mastercamx3學習情境4 拉桿鍛模的設計與制造

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。mastercamx3學習情境4 拉桿鍛模的設計與制造學習情境2 拉桿鍛模的建模與制造學習情境4 拉桿鍛模的建模與制造4.1 設計與制造任務圖4- 1 拉桿鍛模毛坯圖材料 H13， HRC4044數(shù)量：3件4.2 任務目標4.2.1 技能目標1能使用布爾運算命令合并、切割實體2能通過選擇實體邊界、實體面和實體等選項對實體進行倒圓角和倒角操作3能合理選擇曲面粗、精加工方式4能正確選擇曲面粗、精加工刀具5能正確設置曲面加工參數(shù)4.2.2 知識目標1實體布爾運算中結合、切割、交集的概念2曲面加工參數(shù)中加工面、

2、干涉面、切削范圍的概念3曲面粗加工挖槽加工的特點和適用場合4曲面粗加工平行銑削加工的特點和適用場合5曲面精加工殘料加工的特點和適用場合6曲面精加工交線清角加工的特點和適用場合4.3 知識準備4.3.1 實體倒圓角與倒角實體倒圓角就是對實體的部分或全部邊界進行圓角處理，是一種邊的順接形式。實體倒角就是在實體上切削斜邊。方式有3種：單一距離、不同距離和距離/角度。表4-1 實體倒圓角與倒角命令命令說明圖例實體倒圓角實體倒圓角對實體的部分或全部邊界進行圓角處理，是一種邊的順接形式。實體表面倒圓角實體表面倒圓角是選擇兩個相鄰的實體表面進行圓角處理實體倒角單一距離不同距離距離/角度4.3.2 曲面粗加工

3、和曲面精加工粗加工功能主要應用于成形結構零件或普通機床難于成形的結構零件，比如模具中的型芯、型腔、滑塊等結構。粗加工時，為提高效率，在保證刀具、夾具和機床強度鋼性足夠的條件下，切削用量的選擇順序是：先把切削深度選大一些，其次選取較大的進給量，然后選擇適當?shù)那邢魉俣取Ｈ艏庸び嗔啃。邢魃疃炔豢赡艽髸r，可適當增加進給量。當銑削材料表面有硬質的材料（如鑄鐵）時，一次切削深度應超越硬皮層厚度，使刀具在首次切削時刀刃不易磨損，避免刀具與材料硬皮層直接接觸時產生崩刃現(xiàn)象。曲面精加工就是把粗加工后的3D模型精修到工件的幾何形狀并達到尺寸精度，其目的就是為了精確地將3D模型結構表現(xiàn)出來，其切削方式根據3D模型

4、結構進行單層單次切削（也就是沿著曲面表面進行切削，一刀過），精加工要求加工余量要小，同時為了保證工件的表面光潔度，盡可能增加切削速度，進給量可適當減少。精加工時，應根據曲面造型特點來選擇相應的精加工刀路進行加工。在MasterCAM X3系統(tǒng)中，曲面粗加工提供了8種加工方式來適應不同的工件結構，曲面精加工提供了11種加工方式圖4- 2曲面粗加工菜單圖4- 3曲面精加工菜單4.3.3 曲面粗加工挖槽挖槽粗加工是依曲面形狀，于Z方向下降產生逐層梯田狀粗切削刀具路徑。挖槽粗加工就是通過對型芯、型腔等模具結構進行粗加工，粗加工的目的就是為了減少工件的余量，以及達到半精加工和精加工的要求，挖槽加工的刀路

5、計算時間短，刀具負荷均勻，加工效率高，適合大多數(shù)模具結構的加工。4.3.4 曲面粗加工平行銑削粗加工平行銑削加工是對加工的工件產生有一定角度且刀路間相互平行的加工路徑。粗加工平行銑削加工主要用于對單一凸起或凹狀的簡單造型工件和平坦的曲面做粗加工，造型復雜的工件不適合采用。粗加工平行銑削加工的優(yōu)點是，都是直線平行刀具路徑，刀具的負荷穩(wěn)定，每刀的切深和間距較大，適合作重切削；缺點是只能直線下刀，殘料和提刀次數(shù)較多。4.3.5 精加工殘料加工精加工殘料加工就是產生刀具路徑用于清除以前因較大直徑刀具加工所殘留的材料，所選刀具要比以前所選刀具小，還可以給定加工曲面的斜率范圍，刀具就根據斜率范圍進行加工。

