加工軌跡的方法，它包括加工規(guī)劃、刀具設(shè)定、工藝參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。CAM功能檢測應注意以下幾方面：　?、俳⒍S和三維刀具路徑的難易程度；</p><p>　?、诩庸し椒ǖ亩鄻有?；　　 </p><p>　?、鄣毒呗窂绞欠褚子诰庉嫼托薷模?lt;/p><p&

33、gt;　?、苁欠裼械毒吆筒牧蠑?shù)據(jù)庫，使系統(tǒng)能自動生成進給速度和主軸轉(zhuǎn)速；　</p><p>　?、萦袩o內(nèi)置的防碰撞和防過切功能；　　</p><p>　?、弈芊袷謩映{(diào)任何機加工缺省值(如進給速度，主軸轉(zhuǎn)速等)；</p><p>　　⑦能否對加工過程進行模擬和估算加工時間?！　?lt;/p><p>　　(5)后處理程序及數(shù)控碼輸出　一般的CAD/

34、CAM系統(tǒng)使用后處理程序提供用戶化的數(shù)控碼輸出，使用戶能夠靈活地使用不同的數(shù)控裝置。選擇軟件時，應了解以下幾方面：</p><p>　　①提供哪些后處理和程序。是否包括車床、線切割、電火花機床或三維五軸數(shù)控編程的后處理程序；</p><p>　?、诤筇幚沓绦蚰芊窦氄{(diào)，以使數(shù)控輸出符合用戶的要求；</p><p>　　③能否將NC程序反向處理，顯示刀具路徑。</

35、p><p>　　(6)升級方法和技術(shù)支援　應該了解該公司近幾年來更新版本的情況，確認升級方法；公司在我國或當?shù)赜袩o辦事處，可提供哪些技術(shù)支援；是否需要技術(shù)培訓，采用什么方式等。</p><p>　　2.1.2 常見的基于微機的CAD/CAM軟件包</p><p>　　(1)UG　Unigraphics(UG)是美國EDS公司發(fā)布的CAD/CAE/CAM一體化軟件。

36、廣泛應用于航空航天、汽車、通用機械及模具等領(lǐng)域。國內(nèi)外已有許多科研院所和廠家選擇了UG作為企業(yè)的CAD/CAM系統(tǒng)。UG可運行于Windows NT平臺，無論裝配圖還是零件圖設(shè)計，都從三維實體造型開始，可視化程度很高。三維實體生成后，可自動生成二維視圖，如三視圖、軸側(cè)圖、剖視圖等。其三維CAD是參數(shù)化的，一個零件尺寸修改，可致使相關(guān)零件的變化。該軟件還具有人機交互方式下的有限元解算程序，可以進行應變、應力及位移分析。UG的CA

37、M模塊提供了一種產(chǎn)生精確刀具路徑的方法，該模塊允許用戶通過觀察刀具運動來圖形化地編輯刀軌，如延伸、修剪等，其所帶的后處理程序支持多種數(shù)控機床。UG具有多種圖形文件接口，可用于復雜形體的造型設(shè)計，特別適合大型企業(yè)和研究所使用。(2)Pro/ENGINEER　Pro/ENGINEER是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)開發(fā)的CAD/CAM軟件，在我國也有較多用戶。它采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和全參數(shù)化造型技術(shù)，為三維實體造型提供了一個優(yōu)良的平臺。其工

38、業(yè)設(shè)計方案可以直接讀取內(nèi)部的零件</p><p>　　2.2 手機外殼的實體造型設(shè)計</p><p>　　2.2.1 產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)據(jù)的確定（見圖2-1）</p><p>　　1）制品的尺寸精度要求：長度方向小于0.50，厚度方向小于0.10；</p><p>　　2）制品材料：ABS；</p><p>　　3）制

39、品表面粗糙度要達到圖紙的要求和滿足消費者的需求；</p><p>　　4）制品其他要求：符合設(shè)計規(guī)范。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.2.2 利用UG進行產(chǎn)品設(shè)計的工程</p><p>　　分析原始的數(shù)據(jù)確定設(shè)計首先進入建模工作模式；</p><p>　　

