数码相机外壳注塑模具设计与数控加工

1、数码相机外壳注塑模具设计与数控加工 毕业论文 设计 题 目 数码相机外壳注塑模具 设计与数控加工 院系 机械技术系 专业年级 数控加工 姓 名 学 号 指导教师 数码相机外壳注塑模具设计与数控加工摘要随着现代机械行业的开展机械自动化程度越来越高各种先进的机械加工设备和机械加工工艺让给现代制造业有了长足的开展随着人们物质生活的提高对产品的多样性及实用性提出要求一局部新产品的设计任务就交给了机械工作者现代生活中人们对于塑料制品的需求越来越大而且对塑料制品的外形结构与工艺水品提出了更高的要求这就要求设计人员能够熟练运用注塑模具的设计知识以及模具的生产加工知识其中包括数控加工技术和计算机辅助制造CAM

2、以及各种二维和三维辅助设计软件的应用在设计过程中要不断发现错误修改尺寸参数以求设计出符合质量要求以及工艺要求的产品来设计出来的注塑模具要满足生产需要也要便于模具的生产加工在模具的加工过程中要合理选择加工参数保证模具的加工精度尤其是外表粗糙度外表粗糙度对模具的质量影响非常大因此一定要把握好模具制造的质量制造出符合要求的产品来关键词注塑模具 数控铣床 CAM UG 加工编程目录RIZHAO TECHNICIAN COLLEGE1绪论1第一章 数码相机外壳模具设计211数码相机外壳零件模型212用Mold Wizard 模块进行模具设计3com 分型前的准备3com 塑件分型设计4第二章 数码相机外

3、壳凸模加工721 毛坯的选择7com工工序卡片8com工刀具卡片922数控加工仿真9com的准备9com数设置10com真加工1323生成数控加工代码1324机床实际操作加工14com开机回零操作14com切加工15第三章 数码相机外壳凹模模加工1621 数控加工工艺16com工工艺过程设计22com工工序卡片22com工刀具卡片2222数控加工仿真23com的准备23com数设置24com真加工2623生成数控加工代码2724机床实际操作加工27总结28参考文献31致谢1 绪论随着CADCAM数控加工快速成型等先进制造技术的不断开展模具设计与制造行业正发生着深刻的技术革命传统的设计及加工方式

4、越来越不适应现代化生产和集成化技术的要求模具供给商必须运用先进的设计及制造手段才能满足客户对产品的多变性及多样性要求特别是现今塑料模具多为复杂曲面构建普通的制造手段已难以精确加工成型因此模具数字化制造势在必行使用 UG 中优化的NC程序更能提高模具的加工质量缩短现场加工时间提高设备利用率减少刀具机床的磨损推广CADCAMCAE技术模具CADCAMCAE技术是模具技术开展的一个重要里程碑实践证明模具CADCAMCAE技术是模具设计制造的开展方向可显著地提 高模具设计制造水平数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成

5、的机电一体化产品其技术范围覆盖很多领域 1 模具制造技术 1 机械加工技术 2 信息处理加工传输技术 3 自动控制技术 4 伺服驱动技术 5 传感器技术 6 软件技术等未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下开展趋势1在模具设计制造中广泛应用CADCAECAM技术2高速铣削加工将得到更广泛地应用3在塑料模具中推广应用热流道技术气辅注射成型和高压注射成型技术4提高模具标准化水平和模具标准件的使用率5研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程6虚拟技术将得到开展7模具自动加工系统的研制和开展第一章 数码相机外壳模具设计11数码相机外壳零件模型数码相机外壳结构比拟简单设计过程中需要协调数码相机外壳的

6、尺寸外形否那么会出现不搭配的现象外形设计的合理性是决定模具制造的复杂性工艺性制造本钱的决定性因素12用Mold Wizard 模块进行模具设计Mold Wizard是UG的一个应用模块专门用于注塑模具的设计是一个功能强大的注塑模具设计软件Mold Wizard提供了从零件的加载坐标系工件等的设置到模具系统制的一系列工具我们可以非常方便地使用这些模具设计工具来完成任意复杂模具的设计其模具设计流程如图1所示图11 Mold Wizard设计流程com 分型前的准备模具设计工作的第一步是导入要做成模具的零件成品在此导入鼠标外壳的塑件模型进行初始化工程设置使用的单位为毫米如图2所示这个塑件由UG的建模

