1、目錄一、實驗性質、目的 二、實驗內容和意義 實驗一手機外殼模具設計 一、實驗內容 1、手機外殼設計建模 2、手機外殼模具設計建模 二、實驗要求三、實驗方法和步驟 3、1手機外殼建模3. 1. 1手機外殼結構特征及其對應的ProE特征建模工具 3. 1. 2手機外殼建模步驟 3. 2手機外殼模具設計建模 3. 2. 1 ProE模具設計的基本概念 3. 2 . 2手機外殼模具建模步驟 四、主要儀器設備五、報告撰寫要求實驗二手機外殼模具數控銑削加工實驗 一、實驗目的： 二、實驗內容 三、實驗步驟 3.1手機外殼凹模 Mastercam9.0操作步驟3.2 手機外殼凸模 Mastercam9.0 操

2、作步驟 四、主要儀器設備 五、實驗報告要求 機械制造方向綜合實驗手機外殼模具建模與加工實驗指導書、實驗性質、目的本實驗屬機械制造方向綜合實驗，實驗內容主要涉及到機械制造工程學、機械CAD/CAM 技術應用、數字控制技術和數控編程技術相關課程的。通過實驗教學，可以使學生加深理解、消化、鞏固 課堂所學的知識，了解普通的、先進的機械制造工藝裝備和現代機械加工手段，掌握以Pro/E為代表的三維CAD系統的特征建模理論方法以及數控編程方法和CAD/CAM 一體化數控加工技術在模具設計和制造中的應用。、實驗內容和意義該實驗由“手機外殼模具設計、手機外殼模具數控加工”兩個實驗構成1.手機外殼模具設計該實驗通

3、過對手機外殼模具設計建模方法的學習和實踐，使學生可以了解CAD技術的應用現狀和發展趨勢，掌握特征建模的基本理論和方法以及運用典型 和方法。CAD 系統-ProEWildFire完成產品及其模具設計的基本步驟2.手機外殼模具數控加工該實驗通過對手機外殼模具數控編程和加工的學習實踐可以使學生熟悉 好的培養學生的建模與數控編程能力，學生通過它可以了解CAD/CAM悉產品從設計建模到數控加工的整個過程。CAM系統的功能和工作原理并更 技術在機械設計與加工中的應用，熟實驗一手機外殼模具設計一、實驗內容1、手機外殼設計建模用ProEWildFire完成手機外殼設計建模。手機外殼的基本結構如下圖1所示。圖1

4、手機外殼2、手機外殼模具設計建模基于所設計建立的手機外殼模型，用ProEWildFire完成手機外殼模具的設計建模二、實驗要求該實驗是針對機制方向的本科生。要求學生對特征建模的基本原理和方法等CAD知識和理論有充分了解，掌握分型面等模具設計的相關概念，能夠在規定時間內運用ProEWildFire完成手機外殼及其模具的設計和建模。三、實驗方法和步驟3. 1手機外殼建模3 . 1 . 1手機外殼結構特征及其對應的ProE特征建模工具手機外殼是典型的薄壁類零件，根據手機外殼的結構特點，手機外殼的主要結構特征建模及其所對應的ProE特征建模工具如表 1所示：手機外殼結構特征ProE特征建模工具薄壁特征

5、抽殼工具10孔特征拉伸工具冒圓角，倒角倒角工具重復孔結構陣列工具庶表1手機結構特征及其對應ProE特征建模工具3. 1 . 2手機外殼建模步驟1）新建手機外殼模型文件在ProE系統文件菜單中點新建命令，激活新建文件對話框，在對話框的類型列表中選擇零件類型，在名稱文本框中輸入所要建立的手機外殼模型名稱，點確定完成手機外殼模型文件的建立2）建立手機外殼實體模型基于"芒 ”拉伸特征工具，建立如圖2所示手機外殼實體模型。圖2手機外殼實體模型具體操作步驟為：點擊“”按扭，激活拉伸特征工具菜單，在菜單中點擊放置按鈕，點定義按鈕，激活草繪菜單，選擇 front面作為草繪平面，選擇矩形繪圖工具“”繪

