畢業(yè)設(shè)計---ndsl三維造型設(shè)計及零件數(shù)控編程

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　課題名稱： NDSL三維造型設(shè)計及零件數(shù)控編程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)&l

2、t;/p><p>　　前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)</p><p>　　一 NDSL總體分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)</p><p>　　1.1NDSL——具體參數(shù)．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(1)</p><p>　　1.2NDSL的結(jié)構(gòu)與工藝分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)</p><p>　　1.3便攜式掌機(jī)發(fā)展趨勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)</p><p

4、>　　二　NDSL測繪及測繪草圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)</p><p>　　2.1NDSL原型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(2)</p><p>　　2.2NDSL的草繪圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．．．(3)</p><p>　　三 NDSL的結(jié)構(gòu)設(shè)計(三維造型)………………………………………………．(6)</p><p>　　3.1 NDSL的主體輪廓設(shè)計……………………………………………………..(6)</p><p>　　3.2上部外殼的設(shè)計…………………………………………………………….(8)</p><p>　

6、　3.3上部內(nèi)殼的設(shè)計…………………………………………………………….(11)</p><p>　　3.4下部外殼的設(shè)計…………………………………………………………….(16)</p><p>　　3.5下部內(nèi)殼的設(shè)計…………………………………………………………….(23)</p><p>　　四　NDSL的數(shù)控編程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

7、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(30)</p><p>　　4.1底板凸模圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(32)</p><p>　　4.2 CAM編程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(34)</p><p&g

8、t;　　4.2.l加工代碼．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(36)</p><p>　　五　結(jié)論（心得體會）………………………………………………………….(38)</p><p>　　六 謝辭.........................................................(39)

9、</p><p>　　七 參考文獻(xiàn).....................................................(39)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計圍繞NDSL掌機(jī)外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造開展。以任天堂Lite型號NDS為設(shè)計原型，在對原型產(chǎn)品測繪的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案設(shè)計，運用Pr

10、o/E進(jìn)行機(jī)體外形和結(jié)構(gòu)造型設(shè)計，繪制了裝配工程圖、零件圖。最后對機(jī)體外殼進(jìn)行了凹凸模設(shè)計，并用MasterCAD軟件對機(jī)體外殼凸模進(jìn)行了數(shù)控編程，獲得了數(shù)控加工程序。</p><p>　　關(guān)鍵詞：NDSL 結(jié)構(gòu)造型 數(shù)控編程</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　NDSL是日本任天堂公司2006年推出的一款便攜

11、式掌上游戲機(jī)，為NDS的改良版，自推出以來在全世界范圍內(nèi)熱銷，已突破1億臺的銷量，遠(yuǎn)超競爭對手索尼公司的PSP。它獨特的雙屏，觸摸屏，麥克風(fēng)為玩家在游玩時帶來了多樣化的體驗。</p><p><b>　　NDSL總體分析</b></p><p>　　1. NDSL——具體參數(shù)</p><p>　　【商品名】NintendoDS(DS)Lite

12、</p><p>　　【編號】USG-001 </p><p>　　【發(fā)售日】2006年3月2日</p><p>　　【價格】16,800日圓(含稅，附送專用AC適配器) </p><p><b>　　【重量】218克</b></p><p>　　【尺寸】(橫)133.0mm×(縱)73

13、.9mm×(厚)×21.5mm(折疊時) </p><p>　　【觸摸筆】(長)87.5mm (直徑)4.9mm </p><p>　　【CPU】ARM9 67MHz&ARM7 33MHz </p><p><b>　　【內(nèi)存】8MB</b></p><p><b>　　【顯示屏】&

14、lt;/b></p><p><b>　　[上屏] </b></p><p>　　3英寸（對角）透射型；TFT液晶顯示屏</p><p>　　背光亮度（4個調(diào)整等級）</p><p>　　192×256像素分辨率；像素大小0.24mm </p><p><b>　　26萬

15、色</b></p><p><b>　　[下屏] </b></p><p>　　3英寸（對角）透射型；TFT液晶顯示屏</p><p>　　背光亮度（4個調(diào)整等級）</p><p>　　192×256像素分辨率；像素大小0.24mm </p><p><b>　　2

16、6萬色</b></p><p>　　觸摸屏表現(xiàn)形式；透明模擬觸摸屏</p><p><b>　　【電池】</b></p><p>　　最低亮度………電池使用約15～19小時</p><p>　　低亮度………電池使用約10～15小時</p><p>　　高亮度………電池使用約7～11小時

