《基于ProENGINEER的典型零件的加工与仿真.doc

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1、摘 要随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期越来越短，因而产品从设计到加工再到仿真，最后到达加工成我们所需要的产品，都变得愈来愈重要。其中，零件的自动加工与仿真起着不可磨灭的作用。本次毕业设计是基于Pro/ENGINEER的典型零件的加工与仿真，其中最主要部分当然是软件Pro/ENGINEER的应用和加工中编刀路及实现加工。论文当中着重说明零件的绘制过程、工程的应用操作、刀路的编制过程。但其它的过程也有很好的应用，例如：仿真软件应用、操机、加工工艺等。由于论文是的编写顺序是按实际工作中进行，先从三维零件设计开始，再进行的pro/NC数控加工的相关工作。；第一章是基于Pr

2、o/E的产品结构绘制，着重说明本论文中加工的产品绘制过程中软绘制和制造的部分功能；第二章是当三维零件完成后，利用零件来产生二维工程图，工程图与零件之间相互关联，若更改零件，则工程图随之更改，反之亦然;第三章是数控加工方面的内容，在本章可以了解到生产中是如可在计算机上进行生产的数控刀路编制，仿真等。其中我们也可了解到CNC加工的过程，了解其加工原理和步骤。再通过实际加工我们的动手能力更能与理论知识相结合。本设计从实际出发，系统地介绍了基于Pro/E的基础应用，功能指令应用，典型零件的加工方法和操作。通过详细的过程说明及大量的图片说明，让读者清楚明白地了解Pro/E的产品的加工与仿真因本人水平有限

3、，设计中难免存在缺点和错误，恳请各位老师批评指正。关键词： Pro/E 三维设计 自动编程 加工仿真前 言1. 本次毕业设计的课题与目的 本次课题是基于Pro/E的典型零件的加工与仿真。目的是进一步了解零件绘制的流程与掌握数控加工编程和仿真；掌握 Pro/E、数控仿真等软件的应用。2. 计算机辅助设计软件的介绍Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功

4、的CAD/CAM软件之一。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。Pro/ENGINEER自1988年问世以来，10余年间已经成为世界及大中国地区最普及的3D CAD/CAM系统，是3D CAD/CAM系统的标准软件。广泛用于

5、3C电子、汽车电子、通信、机械、模具、工业设计、机车、自行车、航天、家电、玩具等各行业。它集零件设计、产品装配、塑料模具设计、钣金设计、冲压模具设计、工程图制作、公差分析、造型设计、NC加工、机构设计/分析、动态仿真、动画制作，铸造件设计，逆向工程，自动测量，结构分析，热流分析。简易模流分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于一体。Pro/ENGINEER在企业制造三维设计中占有极其重要的地位，世界主要汽车制造厂及空中客车、波音公司等飞机制造公司都是它的用户，Pro/ENGINEER对世界的制造业的贡献是不可磨灭的。3. 数控加工技术发展趋势 目前，数字控制技术与数控机床，给机械制造业带来了

6、巨大的变化。数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上。数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段，也是体现一个国家综合国力水平的重要标志。新世纪机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争。 现在世界数控技术的发展趋势主要有以下几点:3.1数控系统向开放式体系结构发展； 20 世纪90 年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC 机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好

7、的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU 升级而升级，而结构可以保持不变。 3.2数控系统向软数控方向发展； 实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段。 传统数控系统

8、，这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。“PC 嵌入 NC”结构的开放式数控系统，这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。 “NC 嵌入 PC”结构的开放式数控系统，它由开放体系结构运动控制卡和PC 机同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP 作为CPU，具有很强的运动控制和PLC 控制能力。 SOFT 型开放式数控系统，这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的 CNC 软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部 I/O 之间的标准化通用接口。与前几种数控系统相比，SOFT 型开放式数控系统具有

9、最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。 3.3数控系统控制性能向智能化方向发展； 随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。3.4数控系统向网络化方向发展； 数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或