6、4.3.6 精加工交線清角加工如果兩曲面是以相交方式連接（不是相切），那交線清角加工就會在兩曲面相交處產生一刀式刀具路徑，供用戶清除曲面間交角處的殘料4.4 任務實施4.4.1 拉桿鍛模的實體建模1.構建鍛?；A實體繪制150×75矩形（層別1，連續(xù)線）和中心線（層別2，點劃線），結果如圖4-4所示；按圖中尺寸（如圖4-5所示）繪制輪廓線并修剪，結果如圖4-6所示；鏡像復制圖素，添加直線，完成輪廓繪制，如圖4-7所示；圖4- 4 繪制矩形和中心線圖4- 5 輪廓尺寸圖4- 6 繪制輪廓線圖4- 7 完成輪廓線擠出矩形底座實體（層別3），擠出設置如圖4-8所示，結果如圖4-9所示；旋轉

7、實體（層別3），旋轉設置如圖4-10所示，結果如圖4-11所示。圖4- 8 實體擠出設置圖4- 9 實體擠出圖4- 10 旋轉實體設置圖4- 11 旋轉實體2.完成拉桿鍛模實體按如圖4-12所示尺寸繪制輪廓線（注意在R5圓角處的直線在交點處斷開），鏡像復制圖素，結果如圖4-13所示；圖4- 12 輪廓尺寸圖4- 13 繪制輪廓擠出并合并實體，擠出設置如圖4-14所示，結果如圖4-15所示；擠出并切割實體，擠出設置如圖4-16所示，結果如圖4-17所示；實體倒圓角，選擇實體面，如圖4-18所示，倒圓角設置如圖4-19所示，結果如圖4-20所示。圖4- 14 實體擠出設置圖4- 15 實體擠出圖4

8、- 16 實體擠出設置圖4- 17 實體擠出圖4- 18 選擇實體面圖4- 19 實體倒圓角參數(shù)設置圖4- 20 實體倒圓角4.4.2 拉桿鍛模制造表4-2 拉桿鍛模制造工序工步號工步內容刀具進給率（mm/min）主軸轉速（r/min）加工余量刀具號類型直徑1粗加工挖槽1圓鼻刀16R460025000.52粗加工平行銑削2圓鼻刀12R450028000.23精加工平行銑削3球刀850030004精加工殘料加工4球刀480035005精加工交線清角4球刀480035001.粗加工挖槽建立加工坐標系，設置毛坯材料。l 打開所有層別，執(zhí)行“平移”命令，選擇所有圖素，設置平移參數(shù)，如圖4-21所示，結

9、果如圖4-22所示；l 執(zhí)行【機床類型】-【銑床】-【默認】命令，材料設置，150×75×50，如圖4-23所示；l 設置當前層別3，關閉中心線層,結果如圖2-24所示。圖4- 21 平移對話框圖4- 22 平移所有圖素圖4- 23 材料設置圖4- 24 顯示素材執(zhí)行【曲面粗加工】-【粗加工挖槽加工】命令，輸入新NC名稱，如圖4-25所示；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項”工具欄中的“啟用實體選擇”按鈕，使用“選擇實體”選項，拾取實體，單擊“結束選擇”按鈕。系統(tǒng)彈出“刀具路徑的曲面選擇”對話框，如圖4-26所示，單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為挖槽加工的邊界范圍；

10、圖4- 25 輸入新NC名稱圖4- 26 選擇邊界范圍設置 “刀具路徑參數(shù)”，如圖4-27所示。l 從庫中選擇16R4圓鼻刀，設置刀具號碼為1；l 輸入進給率600，主軸轉速2500；設置 “曲面加工參數(shù)”，設置加工面預留量0.5，如圖4-28所示；其余加工參數(shù)使用默認值，單擊確定按鈕，完成粗加工挖槽加工刀具路徑，如圖4-29所示；執(zhí)行實體切削驗證，加工如圖4-30所示。圖4- 27 設置“刀具路徑參數(shù)”圖4- 28 設置“曲面加工參數(shù)”圖4- 29 粗加工挖槽加工刀具路徑圖4- 30 實體切削驗證2.粗加工平行銑削執(zhí)行【曲面粗加工】-【粗加工平行銑削加工】命令；系統(tǒng)彈出“選擇工件形狀”對話框

