【正文】 ****大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 PRO/E 的復(fù)雜曲面數(shù)控銑床加工 學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號： 學(xué) 部 （系）： 專 業(yè) 年 級： 指 導(dǎo) 教 師： 職稱 或?qū)W位 ： 教授 2021年 5 月 19 日華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 摘要 ????????????????? ???? ? ? ?? ? ?? ?????? I 關(guān)鍵詞 ???????????????? ??? ? ???? ??? ?????? I Abstract?????????????? ??? ??? ? ? ???? ????? II Key words?????????????? ???? ??? ???? ?????? II 前言 ????????????????????? ??? ??? ?? ???? Ⅲ 1. PRO/E 與數(shù)控加工 概述 ?????????? ?? ??? ??? ?????? 1 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展歷程 ?????????? ???? ??? ??? 1 、特點及主要過程 ???????? ???? ???? ? 2 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 ??????? ?? ???? ?? ??? 3 數(shù)控銑削加工特點 ?????????????? ??? ?????? 4 數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展概況 ???????? ??? ??? ????? 4 數(shù)控加工 技術(shù) 的發(fā)展 方向 ???????? ? ? ? ??? ????? 5 PRO/E軟件在行業(yè)應(yīng)用中的概述 ??? ?????? ???? ? ? ?? 6 Pro/ENGINEER NC 加工操作流程 ??????? ? ???? ? ??? 6 2. 減速器上箱蓋工藝分析 ??? ?????? ????? ? ??? ? ???? 9 減速器上箱蓋二維 工程 圖和主要尺寸 ?????? ??? ? ? ? ?? 9 分析減速器上箱蓋圖樣 ??????? ?? ??????? ? ? ?? 10 確定加工流程 ?????????? ???? ? ?????????? 11 確定裝夾方案 ?????????? ??? ?? ?????????? 12 機(jī)床刀具和切削用 量的選擇 ????? ???? ????????? 13 3. 銑削加工參數(shù)優(yōu)化方法的應(yīng)用 ?????? ??? ?? ???????? 17 優(yōu)化的數(shù)學(xué)建模 ?????????? ???? ? ????????? 17 模型決策變量 ????????? ???? ??????? ?? 17 以最低生產(chǎn)成本標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) ? ? ??? ?? 17 多目標(biāo)優(yōu)化 ?????????? ??? ????? ?? ??? 17 約束條件 ???????????? ??? ???? ? ???? 18 優(yōu)化策略實現(xiàn) ????????????? ???? ??? ????? 18 基于 MATLAB 的遺傳算法工具箱 ???? ??? ????? ???? 18 4. 基于 PRO/E 建立 減速器上箱蓋 的三維實體模型圖 ???? ?? ???? 20 5. 基于 PRO/E的 減速器上箱蓋 數(shù)控加工方法 ?????? ???? ? ??? 29 在 PRO/E中建立數(shù)控制 造 模 型文件 ??? ??? ???? ? ???? 29 建立制造模型 ???????????????? ???? ? ???? 29 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計（論文） II 制造設(shè)置 ??????? ???? ?? ???? ? ?? ??? ???? 30 制造步驟 ???????????????? ?? ? ? ??????? 30 銑削頂部窺視斜面 ?? ???? ???? ?? ? ?????? 30 加工底部分割面 ????? ??? ? ? ??? ? ?? ???? 32 加工軸承孔圓弧面 ??? ??? ???? ? ? ? ???? ?? 32 底部溝槽曲面加工 ??? ???????? ? ? ? ???? ? 33 軸承孔兩側(cè)面及鉆孔的加工 ?? ???? ?? ? ???? ? 33 螺栓孔加工演示及仿真 ???? ??? ? ?? ? ???? ? 34 6. NC 后置處理及機(jī)床 G 代碼的生成 ?????????? ? ??? ???? 35 后置處理概述 ????????????????? ???? ???? 35 創(chuàng)建新的后置處理器 ?????????????? ?? ????? 35 機(jī)床數(shù)控代碼的生成 ???????????? ?? ??????? 36 結(jié)束語 ?????????????????????? ??? ??????? 37 參考文獻(xiàn) ???????????????? ???? ??? ? ??????? 38 致謝 ?????????????????????????? ??? ???? 39 附 錄 ?????????????????????? ??? ? ??????? 40華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計（論文） I 基于 PRO/E 的復(fù)雜曲面數(shù)控銑床加工 摘 要 以一個復(fù)雜曲面零件模型 減速器上箱蓋 為例 子 ，論述了 PRO/E、 CAD/CAM 系統(tǒng)在數(shù)控 銑床 加工中的應(yīng)用過程： 通過對零件圖進(jìn)行工藝分析選擇合理的工藝裝備，擬定合理的加工流程并制定出規(guī)范的工藝卡片 ，再 利用 PRO/E 的建模模塊對零件進(jìn)行曲面造型設(shè)計，并 且 根據(jù)該零件結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行 工藝分析，使用 PRO/E 的 CAM 加工模塊設(shè)置加工參數(shù)來 實現(xiàn)自動編程， 然后 由程序后處理自動生成 NC 代碼， 應(yīng)用了基于 MATLAB軟件的遺傳算法工具箱對銑削加工中的切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 最后將 NC 代碼導(dǎo)入數(shù)控 銑 床 ， 加工出實體零件，從而達(dá)到縮短編程時間，提高工作效率 及 編程質(zhì)量的目的， 這樣 有效地保證了零件的加工精度 。 