10、上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓 Internet/Intranet 技术。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展。 3.5数控系统向高可靠性方向发展； 数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对

11、于每天工作班的无人工厂而言，如果要求在 16 小时内连续正常工作，无故障率在 P(t) 99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF 就必须大于3000 小时。我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的 MTBF 就要大于 33333.3 小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的 MTBF 就必须大于 10 万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。 3.6数控系统向复合化方向发展； 柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工

12、，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。 3.7数控系统向多轴联动化方向发展。 加工自由曲面时，3 轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而 5 轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削 3 维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。 电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、

13、网络化、智能化、柔性化长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。综前所述 ，数控技术课程是一门实践性很强的课程，但考虑到学校硬件设备虽有但不能用的事实，经过反复思考，我决定使用数控仿真的方法来完成制作泵盖的这一流程，编程就选用Pro/E自带的Pro/NC模块来完成，它能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、并与数控机床有良好的数据接口。4. 本次毕业设计主要内容1、pro/E 软件零件三维2、创建零件工程图3、pro/NC数控程序编制第1章 基于Pro/E的零件三维造型1.1 绘制与加工任务以零件“读卡器外壳”为对象,介绍其在 Pro/ENGINEER 系统中零件的绘制

14、过程及在pro/NC模块中零件数控加工过程。通过本课题目的是进一步了解Pro/E的绘制与加工的流程与掌握pro/NC数控加工。零件图使用的设计软件1.2 设计前的准备在进行零件绘制与加工前,首先为该零件建立一个专用的文件夹，并将该文件夹设置为当前工作目录,这样一来,在产品三维造型中产生的文件、零件绘制过程中产生的文件、转换的数据文件及在Pro/NC模块中的加工文件会一一存入该文件夹下,使整个设计及加工过程产生的文件一目了然,具体操作步骤如下。 (1)建立零件专用文件夹。在用户计算机F盘目录下建立一个名为“论文”的文件夹。(2)设置工作目录。启动Pro/ENGINEER，执行“文件”/“设置工作

15、目录”菜单命令。系统弹出如图1.2.1所示的选取工作目录对话框，选择建立“论文”文件夹。 图1.2.1 工作目录的设置1.3 零件三维造型1.3.1 拉伸单击“新建”按钮，在打开的“新建”对话框中选中“零件”单选按钮，并在“名称”文本框中输入名称“dukaqiwaike”，取消选中“使用缺省模版”复选框，然后单击“确定”按钮，即进入“新文件选项”对话框。在“模版”选项组中的列表框中选择mmns_part_solid选项，单击“确定”按钮进入“零件”界面。如图1.3.11、图1.3.12和图1.3.13所示。图1.3.11 零件标题栏的显示设置图1.3.12 选用模板图1.3.13 Pro/EN

16、GINEER Wildfire4.0零件操作面板单击右工具栏中的“拉伸”按钮，或执行菜单“插入”“拉伸”命令打开拉伸操作面板，如图1.3.14所示。图1.3.14 拉伸操作面板单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，如图1.3.15所示，选择TOP基准平面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。图1.3.15 “草绘”对话框绘制如图1.3.16所示的二维截面图形作为特征截面。注意矩形的两条边与中心线对齐。 图1.3.16 绘制特征截面截面完成后单击，回到拉伸操作面板，选择拉伸深度类型，如图1.3.17所示。图1.3.17 拉伸操作面板特征的所

17、有参数定义完后，单击操作面板中的预览按钮，预览所创建的实体，以检查各要素的定义是否正确，以便随时修改。预览完毕后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，最终完成基础特征的创建，如图1.3.18所示。 图1.3.18 拉伸特征的结果1.3.2 倒圆角单击特征工具栏中的按钮，或执行菜单“插入”“倒圆角”命令，打开如图1.3.21所示的倒圆角特征操作面板。图1.3.21 倒圆角特征操作面板用鼠标左键选取要倒圆角的边，如图1.3.22所示。输入11作为倒圆角的半径，单击按钮或鼠标中键，完成倒圆角的创建，如图1.3.23所示。继续倒半径为3.5的圆角，操作步骤如上，结果如图1.3.24、图1.3.25