40、創(chuàng)建長方體依次輸入長度（XC）110，寬度（YC）45，高度（ZC）10，以原點（0，0，0，）作為長方體的角點，創(chuàng)建手機外殼毛坯；</p><p>　　拔錐長方體，選擇長方體的四周作為“加拔模角度的面”，選擇ZC軸的正方向作為拔摸方向，然后選擇原點為參考點，選擇拔錐角度為5，完成拔摸操作。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><

41、p>　　4）創(chuàng)建邊緣圓角，圓角類型選擇“邊界”方式，然后選擇長方體的上表面4條邊和4條棱邊作為倒圓角的對象，最后輸入圓角半徑為R=5完成倒圓操作。</p><p>　　抽殼實體，在抽殼對話框中選擇類型為面的方式，選擇長方體下表面作為抽殼的開口面，在“默認厚度”文本框中輸入2，完成抽殼操作如圖2-2所示。</p><p><b>　　圖2-3</b></p&

42、gt;<p>　　創(chuàng)建腔體“屏幕框”單擊“成形特征”工具欄中的腔體按鈕，選擇“矩形的”作為腔體的類型，選擇長方體的上表面為腔體的放置面，在彈出的“水平參考”對話框后，選擇底面上的水平邊作為水平參考元素。在“長度”文本框中輸入長度25，寬度文本框中輸入30，深度文本框中輸入2，其他的保持默認指，在“定位”對話框中輸入水平定位距離為30，豎直定位距離為25，最后如圖2-4所示：</p><p><

43、b>　　圖2-4</b></p><p>　　改變工作坐標系：改變坐標原點，在“點構(gòu)造器”對話框中輸入XC=55，YC=22.5。ZC=0，創(chuàng)建草圖在手機外殼上表面上，然后再工具欄里插入曲面—橢圓，以原點為圓心分別輸入長半軸為8，短半軸為3，起始角為0，終止角為360，旋轉(zhuǎn)角度為0，畫橢圓拉伸后得：如圖2-5所示：</p><p><b>　　圖2-5</

44、b></p><p>　　8）創(chuàng)建“接聽框”腔體用類似的方法，在彈出的“腔體”對話框選擇“圓柱副”按鈕，在彈出的“圓柱腔體”放置表面選擇對話框選擇長方體的上表面為腔體的放置面，在彈出的“圓柱形的腔體”對話框中，輸入腔體直徑為6，深度為2，在底半徑文本框中輸入0，單擊“確定”按鈕后，進行“定位”操作，分別指出水平參考，輸入水平定位距離為55，豎直定位距離為10，完成接聽框如圖2-6所示：</p>

45、<p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　創(chuàng)建鍵槽“按鍵”框具體步驟如下：創(chuàng)建單個鍵槽。單擊“成型特征”工具欄中的“鍵槽”按鈕，在彈出的“鍵槽”類型對話框中選擇“矩形的”按鈕，確定后選擇長方體的上表面為鍵槽的放置面，選擇底面與XC平行的邊作為水平參考，然后彈出“矩形鍵槽”對話框，在“長度”文本框中輸入8，在“寬度”文本框中輸入6，在“深度”文本框中輸入2，單擊確定

46、后，進行“定位”操作，分別輸入水平定位距離為22.5，豎直定位距離為65，結(jié)果如圖2-7所示：</p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　10）創(chuàng)建鍵槽陣列“按鍵框”單擊“特征操作”工具欄中的“引用特征”按鈕，UGNX2自動彈出“引用”類型選擇對話框。單擊“矩形陣列”按鈕后，選擇鍵槽特征作為陣列對象并確定，選擇“一般”創(chuàng)建方法，分別在“沿XC向

47、的數(shù)量”文本框中輸入4，“XC偏移”文本框中輸入10，“沿YC向的數(shù)量”文本框中輸入2，“YC偏移”文本框中輸入-12.5，單擊“確定”按鈕后，在彈出的“生成引用”對話框中單擊“是”，完成矩形陣列，結(jié)果下：</p><p><b>　　圖2-8</b></p><p>　　創(chuàng)建鍵槽“按鍵”框具體步驟如下：創(chuàng)建單個鍵槽。單擊“成型特征”工具欄中的“鍵槽”按鈕，在彈出的“

