論文-數(shù)控銑床編程實(shí)例分析一典型型腔類塑件模具的設(shè)計(jì)

更多相關(guān)文檔資源請(qǐng)?jiān)L問(wèn)HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD設(shè)計(jì)文件以及仿真建模文件，資料請(qǐng)聯(lián)系68661508索要一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容典型型腔類塑件的測(cè)繪，三維造型，對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)塑件的模具，用仿真軟件進(jìn)行加工，自動(dòng)生成加工程序。手工編制模具的加工程序，用XH713A立式加工中心進(jìn)行加工，對(duì)手工編制的程序和自動(dòng)生成的程序進(jìn)行比較，對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)編程和加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出解決方案。二、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù)1零件的類型型腔類2零件的尺寸精度要求IT7。3零件的材料45、40CR。4塑件的粗糙度要求內(nèi)表面08，外表面04。5CAD/CAM軟件MASTERCAM、PRO/E。6加工機(jī)床XH713A立式加工中心。7其它要求符合設(shè)計(jì)、加工規(guī)范。三、技術(shù)要求1采用MASTERCAM、PRO/E軟件對(duì)零件進(jìn)行三維造型。2采用MASTERCAM軟件進(jìn)行仿真加工3進(jìn)行手工編程，并與自動(dòng)編程結(jié)果進(jìn)行比較4采用XH713A立式加工中心進(jìn)行加工5編寫(xiě)數(shù)控加工中心操作須知。四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求1塑件測(cè)繪圖1張A2圖2模具零件圖（部分）折合為3張A2圖3塑件三維造型PRO/E、MASTERCAM軟件各一個(gè)（電子文檔）4模具三維造型PRO/E、MASTERCAM軟件各兩個(gè)（電子文檔）5MASTERCAM仿真加工（電子文檔）6數(shù)控加工自動(dòng)程序（電子文檔）7數(shù)控加工手工程序1套8數(shù)控加工操作須知1份9數(shù)控加工模具型腔零件1套10模具中某個(gè)零件加工工藝過(guò)程卡及工序卡1套11畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份五畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工作內(nèi)容備注331413畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集資料，整理實(shí)習(xí)報(bào)告。414427擬定設(shè)計(jì)方案，零件測(cè)繪，熟悉軟件。428530三維造型、工藝分析、數(shù)控編程、仿真加工、建立工藝數(shù)據(jù)庫(kù)等。61615編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、機(jī)床操作說(shuō)明書(shū)616622畢業(yè)設(shè)計(jì)資料審閱、修改。623627分小組答辯。六主要參考文獻(xiàn)廖衛(wèi)獻(xiàn)數(shù)控銑床及加工中心自動(dòng)編程國(guó)防工業(yè)出版社，20022卓迪仕數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用國(guó)防工業(yè)出版社,19973王睿、鄭聯(lián)語(yǔ)MASTERCAM80基礎(chǔ)教程人民郵電出版社,200164王俊祥、黃圣杰PRO/NC三軸銑床加工秘籍北京機(jī)械工業(yè)出版社,200215嚴(yán)烈MASTERCAM8模具設(shè)計(jì)教程冶金工業(yè)出版社,2000126林朝平基于數(shù)控加工的工藝分析模具工業(yè)，20021048507顧躍東，吳曉慧數(shù)控編程常見(jiàn)工藝問(wèn)題剖析及解決方法現(xiàn)代機(jī)械，20021050518王維數(shù)控加工工藝及編程北京機(jī)械工業(yè)出版社，20019方沂數(shù)控機(jī)床編程與操作北京機(jī)械工業(yè)出版社，199910史祥模具CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用北京機(jī)械工業(yè)出版社，200111BEIJINGFANUCOIMA系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)北京北京FANUC服務(wù)中心，199512朱曉春，吳祥，任皓數(shù)控技術(shù)北京機(jī)械工業(yè)出版社，200113SMANSOURAUTOMATICGENERATIONOFPARTPROGRAMSFORMILLINGSCULPTUREDSURFACESJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY,VOL127P3139,200214TODDJSCHUETTARECIPEFORSUCCESSFULHIGHSPEEDMILLINGQUARTERTECHNICALPAPERS/4THQUARTER,2002七、其他1查閱相關(guān)文獻(xiàn)十篇以上,含兩篇外文文獻(xiàn)。2熟練運(yùn)用PRO/E、MASTERCAM軟件進(jìn)行三維造型3熟悉FANUCXH713A立式加工中心的操作4了解特種加工方法原理，熟悉數(shù)控線切割、電火花加工機(jī)床的操作方法5熟悉模具設(shè)計(jì)制造的一般工藝過(guò)程。摘要針對(duì)一典型型腔類塑件模具的設(shè)計(jì)加工，運(yùn)用該類塑件模具的設(shè)計(jì)理論和數(shù)控加工工藝知識(shí)，對(duì)模具的設(shè)計(jì)過(guò)程和加工過(guò)程進(jìn)行分析。用三維軟件PRO/E和MASTERCAM可以很方便的進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和加工。