17、</p><p>　　最高亮度………電池使用約5～8小時</p><p>　?。ǜ鶕?jù)使用的軟件不同）使用游戲燒錄卡時游戲時間會有所下降</p><p>　　2．NDSL的結(jié)構(gòu)與工藝分析</p><p>　　NDSL外部，即機(jī)制部分，主要由：上部外殼，上部內(nèi)殼，下部外殼，下部內(nèi)殼，GBA卡槽擋板，與按鈕組成；內(nèi)部結(jié)構(gòu)由屏幕，主板等組成。<

18、/p><p>　　基于本次設(shè)計是關(guān)于機(jī)制設(shè)計，所以主要研究外部結(jié)構(gòu)。上部外殼，上部內(nèi)殼，下部外殼，下部內(nèi)殼，GBA卡槽擋板，與按鈕，其材料都是由特制朔料而制。由于其功能及結(jié)構(gòu)特點，我們用Ｐro-e造型后，分模，數(shù)控加工模具成型，后便可拿來加工產(chǎn)品。</p><p>　　3.便攜式掌機(jī)概況與發(fā)展趨勢</p><p>　　掌機(jī)的未來發(fā)展趨勢是向著更便攜，外觀更時尚，耗電量更

19、小，玩法更多樣化的方向發(fā)展。任天堂20年來一直作為掌機(jī)方面的領(lǐng)頭羊，其發(fā)展動向一直是業(yè)界關(guān)注的焦點。</p><p><b>　　產(chǎn)品測繪：</b></p><p>　　1. 產(chǎn)品原型：如圖所示</p><p>　　2、繪制測繪草圖：根據(jù)測量繪制測繪草圖如下：</p><p>　　產(chǎn)品裝配測繪圖（測總體尺寸）</p

20、><p><b>　　上部外殼</b></p><p><b>　　上部內(nèi)殼</b></p><p><b>　　下部外殼</b></p><p><b>　　下部內(nèi)殼</b></p><p>　　三、NDSL造型設(shè)計</p>

21、;<p>　　NDSL三維造型設(shè)計軟件：用Pro/E Wildfire2.0；二維工程圖用Pro/E Wildfire2.0與AutoCAD軟件共同完成。</p><p>　　首先進(jìn)行NDSL主體輪廓設(shè)計，然后依據(jù)這主體輪廓進(jìn)行各個零件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后進(jìn)行裝配，并繪制二維工程圖。</p><p><b>　?。ǘ┲黧w輪廓設(shè)計</b></p&g

22、t;<p>　　1.NDSL的主體輪廓設(shè)計</p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個零件，取名 ndsl</p><p><b>　　拉伸深度21.5</b></p><p><b>　　到圓角，半徑為5</b></p><p><b>　　繪制LOGO<

23、;/b></p><p><b>　?。ǘ┝慵屑?xì)設(shè)計</b></p><p><b>　　2、上部外殼的設(shè)計</b></p><p><b>　　具體步驟如下</b></p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個零件，取名 111 </p>

24、<p>　　(1)．繪制上部外殼三維實體</p><p>　　選取拉伸，草繪輪廓，如下圖</p><p>　　繪制好后勾取退出草繪，進(jìn)入零件拉伸階段，兩側(cè)對稱拉伸，厚度2，如圖</p><p>　　點擊勾取按鈕完成底板三維實體拉伸，得實體如 圖</p><p><b>　　繪制LOGO</b></p>

25、;<p><b>　　拉伸邊框，深度7</b></p><p><b>　　倒圓角</b></p><p><b>　　繪制中軸處</b></p><p>　　繪制轉(zhuǎn)軸部分，最后上部外殼成圖：</p><p><b>　　3、上部內(nèi)殼的設(shè)計</b&

26、gt;</p><p><b>　　具體步驟如下</b></p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個零件，取名 222 </p><p><b>　　深度2</b></p><p><b>　　倒圓角</b></p><p><b&g

27、t;　　得：</b></p><p><b>　　拉伸出邊框</b></p><p><b>　　到圓角</b></p><p><b>　　拉伸，草繪</b></p><p><b>　　去料，深度2</b></p><p

28、><b>　　拉伸，草繪</b></p><p><b>　　去料，深度2</b></p><p><b>　　拉伸，草繪</b></p><p>　　兩側(cè)對稱拉伸，厚度103</p><p><b>　　繪制中軸轉(zhuǎn)軸處</b></p>

