【正文】 輔助制造、計算機輔助管理以及將它們有機地集成起來的計算機集成制造(CIM)已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)科技進步和實現(xiàn)現(xiàn)代化的標志。在國際競爭日益激烈的今天，作為計算機輔助制造工程技術(shù)基礎(chǔ)的數(shù)控加工技術(shù)在機械制造業(yè)中的地位顯得愈來愈重要。我國從 1958 年開始研制和使用數(shù)控機床，至今在數(shù)控機床的品種、數(shù)量和質(zhì)量等方面得到了長足的發(fā)展。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用和普通機床的數(shù)控化改造已成為傳統(tǒng)機械制造企業(yè)提高競爭力、擺脫困境的有效途徑。因此，近幾十年來，能有效解決復雜、精密、小批多變零件加工問題的數(shù)控(NC)加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。數(shù)控技術(shù)是機械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，使機械加工的大量前期限備工作與機械加工過程連為一體，使零件的計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)的一體化成為現(xiàn)實，使機械加工的柔性自動化水平不斷提高。 概述 （1）Pro/ENGINEER 基礎(chǔ)知識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。Pro/E 第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高。這種高度準確的數(shù)據(jù)交換技術(shù)令設(shè)計者得以在節(jié)省時間及設(shè)計成本的同時，擴充現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的投資。CADAM 工程圖的文件可以直接讀入 Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，經(jīng)由 PROFESSIONAL CADAM 輸出或讀入任何運行 Pro/ENGINEER 的工作站上。（6）Pro /E建模技術(shù)和CAD功能Pro /E建模技術(shù)是曲面建模、實體建模和特征建模, Pro /E是完全應(yīng)用特征技術(shù)發(fā)展起來的全參數(shù)化設(shè)計的CAD /CAM工程軟件,在CAM造型方面它提供了擠壓、旋轉(zhuǎn)、掃描、切除、打孔、倒角、拔模等多種實體造型方式。（7）Pro /E驅(qū)動模型和CAM功能Pro /E提供了車削、銑削、鉆削等多種功能,它的CAM驅(qū)動模型有曲面驅(qū)動、實體驅(qū)動、和特征驅(qū)動,其加工環(huán)境設(shè)置完全符合工況,靈活進行機床和工件坐標系的設(shè)置,在不同工序可以設(shè)置不同的工件坐標系,便于工件的找正裝夾,保證加工精度。同時, Pro /E采用余量模型的加工方式,加工時將毛坯和零件裝配在一起,在刀具軌跡生成時,進行刀路優(yōu)化,減少空切,以提高切削效率。在編程修改方法, Pro /E具備復制、移動、縮放比例、旋轉(zhuǎn)(Rotate)等功能,這些在實際的自動編程非常有用在刀位驗證方面, Pro /E提供了動態(tài)模擬、實體仿真、過切檢查功能(這一點對于實用加工程式一定要做,而且100%不能過切) 。（8）數(shù)控自動編程加工首先,進入Pro /NC 加工模塊 ,進行加工的設(shè)定工作,主要包括創(chuàng)建制造模型,選定所用的加工機床,設(shè)定工件坐標系(要與機床數(shù)控裝置設(shè)定一致) ,選擇加工方法及工藝參數(shù)設(shè)定,然后顯示走刀軌跡及實物仿真,最后修改加工參數(shù)直至符合要求,完成加工的設(shè)定工作。最后,將程式傳輸?shù)綌?shù)控裝置進行程式預演,確認無誤后,驅(qū)動加工中心進行實際加工。 總結(jié) Pro/ ENGINEER 采用三維實體設(shè)計,給人以真實的視覺效果,更容易與用戶溝通,這是二維設(shè)計所無法比擬的。讓復雜的曲面直接通過 Pro/ E 上進行造型和自動生成數(shù)控加工程序，體現(xiàn)了 Pro/ E 在造型及數(shù)控加工方面應(yīng)用的快捷及巨大前景！德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）5第二章 鼠標上蓋的三維造型 創(chuàng)建新零件 Pro/ENGINEER Wildfire 系統(tǒng)中選擇主菜單欄文件→ 新建命令 21 所示的新建對話框中，選擇文件的類型為零件、子類型為實體，改變系統(tǒng)默認的文件名為 mouse，不選中使用缺省模板復選框。進入新文件選項對話框，選擇模板類型為mmns_part_solid，并單擊確定按鈕。單擊 進入草繪模式。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）6圖 23 草繪尺寸繪制，在操控板中選擇特征創(chuàng)建的方式為 ，在數(shù)值文本框中輸入 為雙向拉伸的長度。 創(chuàng)建落下曲線的參照草繪曲線單擊建模工具欄的造型 圖標，進入系統(tǒng)的造型模塊。圖 24 繪制參照草繪曲線德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）7 創(chuàng)建落下曲線 圖標，利用前一步驟創(chuàng)建的草繪曲線在拉伸曲面上創(chuàng)建落下曲線。系統(tǒng)將要求選取投影方向參照平面，在繪圖區(qū)或模型樹中選取基準平面 TOP 為方向參照平面。