7、模块建立通过根本的造型命令如参数化草图拉伸倒角圆角抽壳特征镜像等命令即可实现鼠标CAD模型是后续工作 分型处理生成型芯型腔及导入UG CAM模块进行数控加工等 的根底接下来要做的准备工作是模具坐标系的建立确定产品的收缩率以及确定模具工件大小等 模具的坐标系定义模具的坐标系在模具设计中非常重要UG Mold Wizard中规定坐标系原点位于模架的动模板和定模板接触面的中心一般定义XC-YC平面是模具装配的主分型平面即最大轮廓线所在的平面ZC轴的正方向指向模具正向喷嘴即为开模顶出方向为了使调用的产品模型与UG中的模具坐标一致在调入产品时需要通过动态WCS按钮来调整产品模型的WCS坐标位置之后再使用

8、模具坐标系来定义确定产品的收缩率由于塑料受热膨胀遇冷收缩因而用受热加工方法制得的塑件冷却定型后其尺寸一般小于相应部件的模具尺寸所以在设计模具时必须把塑件的收缩量补偿到模具的相应尺寸中这样才可得到符合要求的塑件一般要求的塑件通常按有关塑料模具设计手册或者资料来大致确定塑件收缩率的大小对于精度要求较高的塑件应按照实际工艺条件精确地测定塑件的收缩率同时在设计模具时要留有试模后的修正余量工件工件是指在零件外形的根底上向各方向都增加一定的尺寸以便用来生成模具中的型芯和型腔实体的局部工件的实体按系统通过链接预先定义的种子块生成该种子块是长方体根据部件最大轮廓确定该长方体的具体尺寸com 塑件分型设计在注塑

9、模中用于取出塑件或浇注系统凝料的面通常称为分型面分型面的位置选择与形状设计是否合理不仅直接影响模具的复杂程度也影响模具的质量工作状态和操作的方便程度因此分型面设计是模具设计中的重要一步其设置决定了模具的结构和制造工艺并影响熔体的流动及塑件的脱模分型总的选择原那么是保证塑件质量简化模具结构有利于脱模因此在选择分型面时应遵循以下原那么1分型面应选择在最大截面处且有利于脱模2尽可能将型芯塑件保存在动模一侧塑件冷却收缩后会包紧型芯使塑件留在动模有利于脱模3应有利于保证塑件的尺寸精度和保证塑件外观质量4塑件有侧套凹或侧孔时侧向滑块型芯应放在动模一侧这样使模具结构比拟简单同时还应尽量减小塑件在合模平面上的

10、投影面积以减小所需锁模力5应有利于排气有利于简化模具结构便于模具加工com1 修补创立分型线对数码相机外壳的通孔进行修补并进行修剪合并到鼠标上盖中单击分型中的自动搜索分型线按钮系统默认选取视图中的产品模型系统自动显示搜索到的分型线创立的分型线和两个转角过渡点如图2所示 图12 分型线com2 创立分型面完成分型线与过渡点建构之后在曲线类型中选取拉伸按钮可以向X-Y平面的四个方向拉伸或者利用扩展面按钮拖动滑动条使分型面扩展并完成分割工作系统将扩建分型面并沿着引导线自动创立分型面与原拉伸分型面之间的过渡曲面进行连接合并成一张曲面如图3所示 图13 分型面com3 建构型芯与型腔建立好分型面以后使用

11、抽取区域和分型线按钮功能检查总面数210 型腔面73型芯面137从而可知设计正确合理否那么不相等可能存在未修补的通孔或可能创立了一个空的区域需要进行修补或删除以便在处理前改正错误图4和图5为分割后得到的型腔和型芯 图14 型腔 图15 型芯com 后续处理工作在Mold Wizard中将零件分型完毕并生成凹凸模后将要作装配设计包括模架的组建支撑顶出机构抽芯机构浇口流道冷却系统等所有的这些零部件的选用与设计构成了注塑模具的后续处理工作具体的后处理工作在此不再详述 图16 模具实体模型第二章 数码相机外壳凸模加工21 毛坯的选择毛配选择尺寸为160×115×42mm的模具钢对模