三維軟件PRO/E由于采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，在造型上比MASTERCAM方便，而三維軟件MASTERCAM進(jìn)行仿真加工則很簡(jiǎn)便靈活,在加工上更具優(yōu)勢(shì)。用二維軟件AUTOCAD可以簡(jiǎn)化手工編程。通過(guò)合理的工藝分析，并根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定合理的加工路徑，可以防止加工過(guò)程中的過(guò)切、少切等現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)加工結(jié)果的優(yōu)化。關(guān)鍵詞數(shù)控編程數(shù)控加工工藝分析仿真ABSTRACTAIMATTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFATOPICSOCKETMOLDOFAPLASTICPARTANALYSISTHEDESIGNANDMANUFACTUREPROCESSOFTHEMOLDACCORDINGTOTHEDESIGNTHEORYANDNUMERICALCONTROLMANUFACTURETHEORYOFTHISKINDPLASTICUSINGTHREEDIMENSIONALSOFTWAREPRO/E、MASTERCAMCANEASILYDESIGNANDMANUFACTURETHEMOLDASPRO/EISUSINGPARAMETERDESIGN,ITISMUCHEASIERINDESIGNTHANMASTERCAM,USINGMASTERCAMSOFTWARETOEMULATIONTHEMANUFACTUREPROCESSISVERYEASY,ITISMUCHBETTERINMANUFACTUREUSINGTWODIMENSIONALSOFTWAREAUTOCADCANHELPHANDPROGRAMMINGBYREASONABLETECHNOLOGICALANALYSIS,MAKINGREASONABLEMANUFACTUREPATHACCORDINGTOTHESTRUCTUREOFTHEMOLD,CANPREVENTOVERCUTTING,LESSCUTTINGANDSOON,GETBETTERMANUFACTURERESULTSKEYWORDSNCPROGRAMMINGNCPROCESSINGTECHNOLOGICALANALYSISSIMULATION0引言21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中以機(jī)械制造技術(shù)為先導(dǎo)的先進(jìn)制造技術(shù)正在以前所未有的速度向前發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)顯示出對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用而被世界發(fā)達(dá)國(guó)家列為重點(diǎn)支持和發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，并把它和制造科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)一起列為當(dāng)今四大支柱科學(xué)。在制造科學(xué)中數(shù)控加工有占有舉足輕重的地位，它已在我國(guó)144個(gè)機(jī)械制造行業(yè)中使用。它作為人類把自然界的資源轉(zhuǎn)化為社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的一門(mén)綜合性生產(chǎn)技術(shù)，人們認(rèn)識(shí)到其水平的高低，不僅直接關(guān)系生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率的高低、產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，而且直接反映的制造加工領(lǐng)域的科技水平。數(shù)控加工的一個(gè)重要運(yùn)用就是模具的生產(chǎn)。由于模具的精度要求很高，傳統(tǒng)的手工加工以很難適應(yīng)模具制造業(yè)的發(fā)展。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平在不斷的提高，消費(fèi)觀念的也在不斷的改變，對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高。人們的追求已不僅僅是質(zhì)量的好壞，外型的美觀也越來(lái)越多的被人們重視。人們的這種觀念在很大程度上提高對(duì)加工制造業(yè)的要求，呼喚著先進(jìn)制造工業(yè)的發(fā)展。數(shù)控加工作為先進(jìn)制造工業(yè)的一個(gè)重要支柱，其迅速的發(fā)展與普及已成為必然的趨勢(shì)。然而目前，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大一段差距。根據(jù)資料顯示，目前，我國(guó)數(shù)控技術(shù)人才緊缺50萬(wàn)，加入WTO以后，我國(guó)的制造業(yè)將與國(guó)際接軌，傳統(tǒng)的制造工業(yè)技術(shù)將不能適應(yīng)新形式下制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，我們必須大力發(fā)展新興制造工業(yè)。數(shù)控加工最突出的優(yōu)點(diǎn)是零件加工尺寸的一致性好，易于控制中間公差，從而使加工部件及整機(jī)的質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于其高精度、高自動(dòng)化、智能化，以及在加工復(fù)雜形狀零件時(shí)所體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)越性，使其在現(xiàn)代加工制造體系中占據(jù)了重要地位，因此數(shù)控技術(shù)的發(fā)展將極大推動(dòng)加工制造業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床加工程序的編制，是保證數(shù)控加工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，對(duì)于數(shù)控加工編程的研究有其很大的現(xiàn)實(shí)意義。由于先進(jìn)三維造型軟件和數(shù)控加工仿真軟件的出現(xiàn)，大大方便了工程人員進(jìn)行數(shù)控加工。