1、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 肥皂盒外殼模具設(shè)計與數(shù)控加工仿真班級 數(shù)控0901班 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 2012 年 6 月 10 日內(nèi)容摘要本文主要利用了ugnx5.0軟件對外殼的三維設(shè)計.模具設(shè)計與凹凸模的數(shù)控加工. 其中主要內(nèi)容分為三部分:實體建模，分模處理和數(shù)控加工。通過這三項內(nèi)容可以更加熟悉ugnx5.0三維造型功能，初步的運用機械設(shè)計和制圖的知識，分模處理可以掌握其中最重要的模具設(shè)計功能，最后通過加工程序編輯可以掌握ugnx5.0自動編程功能。通過這三項功能的運用，可以初步的掌握產(chǎn)品設(shè)計，造型和加工。 關(guān)鍵詞: 模具設(shè)計 實體建模 分模處理 數(shù)控加工目 錄 緒論 .4 一.肥皂盒外殼的造

2、型（一）肥皂盒外殼造型步驟 .5（二）肥皂盒外殼造型圖.6二.肥皂盒外殼模具設(shè)計.6（一）材料和收縮率設(shè)置.6（二）設(shè)定模具坐標系.6（三）建立工件.7（四）分型面的創(chuàng)建.7（五）生成模具型腔、型芯.8三.肥皂盒外殼數(shù)控加工編程.9 （一）數(shù)控加工工藝方案.10 （二）組織加工模型.10（三）加工前的模型處理與加工裝備.13（四）整體粗加工.13（五）平面區(qū)域精加工.16（六）整體半精加工.19（七）整體精加工.20（八）后處理.22 四. 總結(jié) .23 五. 致謝詞 .24 六.參考文獻 .25緒論隨著改革開放步伐的進一步加快，我國正逐步成為全球的制造業(yè)的基地。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的物質(zhì)基礎(chǔ)和產(chǎn)

3、業(yè)主題，是富民強國之本,是國家科技水平和綜合實力的中重要標志。作業(yè)制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)今年來得到了迅速發(fā)展，隨著cad/cam、數(shù)控加工等先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù)在模具行業(yè)普及應(yīng)用，模具設(shè)計與制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場深刻的技術(shù)革命。塑料模具是指用于塑料制作的模具。而我們這次設(shè)計就是肥皂盒外殼模具的設(shè)計。外殼模具屬于工業(yè)類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點.分型面的構(gòu)造方法.靠破孔的修補以及在ugnx5.0環(huán)境下模具設(shè)計的基本流程及相關(guān)基礎(chǔ)知識.而ugnx5.0屬于模具cad/cam類設(shè)計軟件.引入模具cad技術(shù)后,模具設(shè)計可借助計算機完成傳統(tǒng)手工設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的設(shè)計工作,并自己的繪制模具裝配圖和零件圖.模具

4、cam最初應(yīng)用于模具型腔等復(fù)雜形狀自動加工的計算機輔助編制,后又逐步擴展為工藝準備和生產(chǎn)準備過程中的許多功能.例如計算機輔助模具制造工藝過程的設(shè)計、計算機輔助模具生產(chǎn)管理等各方面的應(yīng)用.開發(fā)模具cam最原始的一句是模具的幾何信息圖形.模具cad/cam技術(shù)的主要特點是設(shè)計與制造過程的緊密-設(shè)計制造一體化,其實質(zhì)是設(shè)計和制造的綜合計算機化.在模具cad/cam系統(tǒng)中.產(chǎn)品的幾何模型(有些綜合系統(tǒng)還要求附加工藝和組織管理方面信息)是關(guān)于產(chǎn)品的最基本核心數(shù)據(jù).并作為設(shè)計.計算.分析中最原始的依據(jù).通過模具cad/cam集體的計算.分析和設(shè)計而得到的大量信息,可運用數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將存儲并直接傳送到生