11、，選擇工件形狀為凸；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項”工具欄中的“啟用實體選擇”按鈕，使用“選擇實體”選項，拾取實體，單擊“結束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為平行銑削加工的邊界范圍；設置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-31所示；l 從庫中選擇12R4圓鼻刀，設置刀具號碼為2l 輸入進給率500，主軸轉速2800設置“曲面加工參數(shù)”，輸入“加工面預留量”0.2，如圖4-32所示；設置“粗加工平行銑削參數(shù)”，輸入“最大切削間距”10，如圖4-33所示；其余加工參數(shù)使用默認值，單擊確定按鈕，完成粗加工平行銑削刀具路徑，如圖4-34所示；執(zhí)行實體

12、切削驗證，加工如圖4-35所示。圖4- 31設置“刀具路徑參數(shù)”圖4- 32 設置“曲面加工參數(shù)“圖4- 33 設置“粗加工平行銑削參數(shù)“圖4- 34 粗加工平行銑削刀具路徑圖4- 35 刀具路徑及實體切削驗證3.精加工平行銑削執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工平行銑削】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項”工具欄中的“啟用實體選擇”按鈕，使用“選擇實體”選項，拾取實體，單擊“結束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為平行銑削加工的邊界范圍；設置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-36所示；l 從庫中選擇8球刀，設置刀具號碼為3l 輸入進給率500，主軸

13、轉速3000其余加工參數(shù)使用默認值，單擊確定按鈕，完成精加工平行銑削刀具路徑，如圖4-37所示；執(zhí)行實體切削驗證，加工如圖4-38所示。圖4- 36 設置刀具路徑參數(shù)圖4- 37 精加工平行銑削刀具路徑圖4- 38 實體切削驗證4.精加工殘料加工執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工殘料加工】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項”工具欄中的“啟用實體選擇”按鈕，使用“選擇實體”選項，拾取實體，單擊“結束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為精加工殘料加工的邊界范圍；設置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-39所示；l 從庫中選擇4球刀，設置刀具號碼為4l 輸

14、入進給率800，主軸轉速3500設置“殘料清角精加工參數(shù)”，輸入“最大切削間距”0.5，如圖4-40所示；設置“殘料清角的材料參數(shù)”，輸入“粗銑刀具直徑”8，粗銑刀具刀角半徑4，如圖4-41所示；其余加工參數(shù)使用默認值，單擊確定按鈕，完成精加工殘料加工刀具路徑，執(zhí)行實體切削驗證，加工如圖4-43所示圖4- 39 設置“刀具路徑參數(shù)“圖4- 40 設置“殘料清角精加工參數(shù)“圖4- 41 設置“殘料清角的材料參數(shù)“圖4- 42 刀具路徑及實體切削驗證5.精加工交線清角執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工交線清角加工】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項”工具欄中的“啟用實體選擇”按鈕，使用“選擇

15、實體”選項，拾取實體，單擊“結束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為精加工交線清角加工的邊界范圍；設置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-43所示；l 從列表中選擇4球刀，設置刀具號碼為5l 輸入進給率800，主軸轉速3500設置“交線清角精加工參數(shù)”，去掉勾選的“限定深度”選項，如圖4-44所示；其余加工參數(shù)使用默認值，單擊確定按鈕，完成精加工交線清角刀具路徑，如圖4-45所示；執(zhí)行實體切削驗證，加工如圖4-46所示。圖4- 43 設置“刀具路徑參數(shù)“圖4- 44 設置“交線清角加工參數(shù)“圖4- 45 精加工交線清角刀具路徑圖4- 46 實體切削驗證4.5 項目總結1.曲面加工時，指定一個或幾個由封閉曲線鏈構