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专业综合实验 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 院系名称： 日期： 现代制造技术综合实验任务书 （ 2013 2014学年 第 1 学期） 实 验 名 称 手机外壳模具建模及加工实验 适用专业 机械设计制造及其自动化 班级 100201207,100212 课程设计时间 2013年 10 月 21 日起 2013年 11 月 15 日止 1 实 验性质、目的 本实验属机械制造方向综合实验，实验内容主要涉及到机械制造工程学、机械术应用、数字控制技术和数控编程技术相关课程的。通过实验教学，可以使学生加深理解、消化、巩固课堂所学的知识，了解普通的、先进的机械制造工艺装备和现代机械加工手段，掌握以 为代表的三维 统的特征建模理论方法以及数控编程方法和 体化数控加工技术在模具设计和制造中的应用。 2. 实验内容 该实验由“手机外壳模具设计、手机外壳模具数控加工”两个实验构成。 （ 1）、手机外壳模具设计 该实验通过对手机外壳模具设计建模方法的学习和实践，使学生可以了解 术的应用现状和发展趋势，掌握特征建模的基本理论和方法以及运用典型 统 （ 2）、手机外壳模具数控加工 该实验通过对手机外壳模具数控编程和加工的学习实践可以使学生熟悉 统的功能和工作原理并更好的培养学生的建模与数控编程能力，学生通过它可以了解 术在机械设计与加工中的应用，熟悉产品从设计建模到数控加工的整个过程。 3 进度安排 实验准备 (包括题目讲解说明 2 小时 ) 实验方案 设计 建模 2 天 图形处理及生成程序 编写 实验 说明书 答辩 1 天 4 报告撰写要求 1报告封皮应包含“实验题目、姓名、班级、学号、指导教师、院系名称”； 2报告内容包括“实验目的、实验内容、实验设备和环境、实验原理及步骤”四部分； 3实验原理步骤的撰写应详细说明手机外壳及其模具的具体建模过程和操作步骤，并附图对建模步骤进行注解，附图应包含图号图名； 4. 手机外壳凸、凹模加工刀具路径设计过程、各步骤的结果图、参数设置图、 序； 5报告一律用 成， 用 排版、打印，所有图编号 ； 6. 体会 指导教师 2013 年 10 月 21 日 手机外壳模具建模与加工 一、实验性质、目的 本实验属机械制造方向综合实验，实验内容主要涉及到机械制造工程学、机械 术应用、数字控制技术和数控编程技术相关课程的。通过实验教学，可以使学生加深理解、消化、巩固课堂所学的知识，了解普通的、先进的机械制造工艺装备和现代机械加工手段，掌握以 为代表的三维 统的特征建模理论方法以及数控编程方法和 体化数控加工技术在模具设计和制造中的应用。 二、实验内容和意义 该实验由“手机外壳模具设计、手机外壳模具数控加工”两个实验构成。 1、 手机外壳模具设计 该实验通过对手机外壳模具设计建模方法的学习和实践，使学生可以了解术的应用现状和发展趋势，掌握特征建模的基本理论和方法以及运用典型 统 成产品及其模具设计的基本步骤和方法。 2、 手机外壳模具数控加工 该实验通过对手机外壳模具数控编程和加工的学习实践可以 使学生熟悉统的功能和工作原理并更好的培养学生的建模与数控编程能力，学生通过它可以了解 术在机械设计与加工中的应用，熟悉产品从设计建模到数控加工的整个过程。 实验一 手机外壳模具设计 一、 实验内容 1、 手机外壳设计建模 用 成手机外壳设计建模 ， 手机外壳的基本结构如下图 1 所示。 2、手机外壳模具设计建模 基于所设计建立的手机外壳模型，用 成手机外壳模具的设计建模 二、 实验要求 该实验是针对机制方向的本科生。要求学生对特征建模的基本原理和方法等 识和理论有充分了解，掌握分型面等模具设计的相关概念，能够在规定时间内运用 成手机外壳及其模具的设计和建模。 三、 实验方法和步骤 3 1 手机外壳建模 3 1 1 手机外壳结构特征及其对应的 征建模工具 手机外壳是典型的薄壁类零件，根 据手机外壳的结构特点，手机外壳的主要结构特征建模及其所对应的 征建模工具如表 1 所示： 表 1 手机结构特征及其对应 征建模工具 手机外壳结构特征 征建模工具 薄壁特征 抽壳工具 孔特征 拉伸工具 圆角，倒角 倒角工具 重复孔结构 阵列工具 3 1 2 手机外壳建模步骤 1）新建手机外壳模型文件 在 统文件菜单中点新建命令，激活新建文件对话框，在对话框的类型列表中选择零件类型，在名称文本框中输入所要建立的手机外壳模型名称，点确定完成手机外壳模型文件的建立。 