29、<p><b>　　4、下部外殼的設(shè)計</b></p><p><b>　　具體步驟如下</b></p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個零件，取名 333 </p><p><b>　　拉伸，放置，定義</b></p><p><b>　

30、　5、下部內(nèi)殼的設(shè)計</b></p><p><b>　　具體步驟如下</b></p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個零件，取名 444 </p><p><b>　　倒圓角</b></p><p>　　同樣的方法做出另一邊</p><p>&l

31、t;b>　?。ㄈ┊a(chǎn)品裝配圖</b></p><p><b>　　1、裝配圖</b></p><p>　　打開PRO/E野火2.0 ，新建一個組件—設(shè)計，取名 zhuangpei</p><p>　　調(diào)入各個零件，對其進(jìn)行匹配對齊等操作，最終效果如下圖</p><p>　　加工件數(shù)控加工工藝分析：<

32、;/p><p>　　1、選定毛坯：尺寸、材質(zhì)：毛坯材料為45#鋼，尺寸為50X80X150，周邊加工到位。</p><p>　　2、選取數(shù)控加工機(jī)床型號：</p><p>　　選取大連機(jī)床XD-40A立式數(shù)控銑床為加工機(jī)床。其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　主軸最高轉(zhuǎn)速(r/min) 　　　　　　　　　　　　 8000</p&g

33、t;<p>　　X、Y、Z向切削進(jìn)給速度(mm/min) 　　　　　　　1—10000　</p><p>　　X、Y、Z向快速進(jìn)給速度(m/min)　　　　　　　 24、24、24</p><p>　　主軸功率(kW)　　　　　　　　　　　　　　　 　7.5</p><p>　　主軸錐孔　　　　　　　　　　　　　　　　　 　NO.40　 主軸

34、前支承直徑(mm)　　　　　　　　　　　 　　Φ70</p><p><b>　　3、刀路規(guī)劃</b></p><p>　?。?）粗加工，留余量0.3mm。粗加工盡量選用大刀，由于曲面外輪廓與內(nèi)輪廓間的距離為18mm，故選用Φ14的牛鼻刀采用曲面挖槽粗加工方式。</p><p>　　（2）半精加工，留余量0.1mm。選用Φ8的球刀采用曲面淺平精

35、加工方式。</p><p>　?。?）用Φ6的球刀采用曲面淺平精加工方式精加工表面，余量0。</p><p>　?。?）用Φ6的球刀采用曲面殘余清角精加工方式清角。</p><p>　?。?）用Φ9.8的鉆頭鉆三孔。</p><p>　?。?）用Φ10機(jī)鉸刀鉸三孔。</p><p>　　4、擇刀具材質(zhì)和規(guī)格：加工零件的

36、材質(zhì)為鋁合金，較軟，故選用高速鋼刀具，Φ14、Φ8、Φ6均用兩刃銑刀。</p><p>　　（二）、計算切削用量：用查表法確定切削用量</p><p>　　查《機(jī)械加工工藝手冊》第一卷第9章，高速鋼銑削鋁合金切削速度v=180～300m/min，精加工取180 m/min，粗加工取v=180x70%=126 m/min，Φ14的銑刀每齒切削量取Sz=0.1（mm/齒）。Φ8、Φ6的每齒切削

37、量取Sz=0.075（mm/齒），精加工每齒切削量取Sz=0.075x0.8=0.06（mm/齒）。</p><p>　　查《機(jī)械加工工藝手冊》第二卷第10章，取高速鋼鉆頭加工鋁合金v= 105m/min，f=0.25 mm/r。鉸孔v=49m/min， f=0.2 mm/r</p><p>　　下面進(jìn)行切削用量計算</p><p>　　粗加工，Φ14高速鋼銑刀：&

38、lt;/p><p>　　n=1000V/πd=1000X126/3.14x14=2866( r/min)。</p><p>　　取n=3000 r/min。</p><p>　　進(jìn)給量f=齒數(shù)x每齒切削量=2x0.1=0.2（mm/r）=0.2x2800=560（mm/min)；</p><p>　　半精加工，Φ8高速鋼銑刀：</p>

39、<p>　　n=1000V/πd=1000X180/3.14x8=7165( r/min)。</p><p>　　考慮機(jī)床最高轉(zhuǎn)數(shù)為8000 r/min及機(jī)床的剛度，取n=6000 r/min</p><p>　　進(jìn)給量f=齒數(shù)x每齒切削量=2x0.06=0.12（mm/r）=0.12x6000=720（mm/min)；</p><p>　　精加工，Φ

