摘要:曲面类零件在制造业中处处可见,尤其是模具制造业。传统的设计制造方法是工程图、模线、样板、标准样件等工作方式,生产准备的周期长,制造精度低,生产效率也是低下。随着计算机技术在模具制造业中应用的不断发展,数控加工能力得到了大大提高,模具的设计与制造技术达到了空前的发展。模具CAD/CAM技术已成为模具行业革命化的标志。适应CAD/CAM技术的发展,改变传统的设计与制造方法是模具制造业的发展的方向.
本设计是CAD/CAM技术在锻模曲面加工中的应用。包括两大部分:一是摩托车护片模具的设计;二是模具型面的造型与数控仿真加工。在Mastercam 8.0环境下利用CAD功能进行摩托车护片模具的实体造型,利用CAM功能进行模具刀具路径的编制、模拟加工,并通过后处理生成NC程序。期望通过此课题的研究,能够提高自己对CAD/CAM技术在模具制造业中应用的重要性的认识。
关键词: CAD/CAM技术 实体造型 仿真加工
Application of the CAD/CAM technology in Motorcycle Jacket’s Forging Mould Designing
Abstract: It is well known that surface parts can be seen everywhere in the manufacturing , especially in the mould manufacturing . The traditional design and manufacturing processes are the engineering drafting , lofting , template making , standard samples , etc. , which have the shortages of long production preparation period , low processing accuracy and production efficiency . With the developing of the computer technique’ application in the mould manufacturing , NC machining capability has been enhanced greatly ,and, the design and manufacturing technique of the mould has obtained enormous progress at the same time . The CAD/CAM technique has become the revolutionary sign in the mould industry . To be suitable for the tendency of CAD/CAM technique’ development and meet the requirement to change the traditional design /manufacturing modes are the developing direction of the mould industry .
This project is about the application of the CAD/CAM technique in the wrought mould surface processing . It contains two parts : one is about the mould design of the motorcycle jacket and the other is about the numerical control simulate process of the mould surface . Under the environment of Mastercam 8.0 , I will sculpt the mould of the motorcycle jacket using the CAD function , and then , I will weave the tool route , simulate processing and create the NC programme via the back disposing using the CAM function . And at last , I hope I can improve my cognition to the significance of the CAD/CAM technique’ application in the mould industry by the study of the task .
Keyword: CAD/CAM technique sculpt simulate processing
目 录
1 序言
1.1课题研究的目的及意义 (1)
1.1.1 模具CAD/CAM的研究目的 (1)
1.1.2 模具CAD/CAM的研究意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.3 本课题研究内容 (2)
2 摩托车护片模具的设计
2.1零件结构和工艺分析 (3)
2.1.1 零件结构分析 (3)
2.1.2 零件工艺分析 (3)
2.1.3 锻模设计方案的确定 (4)
2.2 锻件图的设计和绘制 (5)
2.2.1 确定锻件的分模面 (5)
2.2.2 确定锻件的机械加工余量及锻件公差 (6)
加工余量的确定 (6)
.1估算锻件质量 (6)
.2 加工精度 (6)
.3 计算锻件的形状复杂系数S (7)
.4 模锻件的加工余量的构成 (7)
模锻件公差的确定 (8)
.1 材质系数M (8)
2.2.3 确定模锻斜度 (8)
2.2.4 确定模锻件的圆角半经 (9)
2.2.5 冲孔连皮设计 (10)
2.2.6 绘制锻件图的技术条件 (10)
2.3 终锻模膛设计 (11)
2.3.1 热锻件图 (11)
收缩率 (11)
绘制热锻件图 (12)
2.3.2 确定模锻设备吨 (13)
热模锻曲柄压力机模锻工艺特点 (13)
计算锻件的主要参数 (13)
曲柄压力机吨位选择 (13)
飞边槽的设计 (14)
.1 飞边槽的选择 (14)
.2 飞边槽的尺寸的确定 (15)
2.4 确定坯料的尺寸 (16)
2.4.1 确定制坯工步 (16)
2.4.2 确定毛坯尺寸 (17)
2.5 机锻模结构设计 (18)
2.5.1 模架结构型式 (18)
2.5.2 模架设计 (18)
2.5.3 锻模总体结构 (19)
2.5.4 机锻模的闭合高度 (20)
2.5.5 镶块设计 (20)
镶块水平方向的尺寸 (20)
镶块的高度尺寸 (21)
数据核算 (21)
2.5.6 顶料装置设计 (22)
2.5.7 导向装置设计 (22)
2.5.8 锻模材料的选用和寿命 (24)