結(jié)合三維造型進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和仿真加工，可以為加工提供很多參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的優(yōu)化?，F(xiàn)代數(shù)控加工，可以方便的通過(guò)仿真加工自動(dòng)生成加工程序，然后將程序輸入數(shù)控機(jī)床，這樣就可以免去了工程人員很多復(fù)雜煩瑣的編程工作。自動(dòng)生成的加工程序，由于是完全按照零件的輪廓軌跡來(lái)確定刀具的走刀路徑的，而且由于計(jì)算機(jī)的輔助，使得刀具路徑點(diǎn)的坐標(biāo)與零件輪廓上各點(diǎn)的坐標(biāo)非常吻合，其加工的精度非常高。這是傳統(tǒng)手工加工所無(wú)法比擬的。計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的這種優(yōu)勢(shì)，在加工復(fù)雜形狀零件時(shí)更為突出，它可以幫助工程人員完成很多通過(guò)手工編程無(wú)法完成的工作。手工編程作為一種融合了工程人員設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)理念的編程手段，在加工簡(jiǎn)單、規(guī)則零件時(shí)，也有其獨(dú)特的優(yōu)越性。由于機(jī)械制造業(yè)日趨走向標(biāo)準(zhǔn)化，在加工一些具有標(biāo)準(zhǔn)特征的零件時(shí)，它能讓工程人員，據(jù)零件的具體形狀，更加合理的安排加工工藝，從而能夠提高生產(chǎn)效率，節(jié)省加工成本。由于自動(dòng)編程和手工編程在實(shí)際生產(chǎn)中各有其優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)零件的大小、形狀以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度合理的選擇編程方法，對(duì)于現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)過(guò)程有很大的意義。為了盡量減少編程和加工過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤而對(duì)自動(dòng)編程和手工編程的進(jìn)行研究，有很大的必要性，它能夠幫助工程人員實(shí)現(xiàn)加工結(jié)果的優(yōu)化。本文研究了一典型型腔類塑件模具的設(shè)計(jì)，仿真加工自動(dòng)生成加工程序和手工編程加工的全過(guò)程。首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪，并對(duì)測(cè)繪的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)對(duì)塑件進(jìn)行三維造型，設(shè)計(jì)塑件的模具，并進(jìn)行塑件模具的三維造型。對(duì)模具進(jìn)行工藝分析，然后根據(jù)三維造型進(jìn)行仿真加工，自動(dòng)生成加工程序。進(jìn)行手工編程，并在FANUCXH713A立式加工中心進(jìn)行加工。結(jié)合這一過(guò)程，闡述了一些基于數(shù)控加工工藝原則，提出了一種利用AUTOCAD進(jìn)行輔助編程的簡(jiǎn)易手工編程方法，并對(duì)加工中出現(xiàn)的過(guò)切、少切、意外碰刀等問(wèn)題提出了一些解決方案。希望這些方法能給從事數(shù)控編程加工的工作人員提高一些幫助。1總體設(shè)計(jì)方案本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)典型型腔類零件三維造型、數(shù)控編程以及工藝數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行研究。要進(jìn)行零件的三維造型，必須先對(duì)零件進(jìn)行測(cè)繪，畫(huà)出零件的零件的工程圖，然后根據(jù)工程圖進(jìn)行零件的三維造型，再將零件的三維造型轉(zhuǎn)化為模具型腔的三維造型，然后進(jìn)行仿真加工，并生成G代碼程序。進(jìn)行手工編程，在加工中心進(jìn)行加工，并與軟件自動(dòng)編程的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。完成這一切后，就進(jìn)行加工。加工時(shí)，要根據(jù)模具型腔的材料、大小、精度要求等，建立加工中常用刀具的切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，覆蓋整個(gè)加工過(guò)程。對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行分析，編寫(xiě)數(shù)控銑床的操作須知，包括操作要領(lǐng)，操作規(guī)范，以及常用疑難問(wèn)題解決方案等內(nèi)容。11型腔類零件的特點(diǎn)型腔類零件主要是由一些平面，島嶼和凹槽組成，一般曲面較少，手工編程很方便。本課題選擇是一個(gè)塑料插座模具，以它作為研究對(duì)象，進(jìn)行工藝分析，編程，加工以及對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行分析。在編程加工前，要充分結(jié)合型腔類零件的特點(diǎn)以及加工機(jī)床的加工能力來(lái)設(shè)計(jì)合理的模具。這樣，才能保證加工的可行性。12設(shè)計(jì)加工工具的選擇進(jìn)行模具設(shè)計(jì)加工，首先要對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪，然后要進(jìn)行三維造型，仿真加工。這一切都是依靠CAD/CAM軟件來(lái)進(jìn)行的。目前，較為流行的CAD/CAM軟件有UG、MASTERCAM、PRO/E、AUTOCAD等。AUTOCAD是一種先進(jìn)的二維軟件，在繪制工程圖時(shí)很方便。PRO/E是美國(guó)PTC公司著名的CAD/CAM3D設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由于參數(shù)化設(shè)計(jì)可以隨時(shí)通過(guò)修改參數(shù)來(lái)改變?cè)O(shè)計(jì)，自1998年問(wèn)世以來(lái)，已逐漸成為當(dāng)今世界最普及的CAD/CAM3D系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，受到廣泛應(yīng)用。