2） 建立手机外壳实体模型 (1)点击 ,选择 为草绘平面，进入草绘界面，绘制手机外壳的草图并确定尺寸， 结束手机外壳截面绘制， 单击 。 (2) 点击倒圆角特征工具 ，依次选择手机外壳模型一侧的棱边，并输入圆角半径，点完成按钮 ，建立如图所示的手机外壳圆角特征。 (3)点击 ,选择手机外壳模型没有导圆角的一侧平面，在对壳特征话框中输入壁厚 3，点完成按钮 ，完成对手机外壳实体模型的抽壳如图所示。 (4)点按钮 ，选择未抽壳上表面绘图， 单击工具栏中 ， 绘制矩形并导圆角，然后 单击 / / 然后输入大于外壳壁厚，点完成按钮 ，如图所示。 （ 5） 保存手机外壳模型 。 3 2 手机外壳模具设计建模 3 2 1 具设计的基本概念 1）参照模型或参照零件 表示与所设计模具相对应的零件模型。 2）工件 用于完成模具设计的模具实体模型。模具设计本质就是沿所设计零件的外型轮廓表面，将工件拆分成与零件对应 的上下模或模芯模腔， 完成零件的模具设计 。 3）分型面 包含零件外形轮廓，并可依据零件外型轮廓将工件完全分离分割开的，具有完整边界的曲面。 3 2 2 手机外壳模具建模步骤 （ 1） 点击 新建 制造 模具型腔，输入模具名称，取消缺省模板 确定 。选择 确定进入模具设计环境 。 （ 2） 点击模具模型 定位参照零件 ， 打开建立的手机壳模型， 在 对话框中选择同一模型 确定 单一布局 确定 ， 将手机外壳模型调入。 （ 3） 输入模具名称，确定 创建特征 确定 加材料 完成， 再单击 ，选择 工具绘制包容手机外壳截面的矩形，点 按钮 ，得如图所示。 （ 4）点 模具模型 分型面 创建 分型面名称，输入分型面名称，点确定。激活曲面定义 增加 曲面选项 复制 完成，选取手机的全部外表面，如图 。 (5)双击填充环命令， 选择手机 壳上表面，点确定 完成参考 完成返回 。 （ 6）单击 增加 完成 曲面 平整，然后 选择 草绘平面，选用“ ”矩形绘图工具绘制如图 13所示的一个可完 全包容工件横截面的矩形平面。 （ 6） 对模具模型取消隐藏，选择分割 确定 完成 返回 抽取，激活模具元件对话框，点 按钮， 【 确定 】 ，生成模具元件 如图。 （ 7） 点击模具进料孔 定义间距 定义移动，然后分别选取上、下模具元件面，输入 其 移动距离， 点击 完成，实现开模，如图 所示。 （ 8） 在文件菜单中点保存命令，保存外壳模具模型， 会自动生成以所命名积块为名称的凸摸和凹模模型文件。 （ 9） 在文件菜单中点打开命令，打开保存的外壳模型文件。然后在文件菜单中点保存副本命令，选择 实验二 一、实验目的： 1了解数控铣削在模具加工中的作用 2掌握用数控铣加工模具型腔的加工工艺 3掌握运用 4掌握数控程序的传输方法 5了解数控程序在加工中心运行过程 二、实验内容 1拟订模具型腔铣削加工工艺 2利用 图形进行处理 3根据拟订的加工工艺，利用 模型腔进行刀具路径设计 4模拟加工并生成 5传输 6试运行 三、实验步骤 机外壳凹模 作步骤 （一） 图形处理 1从 系统中输出手机外壳凹模零件的 2在 统中将手机外壳凹模零件的 在菜单栏中选择回主功能表 /档案 /档案转换 /取。 在系统弹如图 1所示指定文挡名对话框中读取 击打开。 图 1 指定文挡名对话框 系统弹出如图 2所示的 击 图 2 件参数设置对话框 在系统弹出如图 3所示的删除当前文件提示对话框中，单击是按钮。 图 3 删除当前文件提示对话框 单击工具栏中的 （全屏显示）按钮，屏幕显示如图 4所示的凹模线框模型。 图 4 凹模线框模型 图 5 凹模线框模型 （二） 坐标处理 1在菜单栏选择回主功能表。 2单击顶部工作栏中的 （等角视图）按钮，结果如图 5，单击 （构图面 侧视图）按钮，单击 （全屏显示） / ，如图 7为旋转前凹模模型。 3在菜单栏中选择转换 /旋转 /所有的 /图素命令旋转所有几何图素。 4选择执行命令。 5系统提示选择旋转基准点，在菜单栏中选择原点命令以系统原点为旋转点。 6系统弹出如图 6所示旋转参数设置对话框，输入旋转角度（根据 自己设计图形确定旋转角度，顺时针为“负”，逆时针为“正”，将模具的加工面旋转至模具的长方向旋转至 单击确定按钮 / （清除颜色） / （全屏显示），屏幕显示如图 8所示的旋转后凹模模型，。 图 6 旋转参数设置对话框 图 7 旋转前 图 8 旋转后 （三） 对刀点的确定 1在菜单栏单击层别，系统弹出如图 9所示的设置图层对话框，输入“层别”，单击确定，单击顶部工作栏中的 （构图面 空间绘图）按钮。 