6、制外殼矩形截面。繪制完后，用倒圓角工具BS,在所繪制的矩形中完成倒圓角。用選擇工具“選擇并依次修改外殼截面圖形尺寸達到規定的要求。修改好后，點完成按鈕“結束手機外殼截面繪制，重新激活拉伸特征工具，輸入拉伸的距離，點完成按鈕“ 口”即可建立如圖2的手機外殼實體模型。3）建立外殼周邊圓角特征點擊倒圓角特征工具“入”，依次選擇手機外殼模型一側平面要導圓角的棱邊，并在倒圓角特征對話框中輸入圓角半徑，點完成按鈕廠，建立如圖3所示的手機外殼圓角特征。圖3手機外殼倒角4）手機外殼抽殼點擊殼特征工具圖標“ ”，激活殼特征對話框，選擇手機外殼模型沒有導圓角的一側平面，在對殼 特征話框中輸入壁厚 2，點完成按鈕“

7、 3”，完成對手機外殼實體模型的抽殼如圖4所示。圖4手機外殼抽殼5）建立手機屏幕窗口孔點草繪按鈕“園”，選擇未抽殼手機外殼模型上表面為繪圖平面，然后用矩形繪圖工具“”在上表面繪制矩形屏幕窗口的形狀并導圓角，操作與繪制手機外殼截面形狀類似。繪制好后，用鼠標選擇尺寸并修改 使矩形屏幕窗口位置居中。然后點“”工具，點按鈕“險營”設置除材料屬性，用“ ”按扭選擇向模型內部的拉伸方向，然后輸入大于外殼壁厚的拉伸距離，點完成按鈕“3”，創建如下圖5所示的手機屏幕窗口孔。圖5手機屏幕窗口孔6 ）建立手機撥號鍵孔特征 操作步驟與建立手機屏幕窗口孔特征相同，僅在手機外殼模型上表面繪制撥號鍵孔時使用的是橢圓繪圖工

8、具“ °”。繪制好按鍵孔形狀后，注意修改按鍵孔自身尺寸和其定位尺寸，保證它可以在手機外殼模型剩余的外表面上按 4行3列均勻分布。繪制好后，用拉伸特征工具建立如圖6所示的一個手機撥號鍵孔，操作步驟與建立屏幕窗口特征類似。圖6手機撥號鍵孔7 ）陣列手機撥號鍵孔特征用陣列特征工具旦建立其余的手機撥號鍵孔。陣列對象為剛建立的手機撥號鍵孔，注意陣列類型選擇按方向陣列，通過鼠標分別指定與陣列方向垂直的手機外殼模型的兩個側平面，以定義陣列的兩個方向，然后分別輸入在兩個方向的手機撥號鍵孔的陣列數目和陣列距離，最后點擊完成“3”按鈕，就可以建立圖7所示手機撥號鍵孔特征。圖7手機按鍵孔陣列8）保存手機外

9、殼模型3 . 2手機外殼模具設計建模3 . 2. 1 ProE模具設計的基本概念1）參照模型或參照零件表示與所設計模具相對應的零件模型。2）工件用于完成模具設計的模具實體模型。模具設計本質就是沿所設計零件的外型輪廓表面，將工件拆分成與 零件對應的上、下摸或模芯、模腔，完成零件的模具設計。3）分型面包含零件外形輪廓，并可依據零件外型輪廓將工件完全分離分割開的，具有完整邊界的曲面。3 . 2 . 2手機外殼模具建模步驟1）新建模具模型文件在ProE系統文件菜單中點新建命令，激活新建文件對話框，在對話框的類型列表中選擇制造，在子類型 中選擇模具型腔選項，輸入模具文件名稱，取消使用“缺省模板”選項，點

10、確定，激活新建文件選項對話 框，選擇mmns_mfg_mold模板，點確定進入模具設計環境，激活如圖8所示的模具菜單。圖8模具菜單2）調入手機外殼模型點擊模具菜單中的模具模型，在下拉的“模具模型”菜單中選擇“定位參照零件”，在激活的文件對話 框中選擇剛建立的手機外殼模型文件，點擊打開按鈕，在創建參照模型對話框中選擇選擇“同一模型”點確 定按鈕，在布局對話框中選擇單一布局，點確定按鈕將手機外殼模型調入到當前設計環境中。3）創建手機外殼模具工件在模具模型下拉菜單中點擊創建菜單，激活模具模型類型下拉菜單，在其中點擊選擇“工件”菜單，激 活創建工件下拉菜單，選擇手動創建，激活如圖9所示的元件創建對話框