18、所示 图1.3.22 选取要倒角的边 图1.3.23 创建好的倒圆角 图1.3.24 选取倒圆角的边 图1.3.25 倒圆角特征的结果1.3.3 抽壳单击“工具特征”工具栏中的抽壳按钮，进入壳特征工具操作面板，在绘图区将光标移动到实体的表面，并用鼠标左键单击该表面，使它亮显，如图1.3.31所示，说明要删除该表面。然后在“抽壳”操作面板“厚度”文本框输入2，如图1.3.32所示。 图1.3.31 选择抽壳要删除的表面 图1.3.32 抽壳操作面板单击按钮预览特征，确定正确后，单击按钮或鼠标中键，完成抽壳特征的建立，如图1.3.33所示。图1.3.33 抽壳特征的结果1.3.4 切割拉伸在“基础

19、特征”工具栏中，单击按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，选择如图1.3.41所示的曲面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。 图1.3.41 草绘平面利用和工具绘制如图1.3.42所示的二维截面图形作为特征截面。单击按钮完成并退出草绘界面。图1.3.42 绘制特征截面回到拉伸的操作界面，选择剪切拉伸按钮，单击操作面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成拉伸特征的创建，如图1.3.43和1.3.44所示。图1.3.43 拉伸操作面板图1.3.44 拉伸特征的

20、结果注意：当创建剪切实体特征时，操作面板上会有两个按钮，这时从左至右第一个按钮用于更改特征生成方向。改变切削方向的最简单的方法是单击绘图区中的箭头，或者单击按钮。1.3.5 扫描工具执行菜单“插入”“扫描”“切口”命令，弹出“扫描轨迹”菜单，如图1.3.51所示。单击“草绘轨迹”，弹出“设置平面”菜单，如图1.3.52所示。图1.3.51 “扫描轨迹”菜单 图1.3.52“设置平面”菜单选取如图1.3.53所示亮显的曲面作为草绘平面，单击“正向”“缺省”选项，进入草绘环境界面，利用和工具绘制扫描的轨迹线，如图1.3.54所示， 图1.3.53 草绘平面 图1.3.54 扫描的轨迹线单击按钮完成

21、曲面上的直线绘制。接着弹出“属性”菜单，单击“自由端点”“完成”，进入扫描切口截面的界面，绘制如图1.3.55所示的截面，单击按钮，然后单击窗口中的“确定”按钮，效果如图1.3.56所示。 图1.3.55 绘制截面 图1.3.56 扫描切口的特征结果1.3.6 三次拉伸单击右工具栏中的“拉伸”按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，选择TOP基准平面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制如图1.3.61所示的二维截面图形作为特征截面。截面完成后单击按钮，回到拉伸操作面板，选择拉伸深度类型及拉伸深度为7，如图

22、1.3.62所示。 图1.3.61 绘制特征截面图1.3.62 拉伸操控面板单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.63所示。图1.3.63 拉伸特征的结果1.3.7 四次拉伸单击右工具栏中的“拉伸”按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，单击按钮，创建拉伸的截面草绘图形，如图1.3.71所示，单击按钮，回到拉伸操作面板，选择拉伸拉伸类型为，单击去除材料按钮，然后选择要拉伸到的曲面，单击如图1.3.72所示的亮显的曲面。 图1.3.71

23、 绘制特征截面 图1.3.72 拉伸至的曲面单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.73所示。图1.3.73 拉伸特征的结果1.3.8 旋转单击“基础特征”工具栏中的“旋转”按钮 ，或执行菜单“插入”“旋转”命令，打开“旋转”操控面板，如图1.3.81所示。单击“位置”按钮，然后在弹出的界面中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，选取FRONT基准平面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。图1.3.81 “旋转”操控面板绘制旋转轴和旋转截面。单击“插入”“参照”，弹出“参照”对话框，选择底边为参照直线，

