Solidworks模具设计与Powermill模具加工rue.docx
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1、目 录摘 要第一章 前言言21.1本本次毕业业设计的的课题与与目的221.2计计算机辅辅助设计计软件的的介绍221.3计计算机辅辅助制造造软件的的介绍221.4数数控加工工技术的的发展趋趋势31.5本本毕业设设计的主主要内容容5第二章用用Sollidwworkks创建建模型662.1 设计与与加工任任务62.2 设计前前的准备备62.3产产品三维维造型66第三章模模具设计计83.1 调入零零件实体体模型883.2 设计收收缩率993.3 设计毛毛坯工作作103.4 分割体体积。1123.5 保存上上下模113第四章数数据转换换及加工工154.1 Powwermmilll系统调调入Soolidd
2、worrks数数据文件件154.2参参数设定定174.3 生成刀具具路径2204.4加加工仿真真234.5输输出NCC程序2444.6下下模仿真真加工227结束语228致谢229参考文献献30附录311西南交通大学网络教育毕业设计 第40页摘 要随着社会会需要和和科学技技术的发发展,产产品的市市场竞争争愈来愈愈激烈,产产品的生生命周期期越来越越短,因因而要求求设计者者不但能能根据市市场的要要求很快快地设计计出新产产品,而而且能在在尽可能能短的时时间内制制造出产产品的样样品,在在模具制制造行业业,CAAD模具具辅助设设计与CCAM模模具辅助助加工的的广泛应应用,大大大提高高了模具具设计与与加工的
3、的效率。SoliidWoorkss软件是是世界上上第一个个基于WWinddowss开发的的三维CCAD系系统, 其的的设计功功能强大大,操作作简单,其有专专门的模模具工具具栏,可可以进行行简单到到复杂模模具的型型腔生成成以及分分模;PPoweerMIILL是是英国Deelcaam公司司出品的的功能强强大,加加工策略略丰富的的数控加加工编程程软件系系统。采采用全新新的中文文Winndowws用户户界面,提提供完善善的加工工策略,帮助用用户产生生最隹的的加工方方案,可可以实现现高速加加工无过过切的效效果。本次毕业业设计的的目的是是运用SooliddWorrks软软件对手手机外壳壳进行三三维造型型及
4、分模模设计,产产生手机机外壳模模具的上上下模腔腔,再导导入到PPoweermiill系系统中进进行毛坯坯设置、参参数设置置、加工工策略设设置、产产生刀具具路径、仿仿真加工工,最后后生成独独立的NNC程序序。此NNC程序序经过简简单的修修改就可可通过VV24等等传输软软件传输输给数控控机床进进行加工工。关键词:模具设设计、SSoliidwoorkss、数控控加工、Powermill第一章 前言言1.1本本次毕业业设计的的课题与与目的本次课题题是:Sollidwworkks模具具设计与与Powwermmilll模具加加工。目目的是运运用三维维设计软软件Sooliddworrks与与三维加加工软件件
5、Powwermmilll完成手手机外壳壳模具的的设计与与加工。1.2计计算机辅辅助设计计软件的的介绍SoliidWoorkss软件是是美国SSoliidWoorkss公司基基于Wiindoows开开发的全全参数化化三维实实体造型型软件.功能强大大、易学学易用和和技术创创新是SSoliidWoorkss 的三三大特点点,使得得SollidWWorkks成为为领先的的、主流流的三维维CADD解决方方案。SSoliidWoorkss能够提提供不同同的设 计方案案、减少少设计过过程中的的错误以以及提高高产品质质量。SSoliidWoorkss不仅提提供如此此强大的的功能,同同时每个个工程师师和设计计者
6、来说说,操作作简单方方便、易易学易用用。 SSoliidWoorkss三维设设计软件件的功能能在于:装配和和干 涉涉检查;有限元元分析与与优化设设计(CCAE);机构构运动 仿真;工艺规规程生成成(CAAPP);数控控加工(CAMM);由由 三维维直接自自动生成成二维工工程图纸纸;产品品数据共共享与 集成等等。这种种形象化化的三维维设计具具有直观观、精确确、快速速的特点点。 1.3计计算机辅辅助制造造软件的的介绍英国DEELCAAM公司司是世界界上最早早致力于于高速加加工工艺艺及CAADICCAM相相应技术术研究的的专业ccAnIICAMM集成系系统开发发商之一一。该公公司也是是世界上上唯一拥