12、具钢的要求是1高耐蚀性 很多树脂和添加剂对型腔外表都有腐蚀作用 这种腐蚀使型腔外表金属溶蚀剥落外表状况变坏塑件质量变差所以最好使用耐蚀钢或对型腔外表进行镀铬钹镍处理 2耐磨性好 注塑塑件外表的光泽度和精度都和注塑模具型腔外表的耐磨性有直接关系特别是有些塑料中加人了玻纤无机填料及某些颜料时它们和塑料熔体一起在流道模腔中髙速流动对型腔外表的摩擦很大假设材料不耐磨很快就会磨损使塑件质量受到损伤 3良好的尺寸稳定性 在注塑成型时注塑模具型腔的温度要到达300以上为此最好选用经适当回火处理的工具钢热处理钢否那么会引起材料微观结构的改变从而造成注塑模具尺寸的变化 4易于加工 模具零件多为金属材料制成有的结

13、构形状还很复杂为了缩短生产周期提高效率要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度5抛光性能好 注塑塑件通常要求具有良好的光泽和外表状态 因此要求型腔外表的粗糙度非常小这样对型腔外表必须进行外表加工如抛光研磨等所以选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等6受热处理影响小 为了提髙硬度和耐磨性一般对注塑模具要进行热处理但这种处理应使其尺寸变化很小因此最好采用能切削加工的预硬化钢注塑模具就材料而言还分软模和硬模之分软模一般用P-20预硬钢也有此落后的地方用45号以上的碳素钢做产能一般在50万次左右硬模是用H-13铬钢或420不锈钢等热作模钢做的要经热处理加工工艺材料和加工本钱贵一倍以上产能在一百万次以

14、上综上所述选取3Cr2Mo作为模具材料适用特性及范围热作模具钢是引进美国的P20中碳Cr-Mo系列塑料模具钢适用于制作塑料模具和压铸低熔点金属的模具材料此钢有良好的可切削性及镜面研磨性热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外还要承受反复受热和冷却的做用而引起很大的热应力热作模具钢除应具有高的硬度强度红硬性耐磨性和韧性外还应具有良好的高温强度热疲劳稳定性导热性和耐蚀性此外还要求具有较高的淬透性以保证整个截面具有一致的力学性能对于压铸模用钢还应具有外表层经反复受热和冷却不产生裂纹以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能com工工艺过程设计数控加工设备的选用这里选择FANUC-Oi数控系统装夹定位采用

15、平口钳夹紧机构以铣床工作台面作为定位面用百分表和光电感应装置进行工件的找正机床操作过程开机系统上电机床回零试运转输入数控程序程序校验自动循环启动试加工检测零件尺寸记录数据修改完善程序com工工序卡片日照市技师学院产品名称零件名称零件图号模具凸模型芯01工序号程序号夹具名称使用设备车间00110000数控实训基地工步工步内容刀具号背吃刀量主轴转速进给速度备注1粗铣轮廓T013mm3000 rmin 250自动2精铣轮廓T0201mm3500 rmin 1000自动3精铣凹槽T0302mm2500 rmin 100自动4精铣凸台T041mm3000 rmin 300自动5曲面铣T05005mm40

16、00 rmin 1000自动com工刀具卡片产品名称数码相机外壳注塑模具零件名称模具型芯凸模序号刀具号刀具规格刀具名称加工方法刀角半径1T01D6mm立铣刀型腔铣02T02D6mm立铣刀深度加工03T03D1mm立铣刀深度加工04T04D2mm立铣刀深度加工05T05D6mm球头刀固定轮廓铣322数控加工仿真利用UG60进行仿真加工传统的模具制作方法大都是采用原件改制人工敲制或手工刻制等方式 工艺落后 精度很低 制造周期长数控技术的出现那么让模具的制造实现了质的飞跃数控编程的核心是刀位点的计算 对于复杂的产品尤其是具有众多复杂曲面的产品 其数控加工刀位点的人工计算十分困难而UG CAM模块自动

17、编程很好的解决了这一问题利用UGCAD模块生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品外表几何信息 软件可以针对这些信息进行数控加工刀位的自动计算整个过程都以统一的数据库和文件传输格式为根底 实现了信息集成和数据共享 不仅能够快速提高加工效率 而且能够保证质量 降低本钱com的准备首先翻开UG60选择文件-翻开加载数码相机外壳凸模部件选择创立刀具选用直径为6的4刃硬质合金刀具如图21所示调整为几何视图建立工件坐标系指定部件指定毛坯如图22所示 图21刀具参数 图22 部件毛坯com数设置com1粗铣轮廓-型腔铣型腔铣加工量比拟大采用分层进给铣削可以减小机床负荷延长刀具使用寿命采用型腔铣沿