2绘制曲面边界线 在菜单栏中选择回 主功能表 /绘图 /曲面曲线 /所有边界 /鼠标选取上曲面 /执行 /执行 /回主功能表，产生如图 10所示的深色线条为曲面边界。 图 9 设置图层对话框 图 10 产生曲面边界 3将边界线的左上角平移到系统的原点（为对刀点）； 单击 按钮，在菜单栏中选择回主功能表 /绘图 /边界盒，系统弹出如图 11对话框，单击确定 图 11 边界盒 在菜单栏中选择回主功能表 /转换 /平移 /所有的 /图素 /两点间 /单击边界线左上角 /原点（对刀点 ），系统弹如图 12所示平移参数设置对话框，单击确定 / （清除颜色） / （全屏显示）按钮。 图 12 平移参数设置对话框 （四） 规划曲面挖槽粗加工刀具路径（留余量 1刀具路径规划 单击工作拦中的 （构图面 俯视图）按钮，构图面设为俯视构图面。 选择刀具路径 /曲面加工 /粗加工 /挖槽粗加工命令。 选择所有的 /曲面命令，选择所有曲面，选择执行命令。 系统弹出如图 13所示曲面粗加工挖槽刀具参数对话框，鼠标放在空白处，单击从刀库中选取刀具，系统弹出如图 14所示的刀具库对话框，从刀具库中选取直径为 16刀尖角为 1的圆角铣刀，在曲面挖槽刀具参数设置对话窗中输入切削参数、程序名、冷却等，如图 15所示。 图 13 曲面粗加工挖槽刀具参数对话框 图 14 刀具库对话框 图 15 已设置的刀具参数对话框 单击曲面挖槽刀路对话框中的曲面加工参数选项卡，参数设置如图 16所 图 16 曲面加工参数选项卡 单击挖槽粗加工参数选项卡，参数设置如图 17所示。 图 17 挖槽粗加工参数选项卡 在菜单栏选择刀具路径 /操作管理，系统弹出如图 18所示的刀路操作管理对话框。选择刀路模拟选项卡，在菜单栏选择手动模拟（按“ S”键）或自动模拟，如图 19所示。 图 18 操作管理对话框 图 19 凹模粗加工刀具路径模拟 在菜单栏选择刀具路径 /工作设置，系统弹出如图 20所示的工作设置对话框 ，鼠标捕捉毛坯的左上角为对刀点，分别在 X、 Y、 、高。具体参数设置如图所示。 图 20 工件设置对话框 4曲面挖槽粗加工实体验证 在菜单栏选择刀具路径 /操作管理，系统弹出如图 18所示的刀路操作管理对话框。选择实体验证选项卡，系统弹出如图 21所示的实体验证操作对话框，单击按钮，实体验证过程如图 22所示。 图 21 实体验证操作对话框 图 22 凹模挖槽粗加工实体验证过程 （五）和第四步一样，进行如图 23 中 2,3,4,操作。 图 23 操作管理对话框 （六） 后置处理（生成 序） 在菜单栏选择刀具路径 /操作管理在弹出的对话框中单击后处理按钮，系统弹出如图 24所示的后处理程式对话框，选择打开储存 辑，单击确定按钮，系统弹出如图 25所示的输入程序名对话框，输入程序名， 单击保存按钮，显示 6所示，修改（ 保存。 图 24 后处理程式对话框 图 25 输入程序名对话框 图 26 生成 序 （七） 传输 序 在菜单栏选择档案 /下一页 /传输，系统弹出如图 27所示的传输参数设置对话框，单击传送按钮，显示如图 28所示的指定欲传输的程序名对话框，再单击打开按钮，显示程序传输过程如图 29所示。 图 27 传输参数设置对话框 图 28 指定欲传输的程序名对话框 图 29 程序传输过程 （八）加工 1将平口虎钳装夹在数控铣床上、虎钳的固定面与 磁力表架吸附在机床主轴上，装上百分表，用电子手轮操作，将平口虎钳校直并夹紧； 2装夹模具毛坯，用电子寻边器找正毛坯 的左上角为工件坐标系零点（ 0， 3计算工件坐标系零点处于机床坐标系的偏值，选择工件坐标（ 59）并输入数值； 4将方式选择开关置于“ “ /光标移到“ “自动运行” /按“ / 按“循环启动”； 5执行程序加工 机外壳凸模 作步骤 （一）图形处理步骤和凹模操作步骤一样 。 图 a 凸模线框模型 （二） 坐标处理步骤如凹模坐标处理步骤 图 b 旋转后凸模模型 （三）加工坯 料及对刀点的确顶和规划曲面挖槽粗加工刀具路径（留余量 参数设置步骤如凹模步骤。 选择刀具及步骤如下图 图 c 操作管理对话框 图 d 实体验证操作对话框 e 实体验证结过程 3、后置处理（生成 序） 步骤如凹模步骤 （四） 加工 操作步骤与凹模相同 四主要仪器设备 1计算机 2 、 3
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