【正文】 .............................................60附錄一 ....................................................................61部分 NC程序摘錄 ...........................................................61附錄二 ....................................................................63華中數(shù)控指令格式 ..........................................................63青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1前 言1. 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題與目的 本次課題是《基于 Pro/E的零件泵蓋設(shè)計(jì)、自動編程及其數(shù)控加工仿真》 。2. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的介紹Pro/E（Pro/Engineer 操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱 PTC）的重要產(chǎn)品?！　ro/E 第一個提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決牲的相關(guān)性問題。Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)?！　ro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。廣泛用于 3C電子、汽車電子、通信、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具等各行業(yè)。簡易模流分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理、協(xié)同設(shè)計(jì)開發(fā)等功能于一體。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23. 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展趨勢 目前，數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床，給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率的必不可少的物質(zhì)手段，也是體現(xiàn)一個國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。 現(xiàn)在世界數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有以下幾點(diǎn): 數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展； 20 世紀(jì)90 年代以來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快的更新?lián)Q代。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易的實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進(jìn)行的系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。 數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展； 實(shí)際用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)控系統(tǒng)主要有以下四種類型，分別代表了數(shù)控技術(shù)的不同發(fā)展階段。 ②“PC 嵌入 NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，這是一些數(shù)控系統(tǒng)制造商將多年來積累的數(shù)控軟件技術(shù)和當(dāng)今計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源相結(jié)合開發(fā)的產(chǎn)品。這種運(yùn)動控制卡通常選用高速 DSP 作為 CPU，具有很強(qiáng)的運(yùn)動控制和 PLC 控制能力。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的 CNC 軟件全部裝在計(jì)算機(jī)中，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動和外部 I/O 之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動識別負(fù)載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂 Inter/Intra 技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步促進(jìn)了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。對于每天工作班的無人工廠而言，如果要求在 16 小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在 P(t) ＝99%以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無故障運(yùn)行時間 MTBF 就必須大于3000 小時。此時數(shù)控系統(tǒng)的 MTBF 就要大于 小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的 MTBF 就必須青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4大于 10 萬小時。 5 數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展； 柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。 加工自由曲面時，3 軸聯(lián)動控制的機(jī)床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進(jìn)而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而 5 軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削 3 維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。數(shù)控機(jī)床性能在高速度、高精度、高可靠性和復(fù)合化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化長足的進(jìn)步。綜前所述 ，數(shù)控技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但考慮到學(xué)校硬件設(shè)備雖有但不能用的事實(shí)，經(jīng)過反復(fù)思考，我決定使用數(shù)控仿真的方法來完成制作泵蓋的這一流程，編程就選用 Pro/E 自帶的 Pro/NC 模塊來完成，它能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手工編程和自動編程、并能動態(tài)模擬加工軌跡、并與數(shù)控機(jī)床有良好的數(shù)據(jù)接口。通過本課題目的是進(jìn)一步了解 Pro/E的設(shè)計(jì)與加工的流程與掌握數(shù)控加工編程。 建立零件專用文件夾。 設(shè)定工作文件夾(2)設(shè)置工作目錄。系統(tǒng)彈出如圖所示的選取工作目錄對話框,選擇建立“論文”文件夾。 圖 菜單 圖 工作目錄青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7 零件三維造型 新建模板新建一個新的 PRT文檔，點(diǎn)選【文件】——【新建】打開新建窗口，點(diǎn)選【零件】 、【實(shí)體】 、默認(rèn)名稱和取消【使用缺省模板】點(diǎn)擊【確定】打開模板選擇窗口，選擇【mmns_part_solid】以毫米牛秒為單位的模板如圖。 