精密模具表面的数控雕刻

一 一 实验室名称 实验室名称 工程训练中心 二 二 实验项目名称 实验项目名称 精密模具表面的数控雕刻 三 三 实验原理 实验原理 应用数控技术和高速铣削实现对零件表面的精密加工 数控技术 简称数控 即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动 控制的技术 它所控制的通常是位置 角度 速度等机械量和与机械能量 流向有关的开关量 数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的 出现 高速铣削 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数 而高 速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数 高速铣削加工相对于普 通铣削加工具有如下特点 1 高效 高速铣削的主轴转速一般为 15000r min 40000r min 最高可达 100000r min 在切削钢时 其切削速度约为 400m min 比传统的铣削加工 高 5 10 倍 在加工模具型腔时与传统的加工方法 传统铣削 电火花成形 加工等 相比其效率提高 4 5 倍 2 高精度 高速铣削加工精度一般为 10 m 有的精度还要高 3 高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小 约为 3 C 故表面没有变质层及微裂纹 热变形也小 最好的表面粗糙度 Ra 小于 1 m 减少了后续磨削及抛光工 作量 4 可加工高硬材料 可铣削 50 54HRC 的钢材 铣削的最高硬度可达 60HRC 鉴于高速加工具 备上述优点 所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用 并逐步替代部 分磨削加工和电加工 但是 高速铣削在加工过程中应满足无干涉 无碰 撞 光滑 切削负荷平滑等条件 而这些条件造成高速切削在刀具材料 刀具结构 刀具装夹以及机床的主轴 机床结构 进给驱动和 CNC 系统上 提出了特殊的要求 并且主轴在加工过程中易磨损且成本高 数控加工工序卡数控加工工序卡 工步号工步内容刀具号 T 刀具规格 mm 主轴转速 R min 进给速度 mm min 背吃余量 mm 01粗铣定位 基准面 T01 12 10000 400 6000 5 02粗铣上表 面 T01 12 10000 400 6000 35 03粗铣下表 面 T01 12 13000 700 12000 15 04粗铣三位 浮雕 T02 6 R3 10000 15000 600 9000 1 2 05精加工三 维浮雕 T03 1 R1 18000 24000 1000 13000 1 四 四 实验目的 实验目的 了解数控雕刻机床的工作原理以及性能指标 了解高速切削对精密表面质量的影响 熟练掌握编程代码及编程技巧和方法 合理制定加工工艺 正确确定精密表面精细雕刻的切削参数 五 五 实验内容 实验内容 设计精密模具表面的雕刻图案 编制雕刻图案的雕铣程序 制定加工工艺规程 在数控雕铣机床上雕刻出设计的图案 掌握精密加工 六 六 实验器材 实验器材 雕铣机床 雕铣刀 平底铣刀 球头铣刀 雕刻刀 电脑 铝板 七 七 实验步骤实验步骤 1 将毛培铝板放置雕铣床 对刀并且粗铣定位基准面 2 根据基准面对刀 粗铣上表面 3 根据基准面对刀 粗铣下表面 4 编写粗铣三维浮雕程序 5 根据基准面对刀 粗铣三维浮雕 6 编写精加工三维浮雕程序 7 根据基准面对刀 精加工三维浮雕 八 八 实验数据及结果分析 实验数据及结果分析 1 粗铣三维浮雕数据参数 粗铣三维浮雕数据参数 a 图像尺寸 长 115 000mm 宽 101 722mm b Z 方向 0 9mm c 光顺浮雕 全部层 2 d 刀具路径 X 方向平行加工 45 加工安全高度 15mm 刀具选取 Ball Nase 6mm 下切步距 0 4mm 行距 0 3mm 主轴转速 12000 r min 进给率 1100 mm min 下切速度 400 mm min e 材料 7mm 顶部偏置 0 0 2 精加工三维浮雕数据参数 精加工三维浮雕数据参数 a 图像尺寸 长 115 000mm 宽 101 722mm b Z 方向 0 1mm c 光顺浮雕 全部层 1 d 刀具路径 方框螺旋 加工安全高度 15mm 刀具选取 Ball Nase 1mm 下切步距 0 15mm 行距 0 08mm 主轴转速 22000 r min 进给率 1500 mm min 下切速度 1000 mm min e 材料 7mm 顶部偏置 0 0 3 粗铣程序截图 粗铣程序截图 4 精加工三维浮雕程序截图 精加工三维浮雕程序截图 九 九 实验结论 实验结论 加工灰度图 加工灰度图 加工后实物效果图 加工后实物效果图 加工所得浮雕到达所要求效果加工所得浮雕到达所要求效果 十 十 总结及心得体会 总结及心得体会 数控雕铣