毕业设计ndsl三维造型设计及零件数控编程

NDSL三维造型设计及零件数控编程目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)一NDSL总体分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)1.1NDSL——具体参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)1.2NDSL的结构与工艺分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)1.3便携式掌机发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)二NDSL测绘及测绘草图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)2.1NDSL原型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)2.2NDSL的草绘图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(3)三NDSL的结构设计(三维造型)………………………………………………．(6)3.1NDSL的主体轮廓设计……………………………………………………..(6)3.2上部外壳的设计…………………………………………………………….(8)3.3上部内壳的设计…………………………………………………………….(11)3.4下部外壳的设计…………………………………………………………….(16)3.5下部内壳的设计…………………………………………………………….(23)四NDSL的数控编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(30)4.1底板凸模图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(32)4.2CAM编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(34)4.2.l加工代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(36)五结论（心得体会）………………………………………………………….(38)六谢辞.........................................................(39)七参考文献.....................................................(39)摘要本设计围绕NDSL掌机外观和结构设计及制造开展。以任天堂Lite型号NDS为设计原型，在对原型产品测绘的基础上进行方案设计，运用Pro/E进行机体外形和结构造型设计，绘制了装配工程图、零件图。最后对机体外壳进行了凹凸模设计，并用MasterCAD软件对机体外壳凸模进行了数控编程，获得了数控加工程序。关键词：NDSL结构造型数控编程前言NDSL是日本任天堂公司2006年推出的一款便携式掌上游戏机，为NDS的改良版，自推出以来在全世界范围内热销，已突破1亿台的销量，远超竞争对手索尼公司的PSP。它独特的双屏，触摸屏，麦克风为玩家在游玩时带来了多样化的体验。一、NDSL总体分析1.NDSL——具体参数【商品名】NintendoDS(DS)Lite【编号】USG-001【发售日】2006年3月2日【价格】16,800日圆(含税，附送专用AC适配器)【重量】218克【尺寸】(横)133.0mm×(纵)73.9mm×(厚)×21.5mm(折叠时)【触摸笔】(长)87.5mm(直径)4.9mm【CPU】ARM967MHz&ARM733MHz【内存】8MB【显示屏】[上屏]3英寸（对角）透射型；TFT液晶显示屏背光亮度（4个调整等级）192×256像素分辨率；像素大小0.24mm26万色[下屏]3英寸（对角）透射型；TFT液晶显示屏背光亮度（4个调整等级）192×256像素分辨率；像素大小0.24mm26万色触摸屏表现形式；透明模拟触摸屏【电池】最低亮度………电池使用约15～19小时低亮度………电池使用约10～15小时高亮度………电池使用约7～11小时最高亮度………电池使用约5～8小时（根据使用的软件不同）使用游戏烧录卡时游戏时间会有所下降2．NDSL的结构与工艺分析NDSL外部，即机制部分，主要由：上部外壳，上部内壳，下部外壳，下部内壳，GBA卡槽挡板，与按钮组成；内部结构由屏幕，主板等组成。基于本次设计是关于机制设计，所以主要研究外部结构。上部外壳，上部内壳，下部外壳，下部内壳，GBA卡槽挡板，与按钮，其材料都是由特制朔料而制。由于其功能及结构特点，我们用Ｐro-e造型后，分模，数控加工模具成型，后便可拿来加工产品。3.便携式掌机概况与发展趋势掌机的未来发展趋势是向着更便携，外观更时尚，耗电量更小，玩法更多样化的方向发展。任天堂20年来一直作为掌机方面的领头羊，其发展动向一直是业界关注的焦点。二、产品测绘：1.产品原型：如图所示2、绘制测绘草图：根据测量绘制测绘草图如下：产品装配测绘图（测总体尺寸）上部外壳上部内壳下部外壳下部内壳三、NDSL造型设计NDSL三维造型设计软件：用Pro/EWildfire2.0；二维工程图用Pro/EWildfire2.0与AutoCAD软件共同完成。首先进行NDSL主体轮廓设计，然后依据这主体轮廓进行各个零件的详细结构设计，最后进行装配，并绘制二维工程图。（二）主体轮廓设计1.NDSL的主体轮廓设计打开PRO/E野火2.0，新建一个零件，取名ndsl拉伸深度21.5到圆角，半径为5绘制LOGO（二）零件仔细设计2、上部外壳的设计具体步骤如下打开PRO/E野火2.0，新建一个零件，取名111(1)．