MASTERCAM并沒(méi)有采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，在進(jìn)行造型時(shí)，不象PRO/E那樣方便，但它在進(jìn)行時(shí)，可以方便的根據(jù)零件的工藝要求選擇各種切削用量，定義刀具的路徑，而且簡(jiǎn)單，易操作，故其在加工上更具優(yōu)勢(shì)。根據(jù)以上分析，我們主要選擇PRO/E軟件進(jìn)行三維造型，采用MASTERCAM軟件進(jìn)行仿真加工，這樣可以綜合利用兩者的長(zhǎng)處。進(jìn)行加工時(shí)，采用的FANUCXH713A立式加工中心，它可以很方便的實(shí)現(xiàn)編程加工，而且該機(jī)床比一般的普通數(shù)控銑床更易操作，更有利于進(jìn)行編程。2塑件及其模具的造型與設(shè)計(jì)21塑件的測(cè)繪與造型塑件為塑料插座，材料為ABS，用游標(biāo)卡尺對(duì)零件進(jìn)行測(cè)繪。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我們所取的塑件是模具生產(chǎn)出來(lái)的千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)塑件中的一個(gè)，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的變形，因此對(duì)該零件的測(cè)量數(shù)值需要進(jìn)行分析處理。如對(duì)塑件較大尺寸誤差的進(jìn)行修正，對(duì)相同形狀處所測(cè)不同尺寸的取均值進(jìn)行圓整，然后繪出零件的測(cè)繪草圖。（見(jiàn)附件）。零件測(cè)繪草圖出來(lái)以后，應(yīng)該根據(jù)零件的測(cè)繪圖，對(duì)零件的進(jìn)行三維造型。三維造型可以選用PRO/E或MASTERCAM軟件，三維造型的所有參數(shù)必須嚴(yán)格與測(cè)繪的數(shù)據(jù)一致。塑件的三維造型如圖圖21圖2222塑件模具的設(shè)計(jì)與造型1）塑件尺寸精度塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成型工藝的特點(diǎn)。由于該塑件是作為日常生活用具，要求其外表面光滑，既不會(huì)在使用過(guò)程中對(duì)人造成傷害，還要必須考慮其外形的美觀。因此需要光滑的外表面的精度取高一點(diǎn)，為6級(jí)精度，無(wú)具體要求的內(nèi)表面選用5級(jí)精度。2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性從塑件的測(cè)繪圖和三維造型可以看出塑件外部的結(jié)構(gòu)形狀比較規(guī)則，除有幾個(gè)小錐度圓臺(tái)外，其他都是平面，幾乎沒(méi)有復(fù)雜曲面，但塑件有很多薄的加強(qiáng)筋。3）拔模斜度由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件緊緊地包住模具型芯、型腔中突出的部分，為了使塑件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證塑件的內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。由于目前還沒(méi)有比較精確的脫模斜度計(jì)算公式，在選擇脫模斜度時(shí)，主要還是參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)ABS材料的性質(zhì)在設(shè)計(jì)中選用25的拔模斜度。4）分模零件材料為ABS，其收縮率為0，取其平均收縮率為計(jì)算，設(shè)計(jì)模具型腔。取塑件內(nèi)表面為分型面，設(shè)計(jì)的模具型腔如下圖圖23圖24從加工角度分析，由于塑件有很多寬度為1MM的加強(qiáng)筋，分模后B圖中出現(xiàn)了寬1MM的深槽。由于刀具直徑大小的限制，這樣的狹槽在加工中心上無(wú)法進(jìn)行加工，故需對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。我們可以把圖24中的槽內(nèi)的孤島設(shè)計(jì)成鑲塊，并在槽內(nèi)鉆孔，模具加工好后把鑲塊鑲在槽內(nèi)鑲塊形狀如下圖圖25這樣，圖24可以設(shè)計(jì)成如下圖圖26這樣，塑件的兩個(gè)模具型腔都可以進(jìn)行數(shù)控加工了。3塑件模具的仿真加工31仿真加工以圖26的模具加工為例首先打開(kāi)MASTERCAM，進(jìn)入主菜單，選擇TOOLPATHS,JOBSETUP,進(jìn)行毛坯設(shè)置。根據(jù)零件形狀，設(shè)置10010025的長(zhǎng)方形毛坯。如圖圖31毛坯定義好后，就可以進(jìn)行加工了。仿真加工需認(rèn)真設(shè)定銑削加工切削參數(shù)，主要包括SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速，F(xiàn)EEDRATEX、Y向進(jìn)給，PLUNGE（Z向進(jìn)給），RETRACT返回，F(xiàn)EEDPLANE進(jìn)給平面,DEPTH（切削深度），STEPOVER（切削間距）CUTTINGMETHOD（切削方法），MAXROUGHSTEP粗加工切削量，F(xiàn)INISHCUTS精加工切削次數(shù)，F(xiàn)INISHSTEP精加工切削量1）銑平面選擇FACE命令，然后選擇一個(gè)窗口，將毛坯包括在內(nèi)，則出現(xiàn)FACE命令對(duì)話如下圖圖32可以通過(guò)單擊TOOLPARAMETERS和FACINGPARAMETERS進(jìn)行操作界面的切換。圖33圖34以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑10DEPTH（切削深度）00SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速1500STEPOVER（切削間距）75刀具直徑FEEDRATEX、Y向進(jìn)給150CUTTINGMETHOD（切削方法）ZIGZAGPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量20RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)1FINISHSTEP精加工切削量05定義完后，點(diǎn)擊OK，則系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行加工，生成刀具路徑。