11、，圖9元件創建對話框如圖9所示，類型選零件，子類型選實體，在名稱編輯框中輸入手機外殼模具的名稱，點確定關閉元件創 建對話框。激活特征創建選項對話框，選擇創建特征，點確定回到模具模型下拉菜單，在其中選擇“加材 料”命令，接受其他默認選項，點完成菜單，開始基于所建立的手機外殼模型創建手機外殼的模具的實體模 型。首先點草繪按鈕“闖”，選擇手機外殼模型側平面作為草繪平面，用“”工具繪制可包容手機外殼截面的矩形，點“ ”按鈕結束對手機外殼模具截面形狀的繪制。點“丄i ”按鈕在屏幕底部激活拉伸特征對話框，開始創建外殼模具實體。鼠標在拉伸特征對話框選擇相兩側拉伸，既沿剛才選定的手機外殼模型側平 面基于所繪制

12、的手機外殼模具截面向兩側拉伸形成手機外殼模具模型。在拉伸距離編輯框中輸入沿兩側拉伸 的距離使所拉伸的手機外殼模具實體模型可以完全包容手機外殼（該工作也可通過鼠標拖動拉伸距離標志完 成）。設置好后，點“按鈕建立如圖10所示可完全包容手機外殼模型的手機外殼模具模型。此時，在屏幕左側模型樹中，也會對應顯示以所命手機外殼模具名稱為名的手機外殼模具模型。圖10手機外殼模具工件4）定義分型面分型面就是可以沿零件外型輪廓將模具完全分割開的一個完整的曲面，針對手機外殼模型，其建立分為 如下兩個步驟，1 :復制和圭封閉手機外殼模型外表面2:沿底面延拓所復制的手機外殼模型外表面第一步的具體步驟是首先隱藏剛建立的外

13、殼模具模型。然后在“模具模型”下拉菜單中點擊“分型面” 命令，激活“分型面”下拉菜單，點“創建”命令，激活“分型面名稱”對話框，輸入分型面名稱，點確 定。激活“曲面定義”下拉菜單，點“增加”命令，激活“曲面選項”菜單，選擇“復制”命令，點“完 成”命令，激活如下圖 11所示的曲面復制對話框，開始選取手機外殼模型的全部外表面，選中的面將被加亮 顯示，如下圖12所示。圖11曲面選取狀態的曲面復制對話框圖12手機外殼表面選取結果選取完畢，鼠標點擊選取對話框的確定按鈕，完成對手機外殼表面的復制，接下來在曲面復制對話框中 雙擊填充環命令，激活如圖13所示的聚合填充下拉菜單，鼠標選取包含屏幕孔和撥號鍵孔的

14、外殼上表面，使其加亮顯示，選取完畢，點選取對話框的確定按鈕，然后依次點取聚合填充下拉菜單中的“完成參考”和“完成返回"命令，關閉聚合填充下拉菜單，將外殼表面的封閉成一個平面，如圖14所示。圖13聚合填充下拉菜單圖14 封閉手機外殼上表面封閉第二步的工作是沿手機外殼底平面構建一個可以將工件分割開的平面并將它與第一步所復制的封閉外殼 表面合二為一形成最終的分型面。具體步驟是，在曲面管理器菜單的曲面定義下拉菜單中點“增加”命令， 激活曲面選項下拉菜單，在其中選擇平整命令，然后點“完成”命令，激活“曲面：平整”對話框，然后鼠 標選取手機外殼底面為草繪平面，選用“”矩形繪圖工具繪制如圖 15所

15、示的一個可完全包容工件橫截面的矩形平面。圖15繪制平整平面繪制完畢，點 匕按鈕。然后點確定關閉“曲面：平整”對話框。接著在曲面定義下拉菜單中點擊“合 并”命令，激活曲面合并對話框，鼠標選擇剛繪制的矩形平整平面作為合并平面與前面所復制的外殼表面進 行合并，在曲面合并對話框合并類型中選擇側2,用所繪制平面在外殼表面外側部分與外殼表面合并生成最終分型面，點完成按鈕 匕實現曲面合并，點完成 /返回關閉曲面定義菜單，然后再點完成/返回關閉分型面菜單，建立手機外殼分型面如圖16所示。圖16手機外殼分型面5）提取模具體積塊以生成模具元件：在左側模型樹中鼠標右鍵點模具模型取消對模具模型的隱藏，在模具菜單中點擊

16、摸具體積塊命令，激活 模具體積塊菜單，在其中選擇分割命令，接受兩個體積塊，所有工件選項，點擊完成按鈕，激活分割對話 框，鼠標選取剛才建好的分型面，點擊確定，完成，依次輸入分割岀的兩個體積塊的名稱，點擊完成/返回,關閉模具體積塊菜單完成模具體積塊的分割。然后，在模具菜單中點擊模具元件命令，激活模具元件菜單， 選擇抽取命令，激活模具元件對話框，在其中，點“”按鈕，點擊確定，完成模具元件抽取，生成模具元件。點完成返回關閉模具元件菜單。隱藏工件后，模具元件的開模前的裝配效果如圖17所示。圖17模具開模前6）開模首先保證工件已經被隱藏，然后點擊模具菜單中的模具進料孔命令，打開模具孔菜單，選擇定義間距，定