18、零件外形去除模型加工模式加工出零件的大致外形刀具选择硬质合金带涂层铣刀6 r1 mm转速3000 rmin进给速度250 mmmin图23 每层切削深度设置为6 mm刀具进给百分比为50为了减小刀具磨损刀具下刀方式采用螺旋线进刀图24为粗加工刀具轨迹 图23加工参数 图24加工轨迹com2精铣轮廓-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对轮廓采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层球铣刀6 mm转速4000 rmin进给速度1000 mmmin最小切削深度设置为001mm全局每刀深度设置为005 mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为01图25为精加工刀具轨迹 图25 精加工刀具轨迹co

19、m3精铣凹槽-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对凹槽采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层球铣刀1 mm转速2500 rmin进给速度100 mmmin最小切削深度设置为01 mm全局每刀深度设置为02 mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为0图26为精加工刀具轨迹 图26 精加工刀具轨迹com4精铣凸台-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对凸台采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层球铣刀2mm转速3000 rmin进给速度300 mmmin最小切削深度设置为01 mm全局每刀深度设置为08 mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为0图27为精加工刀具轨迹 图27精加工

20、刀具轨迹com5曲面铣-固定轮廓铣在采用型腔铣加工模式加工中分层加工立铣刀会留有阶梯状刀痕所以一般在初步加工过曲面后采用固定轴加工采用半精加工与精加工方式精修曲面以提高工件的外表质量选择使用最正确固定轴曲面区域加工的型芯外表作为加工区域刀具选择硬质合金带涂层球铣刀6 mm转速4000 rmin进给速度1000 mmmin刀具进给百分比为1采用与水平成45°或-45°往复式半精加工与精 加工方式来加工型芯外表图28为精加工刀具轨迹 图28 精加工刀具轨迹com真加工在型腔铣对话框操作栏中单击生成图标系统生成型腔铣的切削路线刀轨在型腔铣对话框操作栏中单击确认图标系统弹出刀轨可视

21、化对话框选择3D动态选项卡单击播放图标系统模拟实体切削23生成数控加工代码在用UG生成数控程序之后 必须对数控程序进行后处理 才能满足不同机床不同控制系统的特定要求这是因为由UG生成的刀轨文件只是通用性文件 而每台机床控制系统对程序格式和指令都有不同的要求最后 将后处理之后的程序传入特定数控机床完成数控加工在FANUC 数控系统的情况下 利用UG Post完成后处理的精加工程序1单击后处理图标系统弹出后处理对话框2根据提示选择机床并指定输出文件选择FANUC后处理器并按需要选择输出文件位置单击确定按钮3系统弹出信息窗口24机床实际操作加工com开机回零操作com1开机前的考前须知1操作人员必须

22、熟悉该数控机床的性能操作方法经机床管理人员同意方可操作机床2机床通电前先检查电压气压油压是否符合工作要求3检查机床可动局部是否处于可正常工作状态4检查工作台是否有越位超极限状态5已完成开机前的准备工作前方可合上电源总开关com2 开机关机过程中的考前须知 1 严格按机床说明书中的开机顺序进行操作 2 一般情况下开机过程中必须先进行回机床参考点操作建立机床做标系com3 机床回参考点对刀操作1当机床电源接通开始工作之前或机床停电后再次接通数控系统的电源或是机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作时都必须进行返回机床参考点的操作2对刀就是告诉机床工件装夹在工作台的什么地方是通过确定对刀点在机床

23、坐标系中的位置来实现加工中心中的对刀方法主要有采用寻边器对刀碰刀或试切方式对刀机外对刀仪对刀等分析该零件的加工实际及精度等要求选择用试切的方式进行对刀在对刀操作过程中还要分别测出所用刀刀位相对于理想刀位的刀位偏差值存入对应的的刀补号位置com切加工首件试切加工准备工作及考前须知1编辑修改调试好程序首件试切必须进行空运行确保程序正确无误2按工艺要求安装调试好夹具并去除各定位面的铁屑和杂物3按定位要求装夹好工件确保定位夹紧正确可靠不得在加工过程中发生工件松动现象4安装好所要用的刀具使用加工中心那么必须使刀具在刀库上的刀位号与程序中的刀号严格一致5按工件的编程原点进行对刀建立工件坐标系假设用多把刀具