5、產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的各個方面,從而實現(xiàn)設(shè)計制造一體化.此肥皂盒外殼模具設(shè)計主要是運用模具cad/cam軟件之ugnx5.0模具設(shè)計來完成的.隨著市場競爭的日益激烈.用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量/成本/賞識時間提出了越來越高的要求.cad/cam技術(shù)是加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,增強企業(yè)競爭能力的最有效手段,同時也是實施先進制造和cims的關(guān)鍵和核心技術(shù).企業(yè)應(yīng)看清應(yīng)用cad/cam技術(shù)帶來的進步性,并以自身的基礎(chǔ),借鑒同行各企業(yè)應(yīng)用推廣的經(jīng)驗,靈活應(yīng)用cad/cam技術(shù),加快企業(yè)的設(shè)計制造一體化發(fā)展.一 肥皂盒外殼的造型nx5.0目前功能最強、應(yīng)用最廣的版本。本文主要利用了ugnx5.0軟件對外殼的三維設(shè)計。外殼模具屬于工

6、業(yè)類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點.分型面的構(gòu)造方法.靠破孔的修補以及在ugnx5.0環(huán)境下模具設(shè)計的基本流程及相關(guān)基礎(chǔ)知識.而ugnx5.0屬于模具cad/cam類設(shè)計軟件.引入模具cad技術(shù)后,模具設(shè)計可借助計算機完成傳統(tǒng)手工設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的設(shè)計工作,并自己的繪制模具裝配圖和零件圖.(一)肥皂盒外殼造型步驟:1. 建立一個新文件“feizao.prt”.圖1-12. 進入建模模塊.3. 建立如圖1-1所示的草圖.4. 單擊“拉伸”,選擇步驟3所畫的線,拉伸距離20.5. 單擊“”,拔模角度20，如圖1-2所示.6. 單擊“倒圓角”,選中上表面的邊,圓角半徑10.圖1-27. 單擊“抽殼”,選擇下表面,厚度2

7、.8. 倒圓角,圓角半徑3,如圖1-3所示.圖1-39. 單擊“草圖”,選擇下表面,確定,建立如圖1-4圖1-3所示的草圖.10. 單擊“拉伸”,選中步驟9所畫的線,對稱值,距離20，求差.11. 單擊“草圖”,選擇下表面,確定如圖1-5所示的草圖.12. 單擊“拉伸”,選中步驟11所畫的線,距離2,求和. 如圖1-6示13. 保存零件.圖1-4圖1-6圖1-5(二)肥皂盒外殼造型圖 二 肥皂盒外殼的模具設(shè)計(一)調(diào)出肥皂盒外殼調(diào)出肥皂盒外殼產(chǎn)品模型,使用公制單位建立方案,部件材料abs,收縮率1.005,如圖2-1所示.(二)設(shè)定模具坐標系以產(chǎn)品體中心選擇”鎖定z值”建立模具坐標系,如圖2-

8、2所示.圖2-2圖2-1(三)設(shè)置毛坯按默認尺寸進行毛坯定義,如圖2-3所示.(四)分型面的創(chuàng)建 圖2-31. 調(diào)出分型線對話框,在對話框中單擊自動搜索分型線按鈕,開始搜索分型線,單擊應(yīng)用,確認當前的分模實體及分模方向如圖2-4和圖2-5所示.圖2-5圖2-4 2. 找出分型線后,在分型管理器對話框中選擇補片工具,進行自動補片,循環(huán)搜索方法選擇”自動”,修補方法選擇”型腔側(cè)面”,如圖2-6所示.3. 經(jīng)過一段時間的運算,屏幕圖形不斷變化,完成時破孔已全部修補好,如圖2-7所示 ,單擊”后退”按鈕返回上級菜單.圖2-7圖2-6 圖2-7圖2-64. 在分型管理器對話框中直接選取創(chuàng)建分型面,會出現(xiàn)