關(guān)鍵詞 ： PRO/E；曲面造型；自動編程 ； 數(shù)控銑床加工 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計（論文） II NC milling machine Manufacturing of Complex Surface Based on PRO/E Abstract A plex surface part is taken as an example reducer box to discuss the practical process of PRO/E CAD/CAM system in CNC Milling Machine machining. Through analysis of the technology of parts graph choosing reasonable craft equipment, draws up the reasonable processing procedure and develop standardized process modeling function of PRO/E is used to design surface modeling. According to the structural characteristics of the part the machining process is analyzed. The processing module of PRO/E is used to set manufacture parameters and realize auto programming. NC code is generated by program post –processing, and has applied the realization based on MATLAB GA toolbox of milling processing of cutting parameters are optimized. At last, the NC code is imported to CNC to process the solid part. By using the PRO/E CAD/CAM software the programming time can be reduced to increase the efficiency and quality of programming, to ensure the efficient processing of precision parts. Key Words： PRO/E。 surface modeling。 selfprogramming。 CNC Milling Machine machining 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計（論文） III 前 言 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 壯大 ，市場競爭日趨激烈，新的技術(shù)革命不斷取得進(jìn)展 及 突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素 之一 。為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期 也 越來越短，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展， 同時 具有復(fù)雜曲面的產(chǎn)品越來越多，廣泛應(yīng)用于模具、工具、 能源、交通、航空航天 和 航海等領(lǐng)域 中 。 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)， 是自動控制在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用， 是一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合國力強弱的標(biāo)志。 近年來，由于計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。傳統(tǒng)的制造技術(shù)及制造模式正在被虛擬制造、柔性制造等先進(jìn)制造技術(shù)取代。 虛擬制造技術(shù)主要包括 產(chǎn)品設(shè)計過程仿真和加工過程仿真。由于 CAD/CAM軟件的不斷推出和更新，許多軟件都具備了虛擬制造技術(shù)的功能，其中 Pro/ENGINEER能夠很好的實現(xiàn)這一點。使用 Pro/ENGINEER進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，比 使用其他軟件要快的多。利用該軟件可以直接進(jìn)行二維和三維模型之間的相互轉(zhuǎn)換。它具有統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理功能，在零件設(shè)計、模具設(shè)計、加工制造等各個環(huán)節(jié)對數(shù)據(jù)的修改，都可以自動的反映到其他相關(guān)環(huán)節(jié)中，從而保證整個設(shè)計和制造過程中各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。 利用 Pro/ENGINEER進(jìn)行虛擬仿真加工時，首先根據(jù)現(xiàn)實中的加工模型相應(yīng)地在三維模式下建立實體模型，然后在制造模式下規(guī)劃加工 NC序列，進(jìn)行自動編程，最終在計算機(jī)上進(jìn)行加工過程仿真。 新形勢下，我國機(jī)械制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。機(jī)械制造中綜合應(yīng)用的CAD/CAM 技術(shù)， 為機(jī)械制造業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，它的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢必將對我國的機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計（論文） 1 1. PRO/E 與數(shù)控加工概述 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展歷程 1949 年美國 的 Parson 公司與 美國 麻省理工學(xué)院開始合作，歷時三年研制出 了 能進(jìn)行三軸控制的數(shù)控銑床樣機(jī)，取名 為 “ Numerical Control”。 1953 年 美國 麻省理工學(xué)院開發(fā)出 了 只需 要確定零件輪廓并指定切削路線，便 可生成NC程序的自動編程語言。 1959 年美國 的 Keaneyamp。Trecker 公司開發(fā)出 了帶刀庫 并能自動進(jìn)行刀 具交換，一次裝夾中就 能進(jìn)行銑、鉆、鏜、攻絲等多種加工功能 于一身 的數(shù)控機(jī)床，這就是數(shù)控機(jī)床的新種類 —— 加工中心。 1968 年英國首次將多臺數(shù)控機(jī)床、無人化搬運小車和自動倉庫在計算機(jī) 的 控制下連接成 了 自動加工系統(tǒng)，這就是柔性制造系統(tǒng) FMS。 1974 年微處理器開始用于機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中，從此 CNC(計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) )軟線數(shù)控技術(shù)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展得以快速發(fā)展。 1976 年美國 的 Lockhead 公司開始使用圖像編程。利用 CAD繪出 了加工零件的模型，在顯示器上“指點”被加工的部位同時 輸入所需的工藝參數(shù)，即可由計算 機(jī)自動計算刀具路徑 進(jìn)行 模擬加工狀態(tài)，獲得 NC程序。 DNC(直接數(shù)控 )技術(shù) 開 始于 20 世紀(jì) 60 年代末期。它是 利 用一臺通用計算機(jī)，直接控制和管理一群數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工中心，進(jìn)行多品種、多工序的自動加工。 DNC 群控技術(shù)是 柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)，如今 數(shù)控機(jī)床上的 DNC 接口就是 用來給機(jī)床數(shù)控裝置與通用計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送及通訊控制 的，也是數(shù)控機(jī)床之間實現(xiàn)通訊用的接口。 當(dāng)今，隨著 DNC 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已成為 了 無人控制工廠的基本組成單元。 20 世紀(jì) 90年代，出現(xiàn)了包括市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計 與制造和銷售等全過程均 是 由計