點(diǎn)擊OPERATION命令，會(huì)出現(xiàn)如下圖對(duì)話框圖35選中模型樹(shù)中的FACING選項(xiàng)，點(diǎn)擊VERIFY,則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行加工仿真。其加工結(jié)果如下圖圖36在完成加工以后，要得到CNC控制器可以解讀的NC碼需進(jìn)行后處理。在操作管理器中單擊POST按鈕，可以自動(dòng)生成加工程序。程序如下O0000N100G21G21表示公制單位N102G0G17G40G49G80G90TOOL1DIAOFF1LEN1DIA10N104T1M6選擇一號(hào)刀具N106G0G90G54X61Y49998A0S1500M3轉(zhuǎn)速1500主軸正轉(zhuǎn)N108G43H1Z50選擇一號(hào)刀補(bǔ)N110Z15N112G1Z35F100直線插補(bǔ)F100N114X56F100N370G0Z50加工完畢,快速返回Z50N372M5程序結(jié)束N374G91G28Z0返回參考點(diǎn)N376G28X0Y0A0N378M302）銑中間凸臺(tái)選擇POCKET命令。選ENDMILL（平銑刀）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑10DEPTH（切削深度）66SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速1500STEPOVER（切削間距）75刀具直徑FEEDRATEX、Y向進(jìn)給150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量20RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)10FINISHSTEP精加工切削量05定義好參數(shù)后，就可以進(jìn)行加工模擬，其加工結(jié)果如下圖圖373）銑凹槽選擇POCKET命令，選擇ENDMILL（平銑刀）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑4DEPTH（切削深度）66SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速1500STEPOVER（切削間距）75刀具直徑FEEDRATEX、Y向進(jìn)給150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)10FINISHSTEP精加工切削量05圖384）銑筋槽選擇COUTER命令，選擇ENDMILL（平銑刀）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑2DEPTH（切削深度）25SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速1500STEPOVER（切削間距）FEEDRATEX、Y向進(jìn)給150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)10FINISHSTEP精加工切削量05定義好參數(shù)后，就可以進(jìn)行加工模擬，其加工結(jié)果如下圖圖395）鉆孔選擇DRILL命令，選擇DRILL（鉆頭）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑4DEPTH（切削深度）126SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速3500STEPOVER（切削間距）FEEDRATEX、Y向進(jìn)給50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)10FINISHSTEP精加工切削量05定義好參數(shù)后，就可以進(jìn)行加工模擬，其加工結(jié)果如下圖圖3106）銑斜孔1選擇POCKET命令，選擇ENDMILL平銑刀）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑4DEPTH（切削深度）126SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速3500STEPOVER（切削間距）FEEDRATEX、Y向進(jìn)給50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量01RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)2FINISHSTEP精加工切削量005定義好參數(shù)后，就可以進(jìn)行加工模擬，其加工結(jié)果如下圖圖3117）銑斜孔2選擇POCKET命令，選擇ENDMILL平銑刀）以零件上表面為XY平面，各主要參數(shù)如下TOOLDIA刀具直徑2DEPTH（切削深度）126SPINDLE主軸轉(zhuǎn)速3500STEPOVER（切削間距）FEEDRATEX、Y向進(jìn)給50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向進(jìn)給）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量01RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次數(shù)20FINISHSTEP精加工切削量005定義好參數(shù)后，就可以進(jìn)行加工模擬，其加工結(jié)果如下圖圖312至此，模具型腔一的一面已經(jīng)加工完成，下面進(jìn)行澆注口的加工，需重新裝夾，在仿真加工中，需重新定義毛坯，其過(guò)程同上。其加工結(jié)果如下圖圖313模具型腔二的加工過(guò)程與模具型腔一的加工過(guò)程基本相同，這里不再贅述，其加工結(jié)果如下圖圖314使用MASTERCAM進(jìn)行自動(dòng)加工，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)零件形狀,自動(dòng)計(jì)算刀具的軌跡點(diǎn)。