9、創(chuàng)建分型面的對話框,按”確定”按鈕,系統(tǒng)會生成如圖2-8所示的分型面.5. 抽取區(qū)域,檢查型芯型腔的分模面,系統(tǒng)會找出的總面數(shù)47等于型腔面數(shù)21與型芯面數(shù)26之和,如圖2-9所示.(五)生成模具型芯型腔生成型芯型腔,操作如圖2-10所示,創(chuàng)建型腔和型芯部分,確認分模面的修建方向正確,得到型腔和型芯的部分,如圖2-11和圖2-12所示.圖2-9圖2-8圖2-11圖2-10圖2-1210.在下拉菜單”窗口”中設(shè)工作零件為”頂層裝配體”,分模過程全部完成,如圖2-13所示. 圖2-13三 肥皂盒外殼數(shù)控加工編程(一)數(shù)控加工工藝方案1.粗加工整個零件：采用型腔銑操作分別對零件內(nèi)部、外部進行粗加工，

10、側(cè)壁和底面余量都為0.5mm。選用10的平底銑刀和2的平底銑刀.2.精加工平面區(qū)域:采用等高輪廓銑進行加工,選用10r0.5平底銑刀和2的平底刀.3.半精加工曲面：采用等高輪廓銑對零件的上表面進行半精加工，部件余量為0.2mm。選用6r3的球頭銑刀.4.精加工曲面：采用固區(qū)域曲面輪廓銑對零件的上表面進行精加工，部件余量為0mm。選用6r3的球頭刀.加工工序的加工內(nèi)容、加工方法和使用刀具，如表所示。工序加工內(nèi)容加工方式使用刀具1粗加工整個零件cavity_millmilld10、milld22精加工工件的平面rest_millingmilld10r0.5milld23半精加工曲面zlevel_p

11、rofilemilld6r34精加工曲面contour_areamilld6r3(二)組織加工模型1.新建加工文件.在標準工具條或者文件下拉菜單中選擇新建文件命令,然后在”文件新建”對話框中選擇”裝配”模板,并輸入加工文件名”mill”,之后單擊”確定”,完成加工文件的創(chuàng)建.如圖3-1所示.2.裝入加工模型.應(yīng)用添加組件的命令,將文件(core.prt)裝入到加工中,其中定位方式應(yīng)用”絕對原點”,引用集選擇”模型”.3.在加工文件中創(chuàng)建與零件完全關(guān)聯(lián)的毛坯.在裝配下拉菜單中,選擇”組件”“新建”命令圖3-1在彈出的”類選擇”對話框中單擊”確定”.在彈出的”新建組件”對話框中,選擇”模型”模板,

12、輸入毛坯文件名”core_blank.prt”,如圖3-2所示,然后單擊”確定”完成毛坯零件的創(chuàng)建.在裝配導(dǎo)航器中使用雙擊毛坯零件”core_blank.prt”的方法激活毛坯.如圖3-3所示.圖3-2圖3-3在標準工具條中選擇”開始”“建模”命令,進入”建模”環(huán)境.單擊”wave幾何鏈接器”命令,系統(tǒng)將彈出圖3-4”wave幾何鏈接器”對話框.在”wave幾何鏈接器”對話框中.選擇”類型”為”面”后,再在圖形區(qū)域選擇零件模型的底平面和上平面,如圖3-4完成后將零件的底平面和上平面鏈接到毛坯中.在裝配導(dǎo)航器中關(guān)閉零件的顯示后,在”特征”工具條選擇”拉伸”命令,在”曲線規(guī)則”選擇框中選擇”面的邊

13、”,然后在圖形區(qū)域選擇被鏈接的底平面邊界后,在”拉伸”對話框中選擇終點選項為”直到被延伸”,在選擇肥皂盒外殼凸模上表面,最后單擊”確定”,就生成與零件完全相關(guān)聯(lián)的毛坯,如圖3-5所示.毛坯完成后,在部件導(dǎo)航器仲打開隱藏的零件,雙擊加工文件將其激活,并將毛坯的顯示特性改為半透明,完成后的裝配導(dǎo)航器、零件和毛坯,如圖3-6所示.圖3-6圖3-5(三)加工前的模型處理與加工裝備1.進入加工環(huán)境圖3-7在標準工具條中選擇”開始”“加工”,系統(tǒng)將自動彈出”加工環(huán)境”對話框,在cam設(shè)置選擇欄中選擇”mill_contour”模板,如圖3-7所示,單擊”初始化”按鈕,系統(tǒng)將進入型腔銑加工環(huán)境. 2.創(chuàng)建加