绘制上部外壳三维实体选取拉伸，草绘轮廓，如下图绘制好后勾取退出草绘，进入零件拉伸阶段，两侧对称拉伸，厚度2，如图点击勾取按钮完成底板三维实体拉伸，得实体如图绘制LOGO拉伸边框，深度7倒圆角绘制中轴处绘制转轴部分，最后上部外壳成图：3、上部内壳的设计具体步骤如下打开PRO/E野火2.0，新建一个零件，取名222深度2倒圆角得：拉伸出边框到圆角拉伸，草绘去料，深度2拉伸，草绘去料，深度2拉伸，草绘两侧对称拉伸，厚度103绘制中轴转轴处4、下部外壳的设计具体步骤如下打开PRO/E野火2.0，新建一个零件，取名333拉伸，放置，定义5、下部内壳的设计具体步骤如下打开PRO/E野火2.0，新建一个零件，取名444倒圆角同样的方法做出另一边（三）产品装配图1、装配图打开PRO/E野火2.0，新建一个组件—设计，取名zhuangpei调入各个零件，对其进行匹配对齐等操作，最终效果如下图加工件数控加工工艺分析：1、选定毛坯：尺寸、材质：毛坯材料为45#钢，尺寸为50X80X150，周边加工到位。2、选取数控加工机床型号：选取大连机床XD-40A立式数控铣床为加工机床。其主要技术参数如下：主轴最高转速(r/min)8000X、Y、Z向切削进给速度(mm/min)1—10000X、Y、Z向快速进给速度(m/min)24、24、24主轴功率(kW)7.5主轴锥孔NO.40主轴前支承直径(mm)Φ703、刀路规划（1）粗加工，留余量0.3mm。粗加工尽量选用大刀，由于曲面外轮廓与内轮廓间的距离为18mm，故选用Φ14的牛鼻刀采用曲面挖槽粗加工方式。（2）半精加工，留余量0.1mm。选用Φ8的球刀采用曲面浅平精加工方式。（3）用Φ6的球刀采用曲面浅平精加工方式精加工表面，余量0。（4）用Φ6的球刀采用曲面残余清角精加工方式清角。（5）用Φ9.8的钻头钻三孔。（6）用Φ10机铰刀铰三孔。4、择刀具材质和规格：加工零件的材质为铝合金，较软，故选用高速钢刀具，Φ14、Φ8、Φ6均用两刃铣刀。（二）、计算切削用量：用查表法确定切削用量查《机械加工工艺手册》第一卷第9章，高速钢铣削铝合金切削速度v=180～300m/min，精加工取180m/min，粗加工取v=180x70%=126m/min，Φ14的铣刀每齿切削量取Sz=0.1（mm/齿）。Φ8、Φ6的每齿切削量取Sz=0.075（mm/齿），精加工每齿切削量取Sz=0.075x0.8=0.06（mm/齿）。查《机械加工工艺手册》第二卷第10章，取高速钢钻头加工铝合金v=105m/min，f=0.25mm/r。铰孔v=49m/min，f=0.2mm/r下面进行切削用量计算（1）粗加工，Φ14高速钢铣刀：n=1000V/πd=1000X126/3.14x14=2866(r/min)。取n=3000r/min。进给量f=齿数x每齿切削量=2x0.1=0.2（mm/r）=0.2x2800=560（mm/min)；（2）半精加工，Φ8高速钢铣刀：n=1000V/πd=1000X180/3.14x8=7165(r/min)。考虑机床最高转数为8000r/min及机床的刚度，取n=6000r/min进给量f=齿数x每齿切削量=2x0.06=0.12（mm/r）=0.12x6000=720（mm/min)；（3）精加工，Φ6高速钢铣刀：取n=6000r/min，进给量f=720（mm/min)；（4）钻三孔：Φ9.8的钻头n=1000V/πd=1000X105/3.14x9.8=3142r/min,取n=3000r/min，进给量f=0.25mm/r=0.25x3000=750（mm/min)；（5）铰三孔，Φ10的铰刀n=1000V/πd=1000X49/3.14x10=1560r/min,取n=1500r/min，进给量f=0.2mm/r=0.25x1500=375（mm/min)；（三）填写数控加工工艺卡片如下图：数控加工工艺卡片×××厂产品名称零件名称材料零件图号鼠标模具凸模体45XXXX工序号使用夹具使用设备车间1虎钳XD-40A立式数控铣床工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min余量mm刀具长度补偿号1粗加工轮廓1Φ14高速钢牛鼻铣刀30005600.312半精加工轮廓2Φ8高速钢球铣刀60007200.123精加工轮廓3Φ6高速钢球铣刀6000720034清角精加工3Φ6高速钢球铣刀6000720035钻孔4Φ9.8高速钢钻头30007500.246铰孔5Φ10高速钢150037505机铰刀（四）用计算机辅助制造（CAM）软件进行数控编程。本设计用MasterCAM软件进行数控编程，下面是编程步骤：1、从pro/E中把底板凸模存为DIBAN.IGS,打开MasterCAM软件，调入DIBAN.IGS,用边界合设定毛坯，用边界盒。2、采用曲面挖槽粗加工方式粗加工曲面轮廓，留余量0.3mm。(1)选择曲面挖槽粗加工，在主功能表中选择“T刀具路径U曲面加工——R粗加工k挖槽粗加工”；（2）选取加工曲面，在曲面菜单选取“所有的”点击”U曲面”，选择“所有曲面”，“D执行”，完成曲面选择。（3）选取加工刀具，设置刀具参数。①系统打开曲面粗加工一挖槽加工对话框“刀具参数”选项卡。在刀具列表框中点击右键，将所需用的刀具从刀具库中调入，包括有1号刀具Φ14的牛鼻刀，2号刀具Φ8的球头刀，3号刀具的Φ6球头刀。Φ9.8的钻头钻，Φ10机铰刀。②在刀具列表中选取1号刀具，设定刀具参数如上图。（4）单击曲面加工参数标签，按下图设计曲面加工参数；（5）单击挖槽粗加工参数标签，按下图设计曲面加工参数；(6)生成刀具路径：进行完所有参数的设置后，单击对话框中的“确定”按钮，系统即可按选择的加工曲面和刀具及设置的参数计算出刀具路径。将视图设置为等角视图，生成的粗加工刀具路径如图所示