24、那么其余各把刀具分别进行长度补偿或刀尖位置补偿6设置刀具长度补偿值和刀具半径补偿值7确认冷却液输出通畅流量充足8再次检查所建立的工件坐标系和刀具长度补偿值刀具半径补偿值是否正确以上各项准备好前方可进行首件试切加工第三章 数码相机外壳凹模模加工21 数控加工工艺确定加工工艺路线加工顺序 加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量生产效率和加工本钱因此我们必须很好的分析零件图分析加工工艺路线以确定最好最高效率的加工顺序一般情况一个零件的加工顺序应按照基面先行先面后孔先主后次先粗后精的原那么来确定因此根据零件图可知其加工顺序为先外形轮廓开粗和外表大面积挖槽开粗然后对上一步进行精铣其次是对中小形的槽进行粗

25、精加工最后是孔系加工选择加工用的刀具 加工刀具必须适应数控机床高速高效和自动化程度高的特点一般应包括通用刀具通用连接刀柄及少量专用刀柄刀柄要联接刀具并装在机床动力头上因此已逐渐标准化和系列化数控刀具的分类有多种方法根据刀具结构可分为整体式镶嵌式采用焊接或机夹式连接机夹式又可分为不转位和可转位两种特殊型式如复合式刀具减震式刀具等根据制造刀具所用的材料可分为高速钢刀具硬质合金刀具金刚石刀具其他材料刀具如立方氮化硼刀具陶瓷刀具等从切削工艺上可分为车削刀具分外圆内孔螺纹切割刀具等多种钻削刀具包括钻头铰刀丝锥等镗削刀具铣削刀具等为了适应数控机床对刀具耐用稳定易调可换等的要求近几年机夹式可转位刀具得到广泛

26、的应用在数量上到达整个数控刀具的3040金属切除量占总数的8090在数控铣削加工中刀具的选择直接影响着零件的加工质量加工效率和加工本钱因此正确选择刀具有着十分重要的意义刀具的选择应遵循以下原那么1根据被加工型面形状选择刀具类型平面轮廓加工一般选用平底立铣刀或圆角立铣刀曲面交给你一般选用球头刀2根据工件材料及加工要求选择刀具材料及尺寸1选择刀具材料 正确选择刀具材料需要全面掌握金属切削的根本知识和规律其中最主要的是了解刀具材料的切削性能和工件材料的切削加工性能与加工条件紧紧抓住切削中的主要矛盾同时兼顾经济性来决定取舍一般遵循以下原那么1加工普通材料工件时一般选用普通高速钢和硬质合金刀具加工难加工

27、材料时可选用高性能和新型刀具材料只有在加工高硬质材料或精密加工中常规刀具材料不能满足加工精度要求时才考虑用立方氮化硼简称CBN刀片和聚晶人造金刚石简称PCD刀片PCD的硬度可达600010000HVCBN是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料2任何刀具材料的强度韧性和硬度耐磨性等方面总是难以完全兼顾的在选择刀具时可根据工件材料切削加工性何加工条件通常先考虑耐磨性崩刃问题尽可能用刀具合理参数解决如果因刀具材料太大造成崩刃才考虑耐磨性要求选用强度和韧性较好的刀具一般情况下低速切削时切削过程不稳定容易产生崩刃现象宜选用强度韧性好的刀具材料高速切削时切削温度对刀具材料的磨损影响最大应选择耐磨性好

28、的刀具材料2选择刀具尺寸 使用环形铣刀铣削内槽底部时由于槽底两次进给路线需要搭接而刀具底刃起作用的半径Re 095R-r式中的因数095是为了保证刀具微小磨损时仍能搭接而设置的保险因数立铣刀的尺寸参数推荐按下述经验数据选取1刀具半径应小于或等于被加工零件内轮廓面得最小曲率半径min一般取R 0809min2铣刀的每刀加工深度即零件的加工高度H1416R以保证刀具有足够的刚度3加工不通孔深槽时选取刀具切削局部的长度为L H510mm4加工外型及通槽时选取L Hr510mmr为端刃圆角半径5粗加工内轮廓时铣刀最大直径D可按下式计算 D 2sin05-11-sin05D1式中D1轮廓的最小凹圆角直径