14、工幾何體 在操作導(dǎo)航器仲左鍵單擊標識圖標.然后在導(dǎo)航器空白區(qū)域右鍵單擊并選擇幾何視圖,則進入幾何視圖編輯環(huán)節(jié).雙擊workpice 進入創(chuàng)建加工幾何體環(huán)境。選擇加工部件及加工幾何體具體步驟圖3-8.圖3-8圖3-8所示(從左到右,從上到下)，選擇完畢之后單擊確定一直回到幾何視圖。3.創(chuàng)建安全平面進入坐標系設(shè)定環(huán)境下，選中間隙然后單擊指定，選擇工件的上表面，并在偏置欄中輸入安全平面的數(shù)值，然后單擊確定，安全平面則建立成功。如圖3-9所示.4.創(chuàng)建刀具在菜單欄中選擇分別創(chuàng)建10銑刀、2的立銑刀和10 r0.5立銑刀、6r3的球頭刀，如圖3-10所示。圖3-10圖3-9圖3-10(四)整體粗加工1.

15、粗加工整個零件 創(chuàng)建操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖3-11所示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框. 設(shè)置切削層.在”型腔銑”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話圖3-12框,基本設(shè)置如圖3-12所示.圖3-12圖3-11 設(shè)置進給率. 在”型腔銑”對話框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格圖3-13中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.如圖3-13所示. 設(shè)置進刀方式.在”型腔銑”對話框中點擊”非切削移動”按鈕,

16、進入”非切削運動”對話框,基本操作如圖3-14所示. 生成粗加工刀具運動軌跡. 在圖3-14”型腔銑”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自動生成刀具運動軌跡. 如圖3-15所示. 在”型腔銑”對話框中點擊”確定”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.圖3-152.粗加工零件的五個凸臺部分創(chuàng)建操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖3-16所示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框.設(shè)置加工區(qū)域.在”型腔銑”對話框中圖3-16點擊”指定切削區(qū)域”按鈕,進入”切削區(qū)域”對話框,在圖形窗口中選擇凸模的平面區(qū)域,如圖3-17所示,完成

17、后單擊”確定”,返回”型腔銑”對話框.設(shè)置切削層.在”型腔銑”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話框,基本設(shè)置如圖3-18所示.圖3-17圖3-19圖3-18設(shè)置進給率. 在”型腔銑”對話框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.(跟粗加工整個零件一樣)設(shè)置進刀方式.在”型腔銑”對話框中點擊”非切削移動”按鈕,進入”非切削運動”對話框. (跟粗加工整個零件一樣)生成精加工刀具運動軌跡. 在”型腔銑”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自動生成刀具運動軌跡

18、. 如圖3-19所示. 在”型腔銑”對話框中點擊”確定”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.如圖3-20所示.圖3-20(五)平面區(qū)域精加工1.精加工肥皂盒外殼零件平面區(qū)域一.創(chuàng)建操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖3-21所示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框.加工區(qū)域.在”rest milling”對話框中點擊”指定切削區(qū)域”按鈕,進入”切削區(qū)域”對話框,在圖形窗口中選擇零件模型的平面區(qū)域(注意平面邊界的圓角也要選上),圖3-21如圖3-22所示,完成后單擊”確定”,返回”rest milling”對話框.圖3

19、-22設(shè)置切削層.在” rest milling”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話框,基本設(shè)置如圖3-23所示.圖3-23進給率. 在” rest milling”對話框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.刀方式.在” rest milling”對話框中點擊”非切削移動”按鈕,進入”非切削運動”對話框.(和前面設(shè)置一樣)加工刀具運動軌跡. 在” rest milling”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自動生成刀具運動軌跡.如圖3-24所示.