7、拥有大型型模具加加工车间间的CAADICCAM软软件系统统开发商商。PoowerrMILLL是其其一款优优秀的、独独立的、基基于知识识的专业业三维加加工软件件,它易易于操作作,计算算速度快快,完全全防过切切、一直直被业界界誉为最最优秀的的高速加加工软件件之一Poweermiill是是一套独独立的33D加工工软件,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数数控加工工技术的的发展趋趋势目前,
8、数数字控制制技术与与数控机机床,给给机械制制造业带带来了巨巨大的变变化。数数控技术术已成为为制造业业实现自自动化、柔柔性化、集集成化生生产的基基础技术术,计算算机辅助助设计与与辅助制制造和计计算机集集成制造造技术敏敏捷制造造和智能能制造等等,都是是建立在在数控技技术之上上。数控控技术不不仅是提提高产品品质量、提提高劳动动生产率率的必不不可少的的物质手手段,也也是体现现一个国国家综合合国力水水平的重重要标志志。新世世纪机械械制造业业的竞争争,其实实就是数数控技术术的竞争争。现在世界界数控技技术的发发展趋势势主要有有以下几几点:1、数控控系统向向开放式式体系结结构发展展20世纪纪90年年代以来来,
9、由于于计算机机技术的的飞速发发展,推推动数控控技术更更快的更更新换代代。世界界上许多多数控系系统生产产厂家利利用PCC机丰富富的软、硬硬件资源源开发开开放式体体系结构构的新一一代数控控系统。开开放式体体系结构构使数控控系统有有更好的的通用性性、柔性性、适应应性、可可扩展性性,并可可以较容容易的实实现智能能化、网网络化。开开放式体体系结构构可以大大量采用用通用微微机技术术,使编编程、操操作以及及技术升升级和更更新变得得更加简简单快捷捷。开放放式体系系结构的的新一代代数控系系统,其其硬件、软软件和总总线规范范都是对对外开放放的,数数控系统统制造商商和用户户可以根根据这些些开放的的资源进进行的系系统
10、集成成,同时时它也为为用户根根据实际际需要灵灵活配置置数控系系统带来来极大方方便,促促进了数数控系统统多档次次、多品品种的开开发和广广泛应用用,开发发生产周周期大大大缩短。同同时,这这种数控控系统可可随CPPU升级级而升级级,而结结构可以以保持不不变。2、数控控系统向向软数控控方向发发展实际用于于工业现现场的数数控系统统主要有有以下四四种类型型,分别别代表了了数控技技术的不不同发展展阶段。传统数数控系统统,这是是一种专专用的封封闭体系系结构的的数控系系统。“PCC嵌入NNC”结结构的开开放式数数控系统统,这是是一些数数控系统统制造商商将多年年来积累累的数控控软件技技术和当当今计算算机丰富富的软
11、件件资源相相结合开开发的产产品。“NCC嵌入PPC”结结构的开开放式数数控系统统,它由开开放体系系结构运运动控制制卡和PPC机同同构成。这这种运动动控制卡卡通常选选用高速速DSPP作为CCPU,具具有很强强的运动动控制和和PLCC控制能能力。SOFFT型开开放式数数控系统统,这是一一种最新新开放体体系结构构的数控控系统。它它提供给给用户最最大的选选择和灵灵活性,它它的CNNC软件件全部装装在计算算机中,而而硬件部部分仅是是计算机机与伺服服驱动和和外部II/O之之间的标标准化通通用接口口。与前前几种数数控系统统相比,SSOFTT型开放放式数控控系统具具有最高高的性能能价格比比,因而而最有生生命力
12、。通通过软件件智能替替代复杂杂的硬件件,正在在成为当当代数控控系统发发展的重重要趋势势。3、数控控系统控控制性能能向智能能化方向向发展随着人工工智能在在计算机机领域的的渗透和和发展,数数控系统统引入了了自适应应控制、模模糊系统统和神经经网络的的控制机机理,不不但具有有自动编编程、前前馈控制制、模糊糊控制、学学习控制制、自适适应控制制、工艺艺参数自自动生成成、三维维刀具补补偿、运运动参数数动态补补偿等功功能,而而且人机机界面极极为友好好,并具具有故障障诊断专专家系统统使自诊诊断和故故障监控控功能更更趋完善善。伺服服系统智智能化的的主轴交交流驱动动和智能能化进给给伺服装装置,能能自动识识别负载载并