24、如图1.3.82所示。选择完成后，关闭对话框即可。 图1.3.82 “参照”控制面板利用和绘制旋转的截面草绘图形，如图1.3.83所示。绘制完成后，单击所需要的旋转轴，轴线显现红色，如图1.3.84所示，然后单击菜单栏中的“草绘”“特征工具”“旋转轴”指定旋转轴。 图1.3.83 “旋转”截面图 图1.3.84 指定旋转轴单击按钮，回到旋转操作面板，单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.85所示。图1.3.85 旋转特征的结果1.3.9 二次旋转单击“基础特征”工具栏中的“旋转”按钮，打开“旋转”操控面板，单

25、击“位置”按钮，然后在弹出的界面中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，单击按钮，创建旋转的截面草绘图形，如图1.3.91所示, 绘制完成后，单击所需要的旋转轴，轴线显现红色，然后单击菜单栏中的“草绘”“特征工具”“旋转轴”指定旋转轴。 图1.3.91 “旋转”截面图 图1.3.92 旋转特征的结果单击按钮，回到旋转操作面板，单击去除材料按钮，单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.92所示。1.3.10 五次拉伸 在“基础特征”工具栏中，单击按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单

26、击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，选择如图1.3.101所示的曲面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。利用和工具绘制如图1.3.102所示的二维截面图形作为特征截面。单击按钮，回到拉伸操作面板，选择拉伸拉伸类型为，单击去除材料按钮，然后选择要拉伸到的曲面，单击如图1.3.103所示的亮显的曲 图1.3.101 草绘平面 图1.3.102 绘制特征截面 图1.3.103 拉伸至的曲面 图1.3.104 拉伸特征的结果单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.104所示。1.3.11 阵列 1

27、. 建基准面。单击特征工具栏中的基准按钮，弹出基准平面对话框，如图1.1所示。选择RIGHT平面，输入偏移距离13，就以RIGHT平面为基准创建了一个基准平面DTM1，单击确定完成基准面创建。 图1.1 基准平面对话框2. 旋转。单击“基础特征”工具栏中的“旋转”按钮，打开“旋转”操控面板，单击“位置”按钮，然后在弹出的界面中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框选取DTM1基准平面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式，创建旋转的截面草绘图形，如图2.1所示。 图2.1 绘制特征截面绘制完成后，单击所需要的旋转轴，轴线显现红色，然后单击菜单栏中的“草绘”“特征工具”“旋转轴”指定旋转轴，

28、如图2.2所示。 图2.2 指定旋转轴单击按钮，回到旋转操作面板，单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图2.3所示。图2.3 拉伸特征的结果3. 孔特征。在“工程特征”工具栏中，单击按钮，在圆柱上增加孔特征，如图3.1所示；孔为简单直孔，孔直径为8，深度方式为穿透所有；孔的主参照放置在“2”旋转的圆柱上表面，定位方式选择“线性”，次参照选择FRONT和DTM1基准面，偏移分别是12和0，单击按钮完成孔特征创建，如图3.2所示，结果如图3.3.所示。 图3.1 孔的放置参照图3.2 设置孔径及参照图3.3 效果图4.

29、拉伸。单击右工具栏中的“拉伸”按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，选择如图4.1所示的曲面，利用和创建拉伸的截面草绘图形，如图4.2所示，单击按钮，回到拉伸操作面板，选择拉伸拉伸类型为，输入拉伸深度为1.5，单击去除材料按钮，然后单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图4.3所示。 图4.1 草绘曲面 图4.2 绘制特征截面 图4.3 拉伸特征的结果选中“2”中所创建的实体，按住Ctrl键分别选中“3”“4”中创建的实体，单击鼠标右键弹出，