29、mm 圆角邻边夹称等分线上的精加工余量mm1精加工余量mm 圆角两邻边的最小夹角°3根据从大到小的原那么选取刀具尺寸如果被加工零件上的内轮廓角半径min过小为提高加工效率可先采用大直径的刀具进行粗加工再按上述要求选择较小的刀具对轮廓上残留余量过大的局部区域进行处理然后再对整个轮廓进行精加工合理选择切削用量切削液切削方法随着数控机床在生产实际中的广泛应用数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一在数控程序的编制过程中要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量因此编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量确实定原那么从而保证零件的加工质量和加工效率充分发挥数控机床的优点提高企业的经济效益和

30、生产水平1切削用量包括主轴转速n切削深度t或宽度B进给速度vf和背吃刀量ap等切削用量的大小对切削力切削功率刀具磨损加工质量和加工本钱均有显著影响对于不同的加工方法需选择不同的切削用量并应编入程序单内以下是编程时几种切削用量参数的设定参考1切削深度t在机床工件和刀具刚度允许的情况下t就等于加工余量这是提高生产率的一个有效措施为了保证零件的加工精度和外表粗糙度一般应留一定的余量进行精加工数控机床的精加工余量可略小于普通机床2切削宽度B铣削宽度B又称步距是指铣刀在一次进给中切掉工件表层的宽度一般铣削宽度B与刀具直径d成正比与背吃刀量成反比在粗加工中步距取大些有利于提高加工效率经济型数控加工中使用平

31、底刀时一般的取值范围为B 8>0609d使用圆鼻刀进行加工时刀具直径应扣除刀尖的圆角局部即d D-2rD为刀具直径r为刀尖圆角半径故B的取值范围为B 0809d使用球头刀进行精加工时步距确实定应首先考虑所能到达的精度和外表粗糙度3进给速度vf铣削时的进给量有三种表示方法每齿进给量fz每转进给量f和进给速度vf粗铣时影响 进给量选择的主要因素是工艺系统刚性高生产率的要求故应按每齿进给量进行选择除了上述要求还要考虑刀齿强度切削层厚度容屑情况等精铣时影响进给量选择的主要因素是加工精度和外表粗糙度的要求而每转进给量与已加工外表粗糙度关系密切故半精铣和精铣时按每转进给量进行选择由于数控铣床主运动和

32、进给运动是由两个伺服电动机分别传动它们之间没有内在联系因此无论按每齿进给量fz还是按每转进给量选择最后均需计算出进给速度vf进给速度与每齿进给量及每转进给量之间的关系是 vf n nZfz式中n铣床主轴转速rmin Z铣刀齿数vf应根据零件的加工精度和外表粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择vf的增加也可以提高生产效率加工外表粗糙度要求低时vf可选择得大些在加工过程中也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制4主轴转速n rmin 主轴转速一般根据切削速度来计算其计算公式为 n 1000vcd式中d刀具直径mm vc切削速度mmin 数控机床

33、的控制面板上一般备有主轴转速修调倍率开关可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整5背吃刀量背吃刀量的选取主要根据机床夹具刀具和工件所组成的加工工艺系统的刚性加工余量及对外表质量的要求来确定1当工件外表粗糙度值要求为Ra 12525m时加工余量较小56mm粗铣一次就可以到达要求但当余量较大工艺系统刚性较差或机床动力缺乏时可分两次铣削完成第一次背吃刀量应取大些其好处是可以防止刀具在外表缺陷层内切削余量大时往往余量不均匀同时可减轻第二次铣削进给的负荷有利于获得较好的外表质量一般粗铣铸钢或铸铁时ap取157mm粗铣五无硬皮的钢料时ap 35mm2当工件外表粗糙度值要求为Ra 32125m时可分为粗铣和半

34、精铣两步进行粗铣时ap的选取同前述粗铣后留051mm余量在半精铣时切除3在工件外表粗糙度值要求为Ra 0832m时可分为粗铣半精铣精铣三步进行半精铣时ap取152mm精铣时ap取0205mm铣刀每齿进给量参考值工件材料每齿进给量fz mmt 粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢010015010025002005010015铸铁012021015030铣削速度参考值工件材料硬度HBW铣削速度vc mmin 高速钢铣刀硬质合金钢低中碳钢2202140801502252901536601153004259204075合金钢22015355512022532510244080325