13、自动动优化调调整参数数。4、数控控系统向向网络化化方向发发展数控系统统的网络络化,主主要指数数控系统统与外部部的其它它控制系系统或上上位计算算机进行行网络连连接和网网络控制制。数控控系统一一般首先先面向生生产现场场和企业业内部的的局域网网,然后后再经由由因特网网通向企企业外部部,这就就是所谓谓Intternnet/Inttrannet技技术。数数字制造造,又称称“e-制造”,是是机械制制造企业业现代化化的标志志之一,也也是国际际先进机机床制造造商当今今标准配配置的供供货方式式。数控控系统的的网络化化进一步步促进了了柔性自自动化制制造技术术的发展展,现代代柔性制制造系统统从点(数控单单机、加加工
14、中心心和数控控复合加加工机床床)、线线(FMMC、FFMS、FFTL、FFML)向面(工段车车间独立立制造岛岛、FAA)、体体(CIIMS、分分布式网网络集成成制造系系统)的的方向发发展。5、数控控系统向向高可靠靠性方向向发展数控系统统的高可可靠性已已经成为为数控系系统制造造商追求求的目标标。对于于每天工工作两班班的无人人工厂而而言,如如果要求求在166小时内内连续正正常工作作,无故故障率在在P(tt)999%以以上,则则数控机机床的平平均无故故障运行行时间MMTBFF就必须须大于330000小时。我我们只对对某一台台数控机机床而言言,如主主机与数数控系统统的失效效率之比比为100:1(数控的
15、的可靠比比主机高高一个数数量级)。此时时数控系系统的MMTBFF就要大大于3333333.3小小时,而而其中的的数控装装置、主主轴及驱驱动等的的MTBBF就必必须大于于10万万小时。如如果对整整条生产产线而言言,可靠靠性要求求还要更更高。6、数控控系统向向复合化化方向发发展柔性制造造范畴的的机床复复合加工工概念是是指将工工件一次次装夹后后,机床床便能按按照数控控加工程程序,自自动进行行同一类类工艺方方法或不不同类工工艺方法法的多工工序加工工,以完完成一个个复杂形形状零件件的主要要乃至全全部车、铣铣、钻、镗镗、磨、攻攻丝、铰铰孔和扩扩孔等多多种加工工工序。7、数控控系统向向多轴联联动化方方向发展
16、展加工自由由曲面时时,3轴轴联动控控制的机机床无法法避免切切速接近近于零的的球头铣铣刀端部部参予切切削,进进而对工工件的加加工质量量造成破破坏性影影响,而而5轴联联动控制制对球头头铣刀的的数控编编程比较较简单,并并且能使使球头铣铣刀在铣铣削3维维曲面的的过程中中始终保保持合理理的切速速,从而而显着改改善加工工表面的的粗糙度度和大幅幅度提高高加工效效率。电子技术术、信息息技术、网网络技术术、模糊糊控制技技术的发发展使新新一代数数控系统统技术水水平大大大提高,促促进了数数控机床床产业的的蓬勃发发展,也也促进了了现代制制造技术术的快速速发展。数数控机床床性能在在高速度度、高精精度、高高可靠性性和复合
17、合化、网网络化、智智能化、柔柔性化长长足的进进步。现现代制造造业正在在迎来一一场新的的技术革革命。综前所述述 ,数数控技术术课程是是一门实实践性很很强的课课程,离离开实践践,就谈谈不上素素质,实实践是知知识转化化并升华华为素质质的根本本条件。要要想达到到理想的的教学和和实践效效果,仅仅在课堂堂上实施施全方位位的教学学是不够够的,还还应具备备一个良良好的实实践教学学环境。考考虑到前前面谈到到的数控控设备价价格的因因素,经经过多方方调研,我我们选定定了一种种能在计计算机上上进行零零件实体体设计,并并能分模模形成上上模腔与与下模腔腔的美国国SollidWWorkks公司司基于WWinddowss开发