20、rest milling”對話框中點擊”確定”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.圖3-242.精加工肥皂盒外殼零件平面區(qū)域二.創(chuàng)建操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖3-25所示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框.加工區(qū)域.在”rest milling”對話框中點擊”指定切削區(qū)域”按鈕,進入”切削區(qū)域”對話框,在圖形窗口中選擇零件模型的平面區(qū)域(注意平面邊界的圓角也要選上),如圖3-26所示,完成后單擊”確定”,返回”rest milling”對話框.圖3-25圖3-27圖3-26設(shè)置切削層.在” rest mi

21、lling”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話框,基本設(shè)置如圖3-27所示.進給率. 在” rest milling”對話框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.進刀方式.在” rest milling”對話框中點擊”非切削移動”按鈕,進入”非切削運動”對話框.(和前面設(shè)置一樣)加工刀具運動軌跡. 在” rest milling”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自圖3-28動生成刀具運動軌跡.如圖3-28所示.在”rest milling”對話框

22、中點擊”確定”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.(六)曲面區(qū)域精加工1.創(chuàng)建操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖所示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框.2.加工區(qū)域.在” zlevel profile”對話框中點擊”指定切削區(qū)域”按鈕,進入”切削區(qū)域”對話框,在圖形窗口中選擇零件模型的平面區(qū)域(注意平面邊界的圓角也要選上),如圖3-29所示,完成后單擊”確定”,返回” level profile”對話框.設(shè)置切削層.在” level profile”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話框,基本設(shè)置如圖3

23、-30所示.圖3-30圖3-293.進給率. 在” level profile”對話框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.如圖3-31所示.4.進刀方式.在” level profile”對話框中點擊”非切削移動”按鈕,進入”非切削運動”對話框.(和前面圖3-31設(shè)置一樣)5.加工刀具運動軌跡. 在” level profile”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自動生成刀具運動軌跡.如圖3-32所示6.在” zlevel profile”對話框中點擊”確定

24、”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.(七)曲面區(qū)域精加工1.操作.在”加工創(chuàng)建”工具條中,點擊”創(chuàng)建操作”按鈕,進入”創(chuàng)建操作”對話框,具體操作如圖所圖3-32示.設(shè)置完成后,點擊”確定”,進入”型腔銑”對話框.2.加工區(qū)域.在” contour area”對話框中點擊”指定切削區(qū)域”按鈕,進入”切削區(qū)域”對話框,在圖形窗口中選擇零件模型的曲面區(qū)域,完成后單擊”確定”,返回” contour area”對話框.設(shè)置切削層.在” contour area”對話框中點擊”切削層”按鈕,進入”切削層”對話框,基本設(shè)置如圖3-33所示.3.進給率. 在” contour area”對話

25、框中點擊”進給和速度”按鈕,進入”進給”對話框.在”進給”對話框中點擊”從表格中重置”按鈕,系統(tǒng)將從定義表格中抽取適當?shù)谋砻嫠俣群兔魁X進給值,從而自動計算出主軸速度和切削進給率.4.設(shè)置驅(qū)動方式.如圖3-34所示,在” contour are”對話框中點擊”編輯”按鈕,進入”區(qū)域銑削驅(qū)動方式”對話框,在”區(qū)域銑削驅(qū)動方式”對話框中,按圖3-26所示的選項和參數(shù)進行設(shè)置,完成后點擊”確定”,返回” contour area”對話框.5.加工刀具運動軌跡. 在” contour area”對話框中點擊”生成”按鈕,系統(tǒng)將自動生成刀具運動軌跡.如圖3-35所示.6. ” contour area”對話框中點擊”確定”按鈕,退出”型腔銑”對話框,完成粗加工操作的創(chuàng)建.圖3-34圖3-33圖3-35(八)后處理如圖3-36所示,先在操作導(dǎo)航器中選中第一行的”nc_proceam”圖標,然后在”加工操作”工具條中單擊”后處理”對話框,后處理器選擇”mill_3_axis”,單擊