35、425593060灰铸铁1902136661501902609184590160320451021302切削液的选用原那么切削液的效果除由本身的性能决定外还与工件材料刀具材料加工方法等因素有关应该综合考虑合理选择以下是一般的选用原那么1粗加工 粗加工时切削用量大产生的切削热量多容易使刀具迅速磨损此类加工一般采用冷却为主的切削液切削速度较低时刀具以机械磨损为主宜选用润滑为主的切削液切削速度较高时刀具磨损主要是热磨损应选用冷却为主的切削液硬质合金刀具耐热性好热裂敏感可以不用切削液如采用切削液必须连续充分浇注以免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具2精加工 精加工时切削液的主要作用是提高工件外表加工质量和加

36、工精度加工一般钢件在较低的速度6030mmin下宜选用极压切削油或1012极压乳化液以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结抑制积屑瘤的产生精加工铜及其合金铝及合金或铸铁时宜选用粒子型切削液或1012乳化液以降低加工外表粗糙度注意加工铜材料时不宜采用含硫切削液因为硫对铜有腐蚀作用另外加工铝时也不适于采用含硫与氯的切削液因为这两种元素易与铝形成强度高于铝的化合物反而增大刀具与切屑间的摩擦也不宜采用水溶液因高温时水会使铝产生针孔com工工艺过程设计数控加工设备的选用这里选择FANUC-Oi数控系统装夹定位采用平口钳夹紧机构以铣床工作台面作为定位面用百分表和光电感应装置进行工件的找正机床操作过程开机系统上电

37、机床回零试运转输入数控程序程序校验自动循环启动试加工检测零件尺寸记录数据修改完善程序com工工序卡片日照市技师学院产品名称零件名称零件图号模具凸模型芯01工序号程序号夹具名称使用设备车间00110000数控实训基地工步工步内容刀具号背吃刀量主轴转速进给速度备注1粗铣轮廓T013mm3000 rmin 250自动2精铣轮廓T0201mm4000 rmin 1000自动3精铣凸台T031mm2500 rmin 100自动4精雕文字T0402mm3000 rmin 300自动5曲面铣T05005mm4000 rmin 1000自动com工刀具卡片产品名称数码相机外壳注塑模具零件名称模具型芯凸模序号刀

38、具号刀具规格刀具名称加工方法刀角半径1T01D6mm立铣刀型腔铣02T02D6mm立铣刀深度加工03T03D3mm立铣刀深度加工04T04D12mm立铣刀深度加工05T05D6mm球头刀固定轮廓铣322数控加工仿真利用UG60进行仿真加工传统的模具制作方法大都是采用原件改制人工敲制或手工刻制等方式 工艺落后 精度很低 制造周期长数控技术的出现那么让模具的制造实现了质的飞跃数控编程的核心是刀位点的计算 对于复杂的产品尤其是具有众多复杂曲面的产品 其数控加工刀位点的人工计算十分困难而UG CAM模块自动编程很好的解决了这一问题利用UGCAD模块生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品外表

39、几何信息 软件可以针对这些信息进行数控加工刀位的自动计算整个过程都以统一的数据库和文件传输格式为根底 实现了信息集成和数据共享 不仅能够快速提高加工效率 而且能够保证质量 降低本钱com的准备首先翻开UG60选择文件-翻开加载数码相机外壳凸模部件选择创立刀具选用直径为6的4刃硬质合金刀具如图31所示调整为几何视图建立工件坐标系指定部件指定毛坯如图32所示 图31 刀具参数 图32 部件毛坯com数设置com1粗铣轮廓-型腔铣型腔铣加工量比拟大采用分层进给铣削可以减小机床负荷延长刀具使用寿命采用型腔铣沿零件外形去除模型加工模式加工出零件的大致外形刀具选择硬质合金带涂层铣刀6 r1 mm转速300

40、0 rmin进给速度250 mmmin 图33 每层切削深度设置为5 mm刀具进给百分比为30为了减小刀具磨损刀具下刀方式采用螺旋线进刀图34为粗加工刀具轨迹 图33 加工参数 图34 加工轨迹com2精铣轮廓-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对轮廓采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层铣刀6 mm转速4000 rmin进给速度1000 mmmin最小切削深度设置为001mm全局每刀深度设置为005 mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为01以下图为精加工刀具轨迹com3精铣凸台-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对凹槽采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层铣刀3 mm转速2500 r