30、选择“组”将其合并成一个组。在“组”被选中的情况下，单击按钮，弹出阵列特征操作面板，在“尺寸”下拉列表中选择“方向”选项，选取FRONT的平面并通过从左至右第一个来设置方向。如图1.3.111所示，设阵列的个数为2，距离为24.00，单击按钮完成阵列创建，如图1.3.112所示，操控面板如图1.3.112所示。 图1.3.111 选取面并确定方向 图1.3.112 阵列后图1.3.113 阵列操控面板1.3.12 六次拉伸 单击右工具栏中的“拉伸”按钮，进入拉伸特征工具操控板，单击“放置”按钮，打开“放置”面板，单击“定义”选项，进入拉伸特征的“草绘”环境设置，选择如图1.3.121所示的曲面

31、，利用创建拉伸的截面草绘图形，注意矩形的对称，如图1.3.122所示，单击按钮，回到拉伸操作面板，选择拉伸拉伸类型为，输入拉伸深度为0.5，单击去除材料按钮，然后单击操控面板中的预览按钮，预览所创建的实体，预览完成后，单击操作面板中的完成按钮或单击鼠标中键，完成特征的创建，如图1.3.123所示。 图1.3.121 草绘曲面 图1.3.122 拉伸截面图图1.3.123 拉伸特征的结果1.3.13 倒圆角单击特征工具栏中的按钮，依次选择如图1。3.131所示的所有边，设置倒圆角值为0.5，单击按钮完成倒圆角特征创建，如图1.3.132所示。图1.3.131 选择边图1.3.132 倒圆角结果至

32、此，读卡器外壳造型完成，如图所示。 零件图第2章 创建零件工程图2.1 A3尺寸的模版单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。在“类型”选项区域选中“格式”单选按钮，在名称文本框中输入模板文件的名称，取消选中“使用缺省模版”复选框，单击“确定”按钮。弹出“新格式”对话框，如图2.11所示，在对话框中单击“空”按钮，在“标准大小”下拉列表中选择“A3”幅画，单击“确定”按钮进入模板创建模式。第2章 基于Pro/NC的数控加工刀路编制与加工2.1 Pro/NC的简介Pro/E是由美国参数科技公司（PTC）开发，是一个全方位的三维产品开发综合性软件，集成了零件设计、产品、装配、模具开发、数控加工、钣金

33、设计、铸造件设计、造型设计、自动测量、机构仿真、应力分析、电路布线等功能模块与一体。广泛应用与电子、机械、模具、工艺设计、汽车、航天、服装等行业。是当今世纪最为流行的CAD/CAM软件之一。Pro/NC模块能生成驱动数控机床加工Pro/E零件所必须的数据和信息，能够生成数控加工的全过成。Pro/E系统的全相关统一数据库能将设计模型变化体现到加工信息当中去,利用它所提供的工具将设计模型处理成ASCII码刀位数据文件，这些文件经过后处理变成数据加工数据。Pro/NC生成的数控加工文件包括刀位数据文件、刀具清单、操作报告、中间模型、机床控制文件等。 Pro/NC模块应用范围比较广，包括数控车、数控铣

34、、加工中心等。Pro/NC是Pro/ENGINEER 软件用于数控加工自动编程的模块，可以实现数控车削、铣削、线切割等加工的自动编程。由于Pro/ENGINEER具有强大的三维造型能力，各个模块之间是无缝连接和切换的。因此，选择Pro/ENGINEER进行数控加工自动变成是明智的选择之一。 我国CAD/CAM技术的应用大多以绘图设计为突破口，在硬件和软件升级方面不够到位。机械专业的学生，只有掌好相关软件握的技术，才能更好地做好产品设计、加工的一体化，最终达到机械理论知识和实际操作的有机结合。在Pro/Engineer这个软件中，尤其是Pro/Engineer Wildfire的Pro/NC模块

35、的应用，把自动编程技术表现的淋漓尽致。在泵盖的加工中，对Pro/NC模块进行了详细的介绍。在NC制造设置（包括NC机床定义、夹具设置、刀具设定等）、NC加工方法、NC序列设置、加工轨迹的演示、后置处理等都做了描述。2.2 零件工艺图分析2.3 选择加工方法2.4 具体操作 2.4.1 前期准备1、已设计完成的三维零件图。 如图2.4.11 2、pro/NC模块。 如图2.4.12 3、后置处理文件。 如图2.4.13 2.4.2 建立制造文件单击“新建”按钮，打开如图2.4.21所示的“新建”对话框，在“类型”栏中选中“制造”选项，在“子类型”栏中选取“NC组建”选项，“名称”文本框中输入新建