17、義移動命令，然后如圖18左圖所示分別選取上、下模具元件以及它們的頂面和底面指定開模方向，并分別在下面的對話框中輸入上下模具元件各自的移動的距離，最后在模具孔菜單中點完成，實現開模，效果如圖 18右圖圖18模具開模7）保存模具模型文件在文件菜單中點保存命令，保存外殼模具模型，Pro/E會自動生成以所命名積塊為名稱的凸摸和凹模模型文件。8）模型格式轉換在文件菜單中點打開命令，打開保存的外殼凸摸模型文件。然后在文件菜單中點保存副本命令，如下圖 19所示，選擇IGES格式實現模型的轉換格式存儲。同樣對于凹模也執行相同操作實現格式轉換。圖19保存副本對話框四、主要儀器設備1 計算機2. Pro/E wi

18、ldFire五、報告撰寫要求1:報告封皮應包含“實驗題目姓名、班級、學號、指導教師、院系名稱”。2:報告內容包括“實驗目的、實驗內容、實驗設備和環境、實驗原理及步驟”四部分。3:實驗原理步驟的撰寫應詳細說明手機外殼及其模具的具體建模過程和操作步驟，并附圖對建模步驟進 行注解，附圖應如下所示包含圖號圖名。圖4手機外殼抽殼4:報告一律用 word完成后打印提交實驗二手機外殼模具數控銃削加工實驗一、實驗目的：1. 了解數控銑削在模具加工中的作用2 掌握用數控銑加工模具型腔的加工工藝3. 掌握運用Mastercam軟件對模具型腔進行曲面加工刀具路徑設計的方法4掌握數控程序的傳輸方法5. 了解數控程序在

19、加工中心運行過程二、實驗內容1擬訂模具型腔銑削加工工藝2 .利用Mastercam軟件對模具圖形進行處理3根據擬訂的加工工藝，利用Mastercam軟件對凸、凹模型腔進行刀具路徑設計4模擬加工并生成 NC程序5傳輸NC程序6. 試運行NC程序三、實驗步驟3.1手機外殼凹模Mastercam9.0 操作步驟?圖形處理1從Pro/E系統中輸岀手機外殼凹模零件的IGES格式文件。2 在Mastercam9.0系統中將手機外殼凹模零件的IGES格式文件轉換成 MC9格式文件。在菜單欄中選擇回主功能表/檔案/檔案轉換/IGES/讀取。在系統彈如圖所示指定文擋名對話框中讀取IGES格式的文件名，單擊打開。

20、圖指定文擋名對話框圖文件參數設置對話框圖刪除當前文件提示對話框單擊工具欄中的畫圖凹模線框模型?坐標處理1 在菜單欄選擇回主功能表。（全屏顯示），單擊確定2單擊頂部工作欄中的 匣（等角視圖）按鈕，單擊 也（構圖面一一側視圖）按鈕，單擊器/3 在菜單欄中選擇轉換 /旋轉/所有的/圖素命令旋轉所有幾何圖素。4 選擇執行命令。5 系統提示選擇旋轉基準點，在菜單欄中選擇原點命令以系統原點為旋轉點。“負”，逆時針為“正”，將模具的加工面旋轉至XY平面上，將模具的長方向旋轉至X軸）按鈕厘（清除顏色）凰? 對刀點的確定“層別2”，單擊確定，單擊頂部工作欄中的囲（構圖面一空間繪圖）按鈕。2 繪制曲面邊界線圖設置

21、圖層對話框圖產生曲面邊界3 將邊界線的左上角平移到系統的原點（為對刀點）；竺（清除顏色）/：-34保存文件?規劃曲面挖槽粗加工刀具路徑（留余量0.3 ）1 刀具路徑規劃 單擊工作攔中的遨（構圖面俯視圖）按鈕，構圖面設為俯視構圖面。選擇刀具路徑/曲面加工/粗加工/挖槽粗加工命令。選擇所有的/曲面命令，選擇所有曲面，選擇執行命令。2. 刀具路徑模擬“S”3. 工件毛坯設置4 曲面挖槽粗加工實體驗證?規劃曲面等高外形粗加工刀具路徑（主要針對較陡曲面的余留殘料進行粗加工）1 ? 6R1圓鼻刀對凹模用曲面等高外形粗加工進行刀具路徑規劃單擊工作攔中的 亙（構圖面俯視圖）按鈕，構圖面設為俯視構圖面。選擇刀具