48、鍵槽”類型對話框中選擇“矩形的”按鈕，確定后選擇長方體的上表面為鍵槽的放置面，選擇底面與XC平行的邊作為水平參考，然后彈出“矩形鍵槽”對話框，在“長度”文本框中輸入8，在“寬度”文本框中輸入6，在“深度”文本框中輸入2，單擊確定后，進行“定位”操作，分別輸入水平定位距離為10，豎直定位距離為65，結(jié)果如圖2-9所示：</p><p><b>　　圖2-9</b></p><

49、;p>　　12）創(chuàng)建鍵槽陣列“按鍵框”單擊“特征操作”工具欄中的“引用特征”按鈕，UGNX2自動彈出“引用”類型選擇對話框。單擊“矩形陣列”按鈕后，選擇鍵槽特征作為陣列對象并確定，選擇“一般”創(chuàng)建方法，分別在“沿XC向的數(shù)量”文本框中輸入4，“XC偏移”文本框中輸入10，“沿YC向的數(shù)量”文本框中輸入1，“YC偏移”文本框中輸入-12.5，單擊“確定”按鈕后，在彈出的“生成引用”對話框中單擊“是”，完成矩形陣列，結(jié)果下：</

50、p><p><b>　　圖2-10</b></p><p>　　邊緣倒圓角，單擊“邊緣圓角”按鈕后，UGNX2會自動彈出“邊緣圓角”對話框，然后選擇圓角類型為“邊界”方式，分別選擇腔體和所有鍵槽的上表面邊緣，在“默認半徑”文本框中輸入0.5，單擊確定后，完成圓角的操作如圖2-11所示。</p><p><b>　　圖2-11</b&

51、gt;</p><p>　　圓角特征編輯：單擊“編輯特征”工具欄中的“編輯特征參數(shù)按鈕”UGNX2將自動彈出“編輯特征參數(shù)”選擇對話框，選擇“屏幕框”的倒圓角特征和沒有倒圓角的特征的4條內(nèi)側(cè)棱邊，修改半徑為1，單擊“確定”按鈕，完成編輯，結(jié)果如圖2-12所示：</p><p><b>　　圖2-12</b></p><p>　　創(chuàng)建“聽筒”特征

52、，首先將工作坐標系該為絕對坐標系，在將其原點設(shè)為XC=-45,YC=0,ZC=0。進入草圖工作區(qū)，選擇XC-YC平面創(chuàng)建話筒的拉伸輪廓線串，創(chuàng)建結(jié)果如圖2-13所示：</p><p><b>　　圖2-13</b></p><p>　　3 手機外殼的數(shù)控加工</p><p>　　3．1 數(shù)控加工工藝的設(shè)計</p><p&g

53、t;　　3．1．1 分析零件圖樣 </p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　拿到圖紙時首先多產(chǎn)品的機械加工工藝進行分析，主要有以下幾方面的內(nèi)容：</p><p>　?。?）表面粗糙度要求</p><p>　　表面粗糙度要求是保證零件表面微觀精度的重要要求。對于切削加工，它是合理選擇機床、刀具

54、及切削用量的重要依據(jù)；對于電加工，則是合理選擇電參數(shù)的主要依據(jù)。</p><p>　　了解這張圖的表面粗糙度的要求給這張圖一個大體的定位。</p><p><b>　?。?）尺寸公差要求</b></p><p>　　在該項分析過程中，還可以同時進行一些編程尺寸的簡單換算。如將標注有公差要求的尺寸取其中值（即最大極限尺寸與最小極限尺寸的平均值）作