在定義刀具路徑時(shí)，應(yīng)該根據(jù)零件的外形，選擇合理的刀具路徑。在仿真加工時(shí)，即使其他參數(shù)完全一致，如果走刀方式不同，也會(huì)使加工結(jié)果不同。32加工后處理要得到CNC控制器可以解讀的NC碼需進(jìn)行后處理。在操作管理器中單擊PO按鈕，彈出下圖對(duì)話框圖315選中SAVENCFILE,單擊OK即可。4塑件模具的加工模具制造中常有很多零件需采用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工。因此，無(wú)論是手工編程，還是自動(dòng)編程，在數(shù)控編程之前均需對(duì)所加工的零件進(jìn)行全面的工藝分析。若工藝分析不周全，往往會(huì)造成工藝設(shè)計(jì)不合理，從而引起編程工作反復(fù)，使工作量成倍增加，嚴(yán)重時(shí)甚至造成數(shù)控加工出錯(cuò)，導(dǎo)致模具報(bào)廢。因此，合理的工藝分析是保證正確編程的依據(jù)。4數(shù)控加工工藝的一般原則411圖樣尺寸的標(biāo)注一般情況下，尺寸標(biāo)注時(shí)因較多的考慮裝配因素，常采用分散尺寸標(biāo)注法，但這樣常?；亟o數(shù)控加工工序安排帶來(lái)很多不便。由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度均較高，不會(huì)產(chǎn)生較大的誤差影響使用性能，因此對(duì)數(shù)控編程的模具零件圖，將局部尺寸分散標(biāo)注改為已同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這樣既便于編程又利于尺寸間的相互協(xié)調(diào)，還便于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)（或編程基準(zhǔn)點(diǎn)）保持一致。412編程原點(diǎn)的選擇編程原點(diǎn)通常作為編程坐標(biāo)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)，它的正確選擇將直接影響模具零件的加工精度和坐標(biāo)尺寸計(jì)算的難易程度1編程原點(diǎn)因盡可能與圖樣上的尺寸基準(zhǔn)相重合。例如以孔定位的零件，應(yīng)以孔的中心作為編程原點(diǎn)。加工路線是封閉形式時(shí)，因在精度要求較高的表面選擇編程原點(diǎn)（或加工其始點(diǎn)）2編程原點(diǎn)的選擇因有利于編程和數(shù)值的計(jì)算。3編程原點(diǎn)應(yīng)容易找出，測(cè)量位置較方便4編程原點(diǎn)所引起的加工誤差最小413模具加工的特殊工藝要求普遍性的零件結(jié)構(gòu)工藝性同樣適用與數(shù)控加工，此外，結(jié)合模具制造和數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)，應(yīng)注意零件的型腔和外形應(yīng)盡量采用同類的幾何型體和統(tǒng)一的尺寸，尤其是加工轉(zhuǎn)角處的凹圓弧半徑，最好采用統(tǒng)一的尺寸，已減少刀具品種和換刀次數(shù)，便于編程，有利于提高生產(chǎn)效率。應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。數(shù)控加工中若沒(méi)有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會(huì)因零件的重新安裝而引起加工后兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)，生成較多的誤差。避免造成欠切削和過(guò)切削現(xiàn)象。用銑刀內(nèi)外輪廓時(shí)，刀具的切入點(diǎn)和切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓幾何參數(shù)交點(diǎn)處，并選擇合適的切入和切出方向。零件內(nèi)模轉(zhuǎn)角處的圓角半徑不宜過(guò)小，底面與側(cè)徑間的圓角半徑不宜過(guò)大。4工藝分析41模具的工藝性審查1）模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)模具A（見(jiàn)圖23，零件圖見(jiàn)附圖）。該模具與塑件的外表面結(jié)合，有很高的精度要求。主要加工的部分為較小的凸臺(tái)，但凸臺(tái)的形狀較為規(guī)則。模具B（見(jiàn)圖24，零件圖見(jiàn)附圖）。該模具與塑件的內(nèi)表面結(jié)合，精度要求相對(duì)較低。主要加工部分為槽和圓孔。2）主要技術(shù)要求零件圖上的主要技術(shù)要求有1、淬火處理4347HRC；2、銳角去毛倒鈍；3、未注拔模斜度253）零件材料零件的材料為45鋼，可以通過(guò)淬火處理來(lái)獲得所需的機(jī)械和力學(xué)性能。42模具加工參數(shù)的設(shè)定1）毛坯選擇（1）考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯。（2）確定毛坯的形狀、尺寸選用45鋼鍛件10210221（MM）。2）基準(zhǔn)選擇加工中心要求工序集中，能在一次裝夾內(nèi)完成的加工盡量在一次裝夾內(nèi)完成，這樣可以降低由于基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。根據(jù)對(duì)工件的加工的初步分析在毛坯的初次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn)。3）確定零件的安裝方法和夾具選擇在確定零件的裝夾方法時(shí),應(yīng)注意減少次數(shù),盡可能做到一次裝夾后能加工出全部待加工表面,以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。夾具選擇必須力求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝卸零件迅速,安裝準(zhǔn)確可靠。此零件的加工，根據(jù)其方形形狀，采用平口鉗作為夾具即可。4）確定程序原點(diǎn)和換刀點(diǎn)確定程序原點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定為了提高零件的加工精度,程序原點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上。