40、6高速鋼銑刀：</p><p>　　取n=6000 r/min，進(jìn)給量f=720（mm/min)；</p><p>　　鉆三孔：Φ9.8的鉆頭</p><p>　　n=1000V/πd=1000X105/3.14x9.8=3142 r/min,</p><p>　　取n=3000 r/min，進(jìn)給量f=0.25 mm/r=0.25 x3000

41、=750（mm/min)；</p><p>　　鉸三孔，Φ10的鉸刀</p><p>　　n=1000V/πd=1000X49/3.14x10=1560 r/min,</p><p>　　取n=1500 r/min，進(jìn)給量f=0.2 mm/r=0.25 x1500=375（mm/min)；</p><p>　?。ㄈ┨顚憯?shù)控加工工藝卡片<

42、;/p><p><b>　　如下圖：</b></p><p><b>　　數(shù)控加工工藝卡片</b></p><p>　?。ㄋ模┯糜嬎銠C(jī)輔助制造（CAM）軟件進(jìn)行數(shù)控編程。</p><p>　　本設(shè)計用MasterCAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程，下面是編程步驟：</p><p>　　從pr

43、o/E中把底板凸模存為DIBAN.IGS,打開MasterCAM軟件，調(diào)入DIBAN.IGS, 用邊界合設(shè)定毛坯，用邊界盒。</p><p>　　采用曲面挖槽粗加工方式粗加工曲面輪廓，留余量0.3mm。</p><p>　　(1)選擇曲面挖槽粗加工，在主功能表中選擇“T刀具路徑 U曲面加工——R粗加工 k 挖槽粗加工”；</p><p>　?。?）選取加工

44、曲面，在曲面菜單選取“所有的”點擊”U曲面”，選擇“所有曲面”，“D執(zhí)行”，完成曲面選擇。</p><p>　?。?）選取加工刀具，設(shè)置刀具參數(shù)。</p><p>　?、傧到y(tǒng)打開曲面粗加工一挖槽加工對話框“刀具參數(shù)”選項卡。在刀具列表框中點擊右鍵，將所需用的刀具從刀具庫中調(diào)入，包括有1號刀具Φ14的牛鼻刀，2號刀具Φ8的球頭刀，3號刀具的Φ6球頭刀。Φ9.8的鉆頭鉆，Φ10機(jī)鉸刀。<

45、/p><p>　?、谠诘毒吡斜碇羞x取1號刀具，設(shè)定刀具參數(shù)如上圖。</p><p>　　（4）單擊曲面加工參數(shù)標(biāo)簽，按下圖設(shè)計曲面加工參數(shù)；</p><p>　?。?）單擊挖槽粗加工參數(shù)標(biāo)簽，按下圖設(shè)計曲面加工參數(shù)；</p><p>　　(6)生成刀具路徑：進(jìn)行完所有參數(shù)的設(shè)置后，單擊對話框中的“確定”按鈕，系統(tǒng)即可按選擇的加工曲面和刀具及設(shè)置的

46、參數(shù)計算出刀具路徑。將視圖設(shè)置為等角視圖，生成的粗加工刀具路徑如圖所示。</p><p><b>　?。?）校驗結(jié)果</b></p><p>　　3、采用曲面淺平精加工方式半精加工曲面，留余量0.1mm。</p><p><b>　?。?）。。。</b></p><p><b>　?。?）

47、。。。</b></p><p>　?。?）。。。。（如前面第2步，一一把自己變成的過程寫下，本范例不再書寫，同學(xué)們應(yīng)寫出）</p><p><b>　　4、</b></p><p><b>　　5、</b></p><p><b>　　6、鉸三孔</b></p

48、><p>　　7、校驗最終結(jié)果，如下圖</p><p>　　8、后處理，生成NC文件,并根據(jù)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)情況進(jìn)行修改，把修改后文件存盤，到數(shù)控仿真系統(tǒng)仿真無誤后即可輸出到機(jī)床加工。</p><p>　　本設(shè)計粗加工的NC文件如下：</p><p><b>　　O0000</b></p><p>　　(

49、PROGRAM NAME - T)</p><p>　　(DATE=DD-MM-YY - 20-10-09 TIME=HH:MM - 20:05)</p><p><b>　　N100G21</b></p><p>　　N102G0G17G40G49G80G90</p><p>　　( 10. FLAT ENDMILL