55、為編程的尺寸依據(jù)等。</p><p>　　分析零件圖樣上的尺寸公差要求,以確定控制其尺寸精度的加工工藝,如刀具類型及其幾何角度的選擇及確定切削用量等。</p><p>　?。?）形狀和位置公差要求</p><p>　　在數(shù)控機床切削加工中，零件的形狀和位置誤差，除裝夾定位誤差外，主要受機床主體機械運動副的精度影響，一般不能通過工藝處理環(huán)節(jié)給予解決。因此，在加工前了解

56、其機械運動副的精度狀況是十分必要的。圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件幾何精度的重要要求。分析此項要求，便于確定其定位基準和檢驗基準，并盡量使它們與設(shè)計基準一致，還可以根據(jù)加工需要進行一些技術(shù)性處理，以有效地控制其形狀和位置誤差。</p><p>　　3.1.2 刀具的選擇和基本要求</p><p>　　1）刀具的剛性要好，為提高生產(chǎn)率而采用大的切削用量時，需要剛性較好的刀具剛性差的刀具

57、在大切削用量時很容易斷刀。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產(chǎn)生變形而形成“讓刀”，使加工的型面出現(xiàn)斜面，當被加工表面各處余量不一樣時，用于普通銑床可多次進給解決問題，而數(shù)控銑床則要改變程序，而用剛性強的刀具就可一次加工，不必改變程序。</p><p>　　2）刀具的耐用度要高 因為數(shù)控銑床靠程序控制精度，刀具若磨損很快，則尺寸精度、型面精度很難保證，故要用耐用度高的刀具。此外，

58、刀具參數(shù)、幾何角度、排屑性能等因素也需要綜合考慮。</p><p>　　3）數(shù)控加工刀具卡片</p><p>　　3.1.3 數(shù)控加工時切削用量的選擇</p><p>　　數(shù)控銑床銑削的切削用量，具體可采用機床說明書對具體的產(chǎn)品設(shè)計要求選擇合適的切削用量，合理的選擇切削用量，對零件要有豐富的實踐經(jīng)驗才能夠掌握好切削用量的選擇。因此，在編程時只能根據(jù)一般情況，大致選擇

59、切削用量。在實際加工中，根據(jù)具體情況進行調(diào)整。</p><p>　　數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度

60、允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 </p><p>　　1）銑刀半徑RD應小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.8～0.9)Rmin </p><p>　　2）切削寬度ae。一般ae與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。計算機型數(shù)控加工

61、中，一般ae的取值范圍為：ae=（0.6～0.9）Dc。 </p><p>　　3）切削速度Vc。提高Vc也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但Vc與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。</p><p>　　4）主軸轉(zhuǎn)速的確定 </p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為

62、： </p><p>　　n=1000v/πD </p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　v----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定； </p><p>　　n-- -主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； </p><p>　　D----工件直徑或刀具直徑，單位為m

63、m。 </p><p>　　計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 </p><p>　　5）進給速度的確定 </p><p>　　進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 </p><p>　　確定進給速

64、度的原則： </p><p>　　a.當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p>　　b.在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p>　　c.當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20

65、～50mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p>　　d.刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。 </p><p>　　e.進給量 f 工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時，刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。</p><p>　　進給速度 v f 是指切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬時速度。 </p><p>

66、;<b>　　v f=fn </b></p><p>　　式中 v f ——進給速度（ mm/s ）；</p><p><b>　　6)背吃刀量確定 </b></p><p>　　背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證

67、加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2～0.5mm。 </p><p>　　刀具T01的參數(shù)選擇：按要求選取直徑為5的刀具，切削寬度ae=（0.6～0.9）Dc=3mm,切削速度根據(jù)機械加工手冊我們?nèi)?7m/min,n=1000v/πD=3000r/min。</p><p>　　3.1.4 數(shù)控加工的刀具進給路線的確定</p><p>　　進給路線的確定是工

68、藝分析中一項極為重要的工作，它是編制程序的依據(jù)，是刀具相對于工件的運動軌跡及方向。因此，要合理確定進給路線，最好在工序簡圖上將進給路線畫出來，便有于編制程序。</p><p>　　在確定進給路線時，要考慮零件的被加工表面的精度、表面質(zhì)量、表面形狀。零件材料的剛度、切削余量。機床的類型、剛度、精度以及刀具的剛度等。要考慮被加工表面與夾具的空間關(guān)系，以防碰撞。合理的進給路線應能保證零件的加工精度、表面質(zhì)量的要求。數(shù)值