例如以孔定位的零件,以孔的中心作為原點(diǎn)較為合適。程序原點(diǎn)還可選在兩垂直平面的交線上,不論是用已知直徑的銑刀,還是用標(biāo)準(zhǔn)心棒加塞尺或是用測(cè)頭都可以很方便地找到這一交線。換刀點(diǎn)是為帶刀庫(kù)的加工中心而設(shè)定的。為了防止換刀時(shí)刀具與工件或夾具發(fā)生碰撞,換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在被加工零件的外面。針對(duì)此零件的加工，選擇零件的上表面左下點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。5）工件坐標(biāo)系的設(shè)定FANUC立式加工中心可以設(shè)定多個(gè)坐標(biāo)系，并將坐標(biāo)值輸入加工中心，然后使用調(diào)用設(shè)定的坐標(biāo)系，簡(jiǎn)化編程。423擬訂加工工藝路線見(jiàn)附件工藝過(guò)程卡43手工編程手工編程應(yīng)該綜合考慮加工精度的要求、機(jī)床實(shí)際加工能力、刀具的大小、切削用量的合理選擇431確定加工路線的原則與簡(jiǎn)易方法確定加工路線在確定走刀路線時(shí),應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單,程序段少,以減少程序工作量。為了發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用,應(yīng)使加工路線最短,減少空走刀時(shí)間。對(duì)于點(diǎn)位控制的機(jī)床,定位精度要求較高,所以定位過(guò)程盡可能快。在編程過(guò)程中可以充分利用AUTOCAD軟件的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行編程的輔助。通過(guò)精確的繪制零件的二維工程圖，然后利用AUTOCAD中的OFFSET命令根據(jù)刀具的直徑大小將輪廓線偏置一距離，確定刀具的軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而方便編程。如下例圖41如圖加工深度為66的槽，槽的圓角半徑為R2MM，選擇直徑為4MM的平銑刀，利用AUTOCAD的OFFSET命令，將槽的四條邊分別向里偏置2MM作為刀具的路徑，再將槽內(nèi)左邊的線向右偏置35MM刀具直徑為4MM,保證一定的重疊量，這樣可繪制出加工路線，然后利用AUTOCAD的標(biāo)注尺寸命令，將路線的各個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)標(biāo)出，作為刀具的軌跡轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這樣可以方便的進(jìn)行編程。編制程序如下N0080T01M98P9000N0090G00G90G54X6505Y361N0100G43Z100H01N0110S800M03N0110G00Z5N01200116N0130G01Z01F100N0130X6155Y361N0140X6155Y639N0150X7005Y639N0160X6505Y6505N0170X6505Y6004N0180X6755Y361N0190G00Z10N012001011N0130IF01GT671GOTO0130N0140G00Z100N0150M30432宏程序的使用雖然子程序在編制相同加工操作的程序時(shí)可以簡(jiǎn)化編程，但宏程序由于允許使用變量、算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制相同加工操作的程序更方便，更容易。如上圖銑削深66MM的槽，編程時(shí)只需第一層的加工程序，使用變量表示Z方向的切削深度，并用表示切削深度的變化，這樣可以通過(guò)判斷語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句方便地實(shí)現(xiàn)指定的切削深度。433合理劃分程序塊手工編程是一項(xiàng)非常煩瑣的工作，編程時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致加工的出錯(cuò)。由于數(shù)控加工一個(gè)是按照程序高自動(dòng)化進(jìn)行的過(guò)程。因此，編程時(shí)應(yīng)該合理的按照工序把程序劃分為若干個(gè)程序塊，每個(gè)程序塊包括幾個(gè)較為集中工序，這樣分塊進(jìn)行編程加工，即有利于編程，又有利于程序的校驗(yàn)。手工程序見(jiàn)附件434手工程序和自動(dòng)程序的比較1）從程序的簡(jiǎn)易程度看一個(gè)很直觀的事實(shí)就是手工編制的程序要比自動(dòng)生成的程序簡(jiǎn)便得多，手工編程由于融入了編程人員思想，在某些問(wèn)題上會(huì)處理得更合理。2）從使用的程序指令看自動(dòng)編程所形成的加工軌跡，是完全按照模具的形狀，確定加工軌跡點(diǎn)的，很少利用簡(jiǎn)化編程的指令。它充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能，來(lái)確定軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)值，而且能近似到微米級(jí)的精度。手工編程，在很多時(shí)候，可以利用宏指令，循環(huán)語(yǔ)句、判斷語(yǔ)句來(lái)簡(jiǎn)化編程，程序中的套用要比自動(dòng)程序多得多，這也是手工編程很簡(jiǎn)便一個(gè)重要原因。3）從程序產(chǎn)生過(guò)程看利用仿真系統(tǒng)形成自動(dòng)加工程序，所需要計(jì)算量很小，但必須要對(duì)所加工的零件進(jìn)行精確的三維造型。而手工編程，則需要進(jìn)行大量的復(fù)雜的、煩瑣的計(jì)算，必須借助必要的工具來(lái)確定每一個(gè)軌跡轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)，很容易出錯(cuò)，有時(shí)甚至?xí)驗(yàn)橐粋€(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算錯(cuò)誤，或者是因?yàn)橐粫r(shí)的疏忽而給整個(gè)加工帶來(lái)無(wú)法挽回的后果。這種錯(cuò)誤在加工復(fù)雜零件時(shí)更為突出。