18、的的全参数数化三维维实体造造型软件件.手工编编程和自自动编程程、并能能动态模模拟加工工轨迹、与与数控机机床有良良好数据据接口的的美国CCNCssofttwarre公司司研制的的基于PPC平台台的英国国DELLCAMM公司的的Powwermmilll软件。1.5本本毕业设设计的主主要内容容1、运用用Sollidwworkks软件件对手机机外壳进进行三维维造型2、运用用Sollidwworkks软件件进行模模具设计计3将生生成的实实体模型型导入PPoweermiill系系统,进进行参数数设置及及数控刀刀路编制制4、进行行三维模模拟加工工,并产产生后处处理程序序。第二章 用Sooliddworrks
19、创创建模型型2.1 设计与与加工任任务 如图22-1所所示手机机外壳零零件为对对象,介介绍其在在Sollidwworkks系统统中三维维模型的的造型过过程、模模具的设设计过程程及在PPoweermiill系系统中模模具的加加工过程程。图2-112.2 设计前前的准备备在进行模模具设计计与加工工前,首首先为该该模具建建立一个个专用的的文件夹夹,并将将该文件件夹设置置为当前前工作目目录,这这样一来来,在产产品三维维造型中中产生的的文件、模模具设计计过程中中产生的的文件、转转换的数数据文件件及在PPoweermiill系系统中的的加工文文件会一一一存入入该文件件夹下,使整个个设计及及加工过过程产生生
20、的文件件一目了了然,具具体操作作步骤如如下。(1)建建立模具具专用文文件夹。在用户计计算机DD盘目录录下建立立一个名名为“shooujiiwaiike”的文件件夹。(2)设设置工作作目录。启动Sooliddworrks,执行【文文件】/【设置置工作目目录】菜菜单命令令。在系系统弹出出的工作作目录对对话框中中选择建建立“shooujiiwaiike”文件夹夹。2.3产产品三维维造型如图2-2所示通过过绘制草草图、拉拉伸基体体、倒角角、抽壳壳、拉伸伸切除、阵阵列等命命令,将将手机外外壳实体体拉伸出出来,做做好模具具设计前前的准备备。(a)拉拉伸造型型(b) 倒圆圆角(c) 抽壳(d)拉伸切切除图2
21、-22第三章 模具具设计手机外壳壳三维造造型完成成后,利用Sooliddworrks系系统下的的【模具具特征】模模块进行行模具组组件设计计,它包括括参考模模型的布布局、收收缩率的的设置、毛毛坯的设设计、分分型面的的设计、开开模几大大部分。3.1 调入零零件实体体模型(1)打打开“手机外外壳”零件,如如图3-1所示示:(2)在在【拔模模】工具具栏中单单击最后后单击【拔拔模分析析】按钮钮。选取取【上视视基准面面】为【拔拔模方向向】,设设定【拔拔模角度度】为11,选中中【面分分类】复复选框,单单击【计计算】按按钮,单单击【确确定】按按钮,然然后单击击【是】保保存颜色色。图3-113.2 设计收收缩率
22、(1)在在【模具具工具栏栏】里单单击【比比例缩放放】按钮钮。在【比比例缩放放点】中中,选择择【重心心】,选选中【统统一比例例缩放】复复选框,【比比例因子子】输入入1.008,如图图3-22所示。图3-22(2)在在【模具具工具栏栏】里单单击【分分型线】按钮。选取上视基准面为【拔模方向】,设定【拔模斜度】为1,单击【拔模分析】按钮,如图3-3所示,在【分型线】选项组的【边线】列表框里将出现8条生成的直线实体。图3-33 (3)在在【模具具工具栏栏】里单单击【关关闭曲面面】按钮钮。在边边线列表表框中,所所有通孔孔的边线线都出现现,如图图3-44所示。图3-443.3设设计毛坯坯工作(1)在在【模具
23、具工具栏栏】里单单击【分分型面】按钮。在【模具参数】选项里选择【垂直于拔模】单选项,在【分型面】下,设定【距离】为5mm,为1,在【选项】下,选中【缝合所有曲面】和【显示预览】复选框钮,单击【确定按钮】,如图3-5所示。图3-55(2)在在【参考考几何体体】工具具栏里单单击【基基准面】按钮。在【参考实体】选择前视基准面。单击【等距距离】按钮,设定【距离】为10mm,设定【距离】为10mm,单击【反向】复选框,如图3-6所示。图3-66(3)单单击特征征管理器器中的【基基准面11】,单单击【正正视于】按钮,使草图平面与屏幕平行,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制。绘制如图3-7所示草图。图3-7
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