69、計算簡單、程序段少、編程量小、進給路線短、空形程少的高效率路線。</p><p>　　銑削平面輪廓的進給路線</p><p>　　1、銑削手機外殼的外輪廓 銑削外輪廓的路線分別為Z 方向和X Y方向，要一一確定。在開始切削段和結(jié)束切削段要有切入切出的路線，以免產(chǎn)生刀痕，保證被加工表面的光滑。</p><p>　　2、應盡量建立徑向刀具補償段和取消徑向刀具補償

70、段，這一點非常重要。他的目的是為了編程簡單，可靈活使用不同直徑的刀具，并利用刀具補償值有效地控制尺寸精度。</p><p>　　3、在實際切削段，只要沿著實際輪廓編制程序段就可以了，在進給方向上一般用順銑，這是因為數(shù)控銑床的絲杠是滾珠絲杠，間隙極小甚至為零，不存在普通銑床上順銑易損壞刀具的情況。順銑加工的表面質(zhì)量比逆銑要高，狀態(tài)也好。</p><p>　　2）銑削手機外殼的腔體 銑削內(nèi)

71、輪廓的路線也同樣分為Z方向和X Y方向，但銑削內(nèi)輪廓的零件與銑削外輪廓的零件的情況不同，不能從切線方向切入、切出。在開始切削段可用圓弧切入，結(jié)束切削段可用圓弧切出，以保證不留刀痕，有是也可以用斜線切入，圓弧的大小和斜線的長短視內(nèi)輪廓的尺寸的大小來確定。應建立徑向刀具補償段和取消徑向刀具補償段。進給方向一般用順銑，在確定路線時，要考慮刀具直徑的大小，每段輪廓的長度必須大于刀具半徑和刀具補償值之合，否則機床將報警，防止過切。</p&

72、gt;<p>　　3）內(nèi)、外輪廓零件Z方向的確定 銑刀快速進給至Z1，再工作進給至切削長度Z2。這個Z1值的確定很重要，設(shè)定的太高效率低，設(shè)定的太低，則快速下刀距離工件太近，容易出危險，很容易碰刀。銑削外輪廓零件時，落刀點要選在工件外，距離工件一定的距離L（L>r+k,r為刀具半徑，k為余量），銑削內(nèi)輪廓零件時，落刀點選在有空間下刀的地方，一般在內(nèi)輪廓零件的中間，若沒有空間的話，應先鉆落刀孔。</p>

73、<p>　　3.1.5 數(shù)控加工工藝卡</p><p>　　3.2 應用Mastercam對手機進行加工</p><p>　　3.2.1 加工設(shè)置</p><p>　　1|）啟動Mastercam軟件，選擇File/converters/iges/Read file,然后從現(xiàn)有桌面上打開已經(jīng)存好的文件手機殼。</p><p>

74、　　單擊Toolpaths/job setup后，在彈出的對話框里選擇毛坯大小為X=115，Y=50，Z=12。點擊確定即可完成構(gòu)件毛坯的設(shè)定。如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　3.2.2 刀具路徑生成</p><p>　　1）應用Mastercam的三維軟件對手機進行仿真加工，先對手機的按鍵空和屏

75、幕框進行粗加工：在主菜單中選擇Toolpaths/surface/Rough/Pocket/All/surface/doen.后在刀具對話框里選擇名字為 Mill的刀具，系統(tǒng)彈出對話框如下所示：</p><p><b>　　圖3.2</b></p><p>　　選擇刀具直徑為5mm的刀具，如上圖所示：</p><p>　　2）具參數(shù)對話框中，選

76、擇Parameters選項卡，在其中指定進給速度為500，下刀速度為1000，主軸轉(zhuǎn)速為3000，退刀速度為1000以及粗精加工的步距如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　圖3-4</b></p><p><b>　　圖3-5</b></p>