2.6 锻模图的绘制 (24)
3 模具曲面造型与数控仿真加工
3.1 概述 (24)
3.2 Mastercam软件介绍 (25)
3.3 上镶块模仿真 (26)
3.3.1 曲面造型 (26)
3.3.2 数控仿真加工 (31)
3.4 下镶块模仿真 (42)
3.4.1 曲面造型 (43)
3.4.2 下镶块模的数控仿真加工 (43)
结 论 (46)
参考文献 (47)
致 谢 (48)
1 序 言
1.1课题研究的目的及意义
1.1.1模具CAD/CAM的研究目的
模具CAD/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术,它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化,从而显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量。模具是工业产品生产用的工艺装备,主要应用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成形机械,同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套,作为成形工具来使用的。模具一般分为两个部分:动模和定模,或凸摸和凹模,它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件,合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中,分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上;在挤压、压铸和注塑过程中,外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上,模具承受的是坯料的胀力。由于其加工效率高,互换性好,节约原材料,所以得到很广泛的应用。
1.1.2模具CAD/CAM的研究意义
随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现,模具CAD/CAM能实现制造和装配的设计、成形过程的模拟和数控加工过程的仿真,还可以对模具可制造性进行评价,使模具设计与制造一体化、智能化。此次设计是锻模的设计及应用。锻模是模锻时使坯料成形而获得锻件的模具。锻模的设计方法和生产实际是紧密相关的。将金属坯料加热使其具有较高的塑性,然后放在锻造设备上,利用通用工具或专用模具对其施加压力,迫使其发生塑性变形并流动,从而获得所需的锻件,这种压力加工生产方法称为锻造工艺。而锻模设计就成了锻造工艺中很重要的组成部分。 模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的冲压下,在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态,因此模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性。
1.2国内外研究现状
模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式,为用户提供一种有效的辅助工具,使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计,交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术,如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及,智能化、协同化、集成化成为技术新的发展特点,使CAD技术得以更广泛的应用,发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。
我国?CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距,主要表现在:(1)CAD/CAM的应用集成化程度较低,很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。(2)CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口,自主版权的软件较少。(3)缺少设备和技术力量,有些企业尽管引进CAD/CAM系统,但其功能没能充分发挥。
1.3 本课题研究内容
此次设计是Mastercam软件在摩托车护片型面加工中的应用,它包括两部分内容,即:一是摩托车护片模具的设计,二是摩托车护片模具型面的仿真加工。这是CAD/CAM技术在锻模生产中的应用实例。摩托车护片是摩托车前部用于穿接电缆的零件,起保护作用,它的作用决定了它的结构特征,通孔多槽,相应的模具设计虽然简单,但是比较精湛。摩托车护片型面的加工,因为Mastercam软件的应用,大大的提高了模具精确度和生产效率,缩短了生产周期,淋漓尽致地发挥了CAD/CAM技术在模具生产中的作用。
由于本人水平有限,本论文中必然存在许多缺点和不当之处,敬请老师批评指正。
2 摩托车护片模具的设计
2.1零件结构和工艺分析
2.1.1零件结构分析
图2-1 摩托车护片零件图
如图2-1的零件图,该零件的材料为热轧钢35#钢。其作用是:保障电缆线安全通过,起保护作用,在整个摩托车构造中起着至关重要的作用,所以其中部都是槽,并且穿透整个零件,光从其形状上看,该零件体积小,只是一个有着多个不同形状槽的薄壁零件,而且圆角较多,但是形状不是特别的复杂,精度要求也不是很高,可以通过锻造一次成形,节约原材料和节省加工时间,降低成本。同时,材料通过锻造,可以使其内部组织细密,碳化物分布和流线分布合理,从而能达到改善热处理的性能和提高模具的使用寿命。
2.1.2 零件工艺分析
锻模的种类很多,按模膛数量可分为单模膛模和多模膛模;按制造方法可分为整体模和组合模;按锻造温度可分为冷锻模、温锻模和热锻模;按成形原理可分开式锻模和闭式锻模;按工序性质可分为制坯模、预锻模、终锻模、弯曲模等。通常锻模是按锻造设备来区分,可分为胎模、锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。
模锻件是完全在锻模型槽中进行锻压成形的锻件,各种各样的锻模是为了满足各种各样模锻件的需要。结合本设计中的零件特征和要求及相关标准,该零件为普通模锻件,并且为长形锻件中的一类。
摩托车护片一般为批量生产,根据其结构特点和要求及各种分类标准,本设计采用开式单型槽热模锻,并且选用热锻模曲柄压力机进行模锻。
根据以上分析,确定该模锻件的模锻形式和模锻条件等,那么,本设计的目标之一即锻模型槽设计(锻模设计)可以进行了。

![1-产品图[摩托车护片]-A4.gif](https://www.renrendoc.com/ueditor_s/net/upload/2017-9/26/6364205905660214008503041_1.gif)