36、文件名称（或用默认的mfg0001），取消选中“使用缺省模版”复选框，然后单击“确定”按钮，即进入“新文件选项”对话框，如图2.4.22所示，在“模版”选项组中的列表框中选择mmns_mfg_nc选项，单击“确定”按钮，系统进入加工制造模式。图2.4.21 “新建”对话框图2.4.22 “新文件选项”对话框2.4.3 导入参照模型单击“菜单管理器”最顶层“制造”菜单下的“制造模型”选项，如图2.4.31所示，在弹出的菜单中单击“装配”“参照模型”命令，弹出“打开”对话框，选择“dukaqiwaike”，然后单击打开按钮。在安装类型中选择“缺省”，单击按钮。弹出“创建参照模型”对话框，如图2.4

37、.32所示，单击确定即可。单击“制造模型”选项中的“完成/返回”选项。 图2.4.31 菜单管理图2.4.32 “创建参照模型”对话框2.4.4 导入工件单击“菜单管理器”最顶层“制造”菜单下的“制造模型”选项，在弹出的菜单中单击“创建”“工件”命令，输入工件名称后确定，在弹出的对话框中，选择“实体”“加材料”然后单击打开按钮。在安装类型上也选择“缺省”，单击按钮，弹出“创建毛坯工件”对话框，如图2.4.41所示，单击确定即可。单击“制造模型”选项中的“完成/返回”选项。图2.4.41 “创建毛坯工件”对话框构件成如图2.4.42所示的模型。图2.4.42 工件加工模型注意：参照模型是指需要加

38、工出来的零件，在创建数控加工轨迹时将设计模型作为参照，工件是指未加工的原材料或坯料，是一个零件模型。工件模型代表了数控加工时刀具运动的空间范围，可以加工模拟出材料的切除情况，还可以计算材料切削用量。2.4.5设定基准坐标系计算机编制数控程序时，需要基于工件的一点来进行相对运动，故设定加工参数之前需要建立基准坐标系。使用基准坐标系工具，弹出如图2.4.51所示的“坐标系”对话框，设定坐标系属性在基准坐标系设定对话框中，定义其原始、方向、属性等选项。选取NC_ASM_FRONT基准平面，在按着Ctrl分别选择NC_ASM_RIGHT基准平面和上表面，然后单击“定向”改变“X”“Y”“Z”的方向，如

39、图2.4.52所示，生成如图2.4.53所示的坐标系，单击确定关闭对话框。单击“制造模型”选项中的“完成/返回”选项。图2.4.52 “坐标系”对图2.4.53 基准坐标系2.4.6创建铣削窗口单击右边工具栏的按钮，弹出“定义窗口平面”操作面板，如图2.4.61所示。图2.4.61 “定义窗口平面”操作面板单击“放置”，弹出，窗口平面选取上表面，取消保留内环，单击“深度”，弹出，指定深度：15.5，单击“选项”，弹出，选取“在窗口围线内”，单击按钮，完成窗口创建结果如图2.4.62所示。图2.4.82 窗口创建结果2.4.7 制造设置(1) 单击“菜单管理器”中的“制造设置”选项，打开如图2.

40、4.71所示的“操作设置”对话框。(2) 在操作名称栏中输入操作名称，此处采用系统默认的名称“OP010”。(3) 单击图中的按钮，打开“机床设置”对话框，如图2.4.72所示，“机床名称”采用系统默认的机床名称“MACH01”,“机床类型”为“铣削”，轴数为“3轴”。(4) 在图2.4.72中单击按钮，再单击“打开切削刀具设置对话框”按钮，如图2.4.73所示，需设置三把刀具。第一把刀具，刀具名称采用系统默认的“T0001”，材料设置为“HSS”，单位为“毫米”，刀具直径为“20”，刀具长度为“100”其他框格不填。单击“应用”；接着设定第二把刀，刀具名称采用“T0002”，刀具直径为“1.