22、路徑/曲面加工/粗加工/等高外形粗加工命令。選擇所有的/曲面命令，選擇所有曲面，選擇執行命令。2 .刀具路徑模擬“S”3 等高外形粗加工實體加工模擬?規劃曲面平行精加工刀具路徑（無余量）1、R3求刀對凹模進行曲面平行精加工刀路設計 單擊工作攔中的 穴（構圖面一一俯視圖）按鈕，構圖面設為俯視構圖面。選擇刀具路徑/曲面加工/精加工/平行銑削命令。選擇所有的/曲面命令，選擇所有曲面，選擇執行命令。 平行銑削刀具參數對話框，鼠標放在空白處，單擊右鍵，單擊從刀庫中選取刀具，從刀具庫中選，在曲面取直徑為6的球頭銑刀（如果刀庫中無此刀具，可單擊建立新的刀具，具體設置見曲面挖槽粗加工）精加工平行銑削刀具參數對

23、話框2、刀具路徑模擬“S”3 平行銑削精加工實體加工模擬?后置處理（生成 NC程序）?專輸NC程序?加工1 將平口虎鉗裝夾在數控銑床上、虎鉗的固定面與X軸平行，將磁力表架吸附在機床主軸上，裝上百分表，用電子手輪操作，將平口虎鉗校直并夾緊；2 裝夾模具毛坯，用電子尋邊器找正毛坯的左上角為工件坐標系零點（X0，Y0，Z0 ）;3 計算工件坐標系零點處于機床坐標系的偏值，選擇工件坐標（G54G59 ）并輸入數值；4 將方式選擇開關置于“ MDI ” /按“ OPR/ALARM ”鍵/光標移到“ ON ” /將方式選擇置于“自動運行” /按“ PROGRAM ”鍵/按“循環啟動”；5 執行程序加工。3

24、.2手機外殼凸模Mastercam9.0操作步驟?圖形處理1從Pro/E系統中輸岀手機外殼凹模零件的IGES格式文件；2 在Mastercam9.0系統中將手機外殼凹模零件的IGES格式文件轉換成 MC9格式文件。在菜單欄中選擇回主功能表/檔案/檔案轉換/IGES/讀取。單擊工作欄中的禺?坐標處理1 在菜單欄選擇選擇回主功能表。2單擊頂部工作欄中的 匣（等角視圖）按鈕，單擊 目（構圖面一一側視圖）按鈕，單擊 停（全屏顯示） I*，如圖2所示的旋轉前凹模模型。3 在菜單欄中選擇轉換 /旋轉/所有的/圖素命令旋轉所有幾何圖素。4 .選擇執行命令。5 系統提示選擇旋轉基準點，在菜單欄中選擇原點命令以

25、系統原點為旋轉點。“負”，逆時針為“正”，將模具的加工面旋轉至XY平面上，將模具的長方向旋轉至X軸），單擊確定按鈕厘（清除顏色）廂圖旋轉前凸模模型圖旋轉后凸模模型?加工坯料及對刀點的確定1 繪制邊界盒“層別2”，使當前圖層處于第2層，單擊確定，單擊頂部工作欄中的園（構圖面一空間繪圖）按鈕。2 將邊界盒的左上角平移到系統的原點（為對刀點）；竺（清除顏色）置平移前凸模模型凸模模型3 繪制曲面邊界線在菜單欄單擊層別并在設置圖層對話框中輸入“層別3 ”（構圖面一空間繪圖）按鈕。界4. 工件毛坯設置5. 保存文件?規劃曲面挖槽粗加工刀具路徑（留余量0.3 ）及參數設置1 ?10R1圓鼻刀對凸模用曲面挖槽刀路開粗。 單擊工作攔中的 彷（構圖面俯視圖）按鈕，構圖面設為俯視構圖面。選擇刀具路徑/曲面加工/粗加工/挖槽粗加工命令。選擇所有的/曲面命令，選擇所有曲面，選擇執行命令。2. ?3R0.4圓鼻刀對凸模按鍵部分用曲面挖槽刀路開粗留余量0.2。 單擊工作攔中的 附（構圖面俯視圖）按鈕，構圖面設為俯