Shift鍵，分別捕捉如圖 255 所示的落下曲線兩個端點。在出現(xiàn)的快捷菜單欄中選擇添加點命令，在所選位置添加一個插值點，如圖 16 所示。 創(chuàng)建兩條自由曲線 圖標。在繪圖區(qū)中按住Shift鍵，捕捉平面曲線和COS 曲線為自由曲線首尾端點的參照曲線 圖標完成自由曲線的創(chuàng)建，自由曲線處于選中狀態(tài)。調(diào)整后的自由曲線，如圖 26 所示。用同樣的方法完成另外一條自由曲線的創(chuàng)建和編輯 將自由曲線混合成自由曲面 圖標，在下面的步驟中將選取 4 條邊界曲線和兩條內(nèi)部曲線以構(gòu)成自由曲面。 27 所示圖 27 鼠標上蓋德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）9第三章 鼠標上蓋分模 創(chuàng)建模具，新建模具文件 mouse_top_mold 在，系統(tǒng)彈出的菜單欄中依次點擊文件→新建選項，系統(tǒng)彈出如圖 31 所示的新建對話框圖 31 “新建”對話框，在子類型中選擇模具型腔選項，然后再名稱欄輸入模具文件名“mouse_top_mold” ，然后取消使用缺省模板前勾選項。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）10圖 32 “新文件選項”對話框 模具布局。圖 33 “布局”對話框。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）11圖 34 “創(chuàng)建參照模型”對話框。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）12圖 35 “布局”對話框 圖 36 “參照模型” 對話框圖 37 新元件窗口和“坐標系類型”菜單，單擊確定按鈕，調(diào)整后結(jié)果如圖 38 所示。單擊確定按鈕退出參照模型方向?qū)υ捒?，保持布局欄中單一選項不變，接著單擊布局對話框中的預覽按鈕，在工作區(qū)預覽調(diào)入的參照模型，然后單擊確定按鈕退出布局對話框，并在型腔布置菜單中單擊完成/返回按鈕，結(jié)束布局。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）13圖 39 完成布局。圖 311 設(shè)置收縮率 創(chuàng)建工件 ，系統(tǒng)彈出自動工作對話框，選擇“MOLD_DEF_CSYS”坐標系，并按照圖 312 所示，設(shè)置自動工件參數(shù)。圖 313 生成自動工件特征 創(chuàng)建分型面。圖 314 顯示創(chuàng)建特征。系統(tǒng)彈出操控板，然后依次選擇如圖 315 所示的曲面。然后把鼠標移到德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）17工件上，選擇如圖 317 所示曲面。圖 315 復制曲面 圖 316 “復制”操控板圖 317 選擇填充面 圖 318 完成曲面復制。把鼠標移到工件上，選擇如圖 319 所示四條邊。圖 320 邊界混合效果圖德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）18，系統(tǒng)彈出操控板，選擇剛建立的兩個曲面特征，并使“面組 F7”為主面組，如圖 321 所示，然后單擊確定按鈕，完成曲面復制。依次單擊視圖→可見性→著色，所示然后單擊繼續(xù)模具體積塊菜單中的完成/返回按鈕命令。單擊工具欄遮蔽按鈕 ，系統(tǒng)彈出如圖 322 遮蔽—取消遮蔽對話框，單擊對話框上面的取消遮蔽選項，在遮蔽的元件中選擇“MOUSE_TOP_MOLD_WRK”元件，然后單擊下面的取消遮蔽選項按鈕，并單擊確定按鈕。單擊特征工具欄中確定按鈕 離開分型面的創(chuàng)建。德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）19圖 323 選擇邊線，單擊參照平面選項，再用鼠標選擇底面作為參照平面，接收系統(tǒng)默認的參照方向，單擊確定按鈕 完成。在模具制造工具條中單擊分割模具體積塊命令圖標 ，系統(tǒng)彈出分割體積塊菜單，選擇來那個體積塊/所有工件選項，如圖 324 所示。單擊對話框中確定按鈕，系統(tǒng)彈出體積塊名稱對話框，在框中輸入名稱“MOLD_CORE” ，接著單擊著色按鈕，顯示的型芯如圖 325 所示。單擊確定，接著彈出體積塊名稱對話框，在框中輸入名稱“MOLD__CAVITY”,接著單擊著色按鈕，顯示的型心如圖 326 所示。單擊確定按鈕，完成模具體積塊分割。 圖 327 創(chuàng)建的零件德州學院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計）21第四章 鼠標上蓋模具的數(shù)控加工工藝分析 圖形分析圖 41 鼠標型芯與型腔先要對加工方案進行整體規(guī)劃，依次采用什么樣的加工步驟才能更高效地加工出整個型腔。對于凸模的數(shù)控加工，其結(jié)構(gòu)相對凹模簡單，因此加工也比較簡單。鼠標凹模相對復雜， ，不僅有復雜的臺階面和角，還有寬度較小的槽，加工時應(yīng)有配套的電極加工。 加工工藝分析 加工路線通過分析電腦鼠標零件的結(jié)構(gòu)特點，采用如下的工藝方案：（1）鼠標凸模的工藝方案①本次加工使用由線切割割制而成的不規(guī)則柱體，預留壁余量為 ；②鼠標凸模頂部為凸面，因此采用 φ 12R1 圓角銑刀和 φ 圓角刀分別進行曲面的粗加工和半精加工，即快速切除大量材料又為精加工做好準備。曲面環(huán)繞等距精加工的時間較長，如果加工該零件有時間要求，可以考慮使用其他方加工法代替；⑤最后采用 φ 4 的平銑刀進行外形輪廓精銑削操作，將第一步留下的零件周邊 余量去除，保證電腦鼠標零件周邊尺寸精度和表面粗糙度。 加工工藝卡表 41 凸模加工工序卡序號 加工內(nèi)容