50、TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.)</p><p><b>　　N104T1M6</b></p><p>　　N106G0G90X-23.5Y-30.998A0.S1909M3</p><p>　　N108G43H1Z50.</p><p><b>　　N11

51、0Z10.</b></p><p>　　N112G1Z-1.F3.6</p><p>　　N114X18.5F381.8</p><p>　　N116G3Y-24.11R3.444</p><p>　　N1358G3X3.805Y15.518R10.25</p><p>　　N1360G1X-3.805&l

52、t;/p><p>　　N1362G2X-.045Y16.25R10.25</p><p>　　N1364G1X.045</p><p>　　N1366G0Z50.</p><p>　　N1368X10.5Y6.</p><p><b>　　N1370Z10.</b></p><p&

53、gt;　　N1372G1Z-2.F3.6</p><p>　　N1374G3X-10.5R10.5F1000.</p><p>　　N1376X10.5R10.5</p><p>　　N1378G1Z-4.F3.6</p><p>　　N1380G3X-10.5R10.5F1000.</p><p>　　N1382X1

54、0.5R10.5</p><p>　　N1384G1Z-5.F3.6</p><p>　　N1386G3X-10.5R10.5F1000.</p><p>　　N1388X10.5R10.5</p><p>　　N1390G0Z50.</p><p><b>　　N1392M5</b></p

55、><p>　　N1394G91G28Z0.</p><p>　　N1396G28X0.Y0.A0.</p><p><b>　　N1398M30</b></p><p><b>　　七　結(jié)論</b></p><p>　　時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間，三年豐富多彩的大學(xué)生活就快要結(jié)束了。回

56、想起大一，大二的月歲，如同生長，開花的季節(jié)，大三的畢業(yè)設(shè)計便是衡量收獲季節(jié)時豐獲與否的最好標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計是教與學(xué)的一個必經(jīng)階段，也是充實與提高的最后沖刺。</p><p>　　有過經(jīng)驗的師兄師姐們曾說過：只要認(rèn)真做設(shè)計，你會感覺到在這短短的一個多月時間里學(xué)到的東西，似乎比平時所有的時間里學(xué)到的還要多。</p><p>　　于是，我在做設(shè)計前就明確的告訴自己說：設(shè)計是一座通向工作實踐的

57、橋梁，它既然那么重要那么有效，自己務(wù)必要不怕苦不怕累，務(wù)必要認(rèn)真的去面對，一步一步去把它做好。</p><p>　　在做好設(shè)計的過程中，每一天我總嚴(yán)格要求自己按時起床，一步一步去落實好自己定下的計劃。遇到困難了，千萬百計去把它克服。累了，告訴自己，咬咬牙是總會過去的。因為深知道，做什么事情都要有恒心。不論做什么事情，只要持之以恒，滴水也會有穿石的一天，否則，會一事無成的。</p><p>

58、　　直到今天，終于做完成設(shè)計了，想想曾經(jīng)師兄師姐們說過的話，如今，親身體會了，確實有那樣的感覺呵！</p><p>　　站在即將給大學(xué)生活劃上句號的終點上，回首過去，有種說不出的感覺涌上心頭：</p><p><b>　　獨上高樓望盡天涯路</b></p><p><b>　　衣帶漸寬張不悔</b></p>

59、<p><b>　　為伊消得人憔悴</b></p><p>　　要爬涉，不管多少次；要追求，無論多少回。求知的心，學(xué)子的情！</p><p><b>　　八 謝辭</b></p><p>　　在設(shè)計中，和同學(xué)們一起團(tuán)結(jié)合作相互幫助，還有所用到資料的編者們，特別是指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，才能使我順利完成設(shè)計，在此，謹(jǐn)對

60、他們表示衷心的感謝。</p><p><b>　　九　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　１．郭紀(jì)林　　主編　Pro-E基礎(chǔ)教程　　　　　　　　　人民郵電出版社</p><p>　?。玻绶颉　≈骶帯asterCAM V9.0中文版教程　　　人民郵電出版社</p><p>　　３． 林清安　主編 Pro-E２００

61、１零件設(shè)計（下）　　機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　4． 孟少農(nóng) 主編 機(jī)械加工工藝手冊 第一卷 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　5． 孟少農(nóng) 主編 機(jī)械加工工藝手冊 第二卷 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6．谷育紅 主編 數(shù)控銑削加工技術(shù) 北京理工科技大學(xué)出版社</p>