41、5”，刀具长度为“50”，同时点击，将刀具号改为“2”，其他同上，单击“应用”，完成第二把刀的设定；第三把刀具，刀具名称为“T0003”，刀具直径为“3”，刀具名称改为“3”，刀具长度为“50”，其他同上，单击“应用”，完成三把刀的设定。单击“确定”，返回到“切削刀具”对话框。单击“确定”，机床设置完成。图2.4.71 “操作设置”对话框图2.4.72 “机床设置”对话框图2.4.73 “刀具设定”对话框(5) 在“操作设置”对话框中，单击“参照”选项组的按钮，系统弹出选取坐标系菜单。选取之前设立的基准坐标系。(6) 在“操作设置”对话框中，单击“退刀”选项组的按钮，系统弹出退刀菜单，选择待加

42、工模型的上表面，在Z方向上输入10，如图2.4.74所示，单击“确定”，再单击“操作设置”中的确定，然后单击“制造设置”中的“完成/返回”按钮。图2.4.74 “退刀设置”对话框2.4.8表面铣削A 确认加工顺序在加工之前，需将加工平面“填充”，可方便表面的加工。执行菜单“编辑”“填充”命令，打开填充操作面板。单击“参照”、“定义”，打开草绘对话框，单击待加工表面，如图2.4.81所示，利用，绘制如图2.4.82所示的截面图形，单击，单击操作面板中的按钮，完成曲面填充的创建。图2.4.81 待填充曲面 图2.4.82 绘制的截面图形在“菜单管理器”中选择“制造”“加工”“NC序列”，系统打开如

43、图2.4.83所示“辅助加工”菜单，选择“辅助加工”菜单中的“表面”，执行“完成”命令，系统显示“序列设置”菜单，如图2.4.84所示。选择“刀具”“参数”“曲面”，然后执行“完成命令。” 图2.4.83 “辅助加工”菜单 图2.4.84 “序列设置”菜单B 选择刀具在弹出的“刀具设定”对话框中，在已设定好加工的刀具中，选择第一把刀“T0001”，点击“确认”进入下一项设置。C 参考树设定参考树的加工系数设定CUT FEED 100步长深度 3跨度 3主轴转速 500如图2.4.85所示，点击“确定”确认属性。图2.4.85 “编辑序列参数”对话框接着弹出如图2.4.86所示的“曲面拾取”对话

44、框，默认“模型”，单击“完成”。弹出“选取曲面”对话框，如图2.4.87选择要加工的表面，即填充的表面，单击“确定”，单击“完成/返回”。 图2.4.86 “曲面拾取”对话框 图2.4.87 “选取曲面”对话框弹出“曲面测绘”对话框，如图2.4.88所示，单击“完成”即可。图2.4.88 “曲面测绘”对话框D 路径演示在右边的“菜单管理器”中，点选“演示路径”“屏幕演示”项进行加工模拟演示，出现如图2.4.89所示的切削模拟演示。图2.4.89 模拟铣削初始界面点击播放路径窗口中的播放按钮，实现系统的模拟铣削加工轨迹，如图2.4.810所示，加工路径如图2.4.811所示。注意：在演示轨迹前，将填充曲面隐藏，选中填充，单击右键“隐藏”，将其隐藏。图2.4.810 铣削播放路径图2.4.811 加工路径单击“完成序列”，返回到最初的菜单加工界面，单击材料切减材料，在弹出的对话框中选“1：面铣削，操作:OP010”,在材料删除中，选取“自动”单击“完成”，在弹出的“相交元件”对话框，单击按钮，单击“确定”，单击“完成/返回”完成表面的铣削，如图2.4.812所示。图2.4.812 “相交元件”对话框2.4.9体积块铣削“加工”“