圖 工作參照系選擇【草繪工具】進(jìn)入草繪設(shè)置窗口，選擇 TOP：F2 為基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊確定進(jìn)入草繪模塊。 圖 創(chuàng)建直線 圖 圖 草繪圓青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10在左右兩端點(diǎn)上用【創(chuàng)建圓】工具各創(chuàng)建半徑為 50的圓 RR2 如圖 。并點(diǎn)擊√【繼續(xù)當(dāng)前部分】返回到實(shí)體建模窗口。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12 拉伸實(shí)體繼續(xù)創(chuàng)建三維實(shí)體，使用【拉伸工具】 圖 圖 拉伸實(shí)體在拉伸工具欄里輸入泵蓋底座的厚度：15 圖 拉伸選項(xiàng)卡 圖 確認(rèn)拉伸點(diǎn)擊【確定】按鈕，實(shí)現(xiàn)泵蓋底座的三維造型。點(diǎn)擊【拉伸】 工具，設(shè)置拉伸選項(xiàng)為 25。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16 制作孔和螺紋選擇拉伸選項(xiàng)，選擇孔操作，點(diǎn)擊放置，選擇基準(zhǔn)面，點(diǎn)確定進(jìn)入孔的草繪。 圖 臺階孔草繪 圖 臺階孔完成青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18使用 鏡像工具，相同的孔更方便的制作。使用拉伸選項(xiàng) 選擇加工形態(tài)為螺孔加工，選擇螺孔型號為 M16*2 點(diǎn)選放置位置。如圖 圖 完成視圖 圖 完成視圖 本章總結(jié)本章通過大量的圖文說明介紹了基于 Pro/E的三維零件模型的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，對零件的實(shí)體的拉伸、造型及挖槽和打孔都做了較詳細(xì)的介紹。廣泛應(yīng)用與電子、機(jī)械、模具、工藝設(shè)計(jì)、汽車、航天、服裝等行業(yè)。Pro/NC 模塊能生成驅(qū)動數(shù)控機(jī)床加工 Pro/E零件所必須的數(shù)據(jù)和信息，能夠生成數(shù)控加工的全過成。Pro/NC 生成的數(shù)控加工文件包括刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單、操作報告、中間模型、機(jī)床控制文件等。Pro/NC是 Pro/ENGINEER 軟件用于數(shù)控加工自動編程的模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控車削、銑削、線切割等加工的自動編程。因此，選擇 Pro/ENGINEER進(jìn)行數(shù)控加工自動變成是明智的選擇之一。機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，只有掌好相關(guān)軟件握的技術(shù)，才能更好地做好產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工的一體化，最終達(dá)到機(jī)械理論知識和實(shí)際操作的有機(jī)結(jié)合。在泵蓋的加工中，對 Pro/NC模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22 零件工藝圖分析該零件主要由平面、外輪廓以及 4個大孔八個小孔組成，其中大孔直徑分別為φ32Hφ12Hφ16H7*2，其加工精度和表面粗糙度都比較高，且該孔對水平面有垂直度要求。 選擇加工方法 上下表面以及臺階面的粗糙度要求為 ，可選擇“粗銑—精銑”的方法?？准庸で?，為便于鉆頭的引正，先用中心鉆加工中心孔，然后再鉆孔。 確定加工順序以及走刀路線。（2）太界面及其輪廓采用立銑刀加工，刀的半徑受輪廓最小曲率半徑限制，取 R=6mm （3）孔加工各工步的刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定。 如圖 圖 圖 pro/NC 模塊。 如圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23 圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24 建立制造文件 打開 Pro/Engineer，新建一個制造文件選擇【新建】 。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)25 圖 新建選項(xiàng)系統(tǒng)彈出“新文件選項(xiàng)”對話框，選擇【mmss_mfg_nc】公制單位制。 圖 選擇模板 裝配工件在右側(cè)菜單欄中選擇【裝配工件】 圖標(biāo)在彈出的打開對話框中選擇模型文件，單擊打開載入模型文件 如圖 ?，F(xiàn)在約束屬性顯示完全約束，即可點(diǎn)擊之后的確認(rèn)鍵。調(diào)整屬性為立方體、定制，點(diǎn)擊確定產(chǎn)生初始模型 。使用基準(zhǔn)坐標(biāo)系工具 在工件的三個相鄰的面上依次點(diǎn)擊，確定坐標(biāo)系的 X軸、Y 軸、Z 軸 如圖 。圖 設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系 圖 坐標(biāo)系屬性設(shè)定坐標(biāo)系屬性在基準(zhǔn)坐標(biāo)系設(shè)定對話框中，定義其原始、方向、屬性等選項(xiàng)，點(diǎn)擊確定生成基準(zhǔn)坐標(biāo)系。 圖 基準(zhǔn)坐標(biāo)系青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)29 制造基礎(chǔ)設(shè)置點(diǎn)擊窗口右上角的【菜單管理器】 ，彈出操作設(shè)置對話框，設(shè)定機(jī)床屬性、加工參照零點(diǎn)和退刀曲面屬性。 圖 機(jī)床設(shè)置項(xiàng)加工中，我們只設(shè)置銑削和三軸銑床這幾個設(shè)置就可以了，其他使用默認(rèn)值，點(diǎn)擊確定完成設(shè)置。 圖 加工零點(diǎn)設(shè)置界面彈出如圖 所示的制造坐標(biāo)系選取界面，選擇之前設(shè)置的 ACS2基準(zhǔn)坐標(biāo)系為制造坐標(biāo)系。退刀面可以是平面、曲面、球、圓柱等。圖 退刀面設(shè)置使用建立退刀面，如圖，選擇 Z軸的正方向?yàn)橥说斗较?，點(diǎn)選箭頭，在退刀設(shè)置中設(shè)定值為 10 。圖 選定退刀面青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)32 圖 退刀設(shè)置青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33 表面銑削加工A 確認(rèn)加工順序【銑加工端面】——【銑加工外輪廓】——【銑加工臺階面】——【銑加工臺階輪廓】——【孔加工】——【擴(kuò)孔加工】——【螺紋孔銑削】 在【菜單管理器】中，依次選擇【加工】——【NC 序列】——【輔助加工】 ，選取【表面】——【完成】出現(xiàn)【序列設(shè)置】菜單，選中需要設(shè)置的加工工藝參數(shù)，點(diǎn)擊【完成】 。本次端面銑削使用 85mm口徑端面銑刀，點(diǎn)擊【應(yīng)用】創(chuàng)建 T0001號刀具。 圖 刀具設(shè)定C 參考樹設(shè)定參考樹的加工系數(shù)設(shè)定 CUT FEED 100步長深度 3SPINDLE SPEED500間隙 距離 5點(diǎn)擊【確定】確認(rèn)屬性。圖 圖 模擬銑削初始界面點(diǎn)擊播放路徑窗口中的播放按鈕，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模擬銑削加工軌跡。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)37在播放路徑對話框中，單擊【文件】—【另存為 MCD】選項(xiàng)，在彈出的 圖 打開另存后處理選項(xiàng)對話框中，勾選【加工】 、【處理標(biāo)識】選項(xiàng)，單擊輸出按鈕，在彈出的保存副本對話框中，單擊確定保存文件，默認(rèn)文件名為 sep0001。、 圖 保存副本 圖 打開后處理列表 圖 后處理中 圖 后處理列表青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)39 外輪廓的銑削加工點(diǎn)擊【下一序列】命令進(jìn)入外輪廓銑削的編程工序。設(shè)定參考樹設(shè)定參考樹的加工系數(shù)設(shè)定 CUT FEED 100步長深度 3SPINDLE SPEED500間隙 距離 5檢測允許的曲面毛坯 COOLANT OPTION 噴淋霧