77、;<p>　　確定后得到如下圖所示的刀具路徑圖：</p><p><b>　　圖3-6</b></p><p>　　半精銑手機外輪廓：主菜單中選擇Toolpaths/surface/Finish/Radiale/All/surfaces/done, 后在刀具對話框里選擇名字為 Mill的刀具，系統(tǒng)彈出對話框如下所示：</p><p&g

78、t;<b>　　圖3-7</b></p><p>　　選擇刀具直徑為5mm的刀具，如上圖所示：</p><p>　　5)數(shù)對話框中，選擇Parameters選項卡，在其中指定進給速度為2000，下刀速度為1000，退刀速度為1000，主軸轉(zhuǎn)速為5000。如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-8</b></p

79、><p>　　確定后得到如圖所示的刀徑路徑圖：</p><p><b>　　圖3-9</b></p><p>　　精加工手機的的整過輪廓，Toolpaths/surface/Finish/Radiale/All/surfaces/done, 后在刀具對話框里選擇名字為 Mill的刀具，系統(tǒng)彈出對話框如下所示：</p><p>

80、;<b>　　圖3-10</b></p><p>　　選擇刀具直徑為2mm，主軸轉(zhuǎn)速為5000，進刀為1000，退刀位1000，進給速度為2000.其它參數(shù)和半精加工相同。最后得到的刀徑路徑為：</p><p><b>　　圖3-11</b></p><p>　　仿真圖：返回主菜單單擊Toolpaths/operation

81、s.在彈出的窗口中選擇select All,后在單擊verify.</p><p><b>　　圖3-12</b></p><p>　　7)最后的得到仿真后的圖：</p><p><b>　　圖3-13</b></p><p>　　8）導出數(shù)控加工程序：</p><p>　　

82、點擊導出NC文件，保存后用記事本打開后就出現(xiàn)了該加工零件的程序：</p><p><b>　　圖3-14</b></p><p><b>　　4 心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計不但讓我學到了一定的東西，還讓我明白了，數(shù)字化加工技術(shù)在模具制造業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重地作用，而刀位軌跡的生成是其中的一項重要內(nèi)

83、容。刀位軌跡的生成不但對模具零件的加工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，而且對實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟的模具零件數(shù)控加工具有極其重要的作用，只用通過實踐性教學環(huán)節(jié)才能使我們對現(xiàn)代設(shè)計課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實踐才能培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力，獨立工作，分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　在結(jié)束了現(xiàn)代設(shè)計模塊相關(guān)課程的學習后，通過本次設(shè)計讓我所學到的知識得到鞏固和加深，并培養(yǎng)我們學會全面綜合地應用所學

84、的知識，去分析解決現(xiàn)代設(shè)計過程中的實際工程問題的能力。</p><p>　　通過設(shè)計提高我們的自學能力，熟悉現(xiàn)代設(shè)計中的有關(guān)知識、理論和工具技術(shù)，并學會結(jié)合生產(chǎn)實際正確地使用這些資料和工具。</p><p>　　通過這次設(shè)計樹立正確的設(shè)計分析思想，懂得合理的設(shè)計與分析應該是技術(shù)上先進的，經(jīng)濟上合理的并且在實踐中是可行的。</p><p>　　通過分析解決相關(guān)實際工程

85、問題，完成分析報告，編寫設(shè)計說明書，提高了我對技術(shù)文件的整理、寫作及組織編排能力，為將來撰寫技術(shù)及科研論文打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　5參考文獻</b></p><p>　　【1】崔兆華.《數(shù)控加工工藝》教材 清華大學出版社</p><p>　　【2】展迪優(yōu).《UG NX 6.0 數(shù)控加工教程》教材 上?？茖W技術(shù)出版社</p&

86、gt;<p>　　【3】陳學翔.《UG NX 6.0數(shù)控加工經(jīng)典案例解析》教材 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【4】王澤鵬.《UG NX 6.0中文版數(shù)控加工從入門到精通》教材 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【5】施慶.《mastercam x3實用教程》教材 清華大學出版社</p><p>　　【6】汪平華.《mastercam x2實用