4）從加工結(jié)果看雖然自動(dòng)生成的加工程序很復(fù)雜，也很煩瑣，甚至有很多加工軌跡點(diǎn)是人為無(wú)法想象和確定的，但由于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能和高準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，使得自動(dòng)生成的加工程序其加工結(jié)果要比手工編程的加工結(jié)果精確得多，尤其是在加工一些復(fù)雜形狀的工件時(shí)。44加工1）加工前，先根據(jù)零件的形狀大小，確定裝夾方式。我選擇平口鉗作為裝夾工具。將平口鉗放于機(jī)床工作臺(tái)上，用百分表將鉗口拉成直線，再用兩個(gè)螺栓將平口鉗固定。將等高塊置于鉗口內(nèi)，把工件放在等高塊上，夾緊工件。將工件的基準(zhǔn)邊用立銑刀切直。2）確定基準(zhǔn)先將標(biāo)準(zhǔn)棒裝在主軸上，將標(biāo)準(zhǔn)棒移至基準(zhǔn)邊的左外側(cè)并使標(biāo)準(zhǔn)棒的端面低于工件上平面10MM左右，用標(biāo)準(zhǔn)塊在工件側(cè)邊與標(biāo)準(zhǔn)棒之間進(jìn)行測(cè)量，使間距剛好為標(biāo)準(zhǔn)塊的寬度。如圖所示圖42記下此時(shí)機(jī)床的X軸機(jī)械坐標(biāo)，計(jì)算工件的X軸零點(diǎn)位置。計(jì)算公式如下X軸工件坐標(biāo)X軸機(jī)械坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)棒直徑/2標(biāo)準(zhǔn)塊寬度Y軸工件坐標(biāo)依此類推可得Y軸工件坐標(biāo)Y軸機(jī)械坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)棒直徑/2標(biāo)準(zhǔn)塊寬度將標(biāo)準(zhǔn)棒移到工件上表面，測(cè)量方法如上，公式如下Z軸工件坐標(biāo)Z軸機(jī)械坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)棒長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)塊寬度將計(jì)算結(jié)果輸入機(jī)床。3）裝夾刀具并確定刀具長(zhǎng)度將準(zhǔn)備好的刀具一一裝入刀庫(kù)，并將刀具長(zhǎng)度值按編號(hào)輸入機(jī)床，以便加工時(shí)直接調(diào)用刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值。4）再將編好的程序輸入機(jī)床，檢查無(wú)誤后即可進(jìn)行自動(dòng)加工。我們利用手工編制的程序在FANUCXH713A型立式加工中心進(jìn)行了加工，結(jié)果如下圖圖43上面的白色塑料制品為塑件插座，下面兩個(gè)是在加工中心上加工出來(lái)的塑件的模具型腔圖。5塑件模具編程、加工中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案模具加工好后，對(duì)其加工結(jié)果進(jìn)行測(cè)量分析。由于數(shù)控加工的精度較高，其尺寸誤差較小，基本符合要求。存在的主要問(wèn)題是51銑削曲線輪廓時(shí)的過(guò)切與刀痕銑削曲線輪廓的直接入刀會(huì)引起過(guò)切。因此必須采用刀具半徑補(bǔ)償，找到合的入刀點(diǎn)是關(guān)鍵。從曲線入刀點(diǎn)法向入刀可有效防止曲線的過(guò)切，但從法向入刀，曲線入刀點(diǎn)易出現(xiàn)一個(gè)刀痕，可采用近似方式從曲線切向入刀。如圖51銑削圓孔時(shí)，銑刀從工件中心起刀，向下到B點(diǎn)。從B點(diǎn)開(kāi)始銑圓，銑刀運(yùn)動(dòng)一周，銑整園再回到B點(diǎn)，從B點(diǎn)向上退刀到起刀點(diǎn)，由于銑刀在B點(diǎn)停留時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)在B點(diǎn)產(chǎn)生明顯的到痕。為避免刀痕，常使用切入圓弧和切出圓弧。如圖52圖51圖52切入、切出圓弧小于并接近于圓弧半徑，刀點(diǎn)從工件中心起刀到切入圓弧的起刀點(diǎn)A，沿切入圓弧銑削到B點(diǎn)，從B點(diǎn)開(kāi)始銑削整圓再回到B點(diǎn)，從B點(diǎn)沿切出圓弧回到切出圓弧的終點(diǎn)C，回到工件中心。當(dāng)使用圓臺(tái)時(shí)可使用與圓相切的切入、切出直線段。52銑削曲線輪廓時(shí)的少切加工時(shí)數(shù)據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)不閉合，以至進(jìn)刀和退刀時(shí)刀具位置不重合，造成少切。解決少切的關(guān)鍵是使數(shù)據(jù)曲線閉合，為消除切痕，超過(guò)曲線上實(shí)際切入點(diǎn)再退刀。53采用雙變量銑削錐槽時(shí)產(chǎn)生階梯形刀痕如圖51現(xiàn)需銑45度錐槽，采用2MM銑刀，水平方向變量每和豎直方向變量每次都進(jìn)給1MM，原本需得到的是AF直線，但實(shí)際結(jié)果卻銑成ABCDE的階梯形。如果改變水平方向和豎直方向進(jìn)給量，如每次025MM,則其形狀就更加接近直線。由于刀具原因，這種情況是不可避免的。但我們可以通過(guò)縮小變量的進(jìn)給值來(lái)無(wú)限的逼近，加工完后，再進(jìn)行其他處理。圖5354其它常見(jiàn)問(wèn)題1數(shù)控加工中忽視粗、精加工分開(kāi)的原則。應(yīng)按先粗后精的原則劃分工序減少粗加工變形對(duì)精加工的影響。2精加工時(shí)，因適當(dāng)調(diào)整加緊力，合理選用刀具，以保證加工精度。3換刀位置不當(dāng)引起碰撞。換刀位置離工件較近，極可能發(fā)生刀具與工件或機(jī)床部件的碰撞。因此，換刀點(diǎn)的設(shè)定因以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰撞工件和機(jī)床上的其他部件為準(zhǔn)則。4刀具快進(jìn)時(shí)，與工件發(fā)生碰撞。這種情況的放生通常是由于刀具在水平方快速移動(dòng)，而發(fā)生與工件的碰撞，而且很多時(shí)候是在加工已經(jīng)完成而回刀時(shí)。因此為防止發(fā)生這種現(xiàn)象，應(yīng)該在程序的結(jié)尾加一句Z方向的回刀。6結(jié)