41、min进给速度100 mmmin最小切削深度设置为01 mm全局每刀深度设置为02 mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为0图36为精加工刀具轨迹 图36 精加工刀具轨迹com4精雕文字-深度加工轮廓型芯外表粗加工之后对文字采用深度精加工刀具选择硬质合金带涂层铣刀12mm转速3000 rmin进给速度300 mmmin最小切削深度设置为01 mm全局每刀深度设置为02mm选取需要加工的侧外表部件侧面余量为0部件底部面余量为0图37为精加工刀具轨迹 图37精加工刀具轨迹com5曲面铣-固定轮廓铣在采用型腔铣加工模式加工中分层加工立铣刀会留有阶梯状刀痕所以一般在初步加工过曲面后采

42、用固定轴加工采用半精加工与精加工方式精修曲面以提高工件的外表质量选择使用最正确固定轴曲面区域加工的型芯外表作为加工区域刀具选择硬质合金带涂层球铣刀6 mm转速4000 rmin进给速度1000 mmmin刀具进给百分比为1采用与水平成45°或-45°往复式半精加工与精 加工方式来加工型芯外表图38为精加工刀具轨迹 图38 精加工刀具轨迹com真加工在型腔铣对话框操作栏中单击生成图标系统生成型腔铣的切削路线刀轨在型腔铣对话框操作栏中单击确认图标系统弹出刀轨可视化对话框选择3D动态选项卡单击播放图标系统模拟实体切削23生成数控加工代码在用UG生成数控程序之后 必须对数控程序进行

43、后处理 才能满足不同机床不同控制系统的特定要求这是因为由UG生成的刀轨文件只是通用性文件 而每台机床控制系统对程序格式和指令都有不同的要求最后 将后处理之后的程序传入特定数控机床完成数控加工在FANUC 数控系统的情况下 利用UG Post完成后处理的精加工程序1单击后处理图标系统弹出后处理对话框2根据提示选择机床并指定输出文件选择FANUC后处理器并按需要选择输出文件位置单击确定按钮3系统弹出信息窗口24机床实际操作加工将生成的数控加工代码传送到数控机床进行实际的加工操作现在数控机床上模拟加工程序以检验程序的正确性在加工时要合理的选择刀具以及加工参数主轴转速进给量被吃刀量要进行毛坯的准确定位

44、和夹紧既不能过定位也不能欠定位这样才能保证加工零件的尺寸精度和外表粗糙度保证模具有较好的外表质量从而使得模具加工出来的塑料产品也具有较好的质量总结 不管把握与否学院生活已接近尾声它在我的人生轨道上已留下痕迹再过几天我就要辞别自己的学习生涯迎来自己人生中的另一个开始心中喜忧参半写下这篇文章记载我这两个多月来做毕业设计乃至学院三年的一些感受和认知 在这三年的时间里我们学到了不少的东西如机械制图金属材料与热处理数控铣床编程与操作机械根底数控工艺与编程以及各种的CADCAM 软件等等我们还去过校培训中心进行现场的实习亲自动手制作工艺编程及操作这次毕业设计正是检验我们在这三年中是否真正学到学会了知识是否

45、真正掌握了数控技术是否真正学到了一门技能的绝好时机这不仅是自我考验的时机更是自我展示的时机用我们所学过的东西去展示自我可学习了三年学了不少自我感觉也良好但这次的设计中明显感到自己在专业知识方面还是很匮乏的所以学校只是将我们领进了数控技术的大门真正的成功还需自己在将来的工作中不断努力学习慢慢经验而逐渐进步的 在刚开始的时候我对毕业设计很茫然有点措手无策不知如何去下手或者说心很急躁根本静不心来去好好思考当时把大学所有的课本重新整理温习了一遍平静了不少 在指导老师的帮助下我渐渐静下心来慢慢进入状态先去图书馆借了一些参考资料仔细的看了上面零件加工的设计过程这些资料为我以后的设计起了相当重要的作用帮助我

46、找到了一些问题的正确答案而且在设计中给了我一个比拟明确的方向和方法仔细地阅读分析了一遍设计图纸再把毕业设计要求和任务书很好的阅读了一遍把毕业设计中要做的工作划分阶段逐个地有方案地去完成 有了这些准备和方案后我开始了毕业设计的制作过程首先要完成零件的软件制图在以前的学习过程中我们学习了几种软件结合自己的零件图对于软件的使用也有了根本的掌握通过完成毕业设计任务我熟悉了UG 软件的使用把以前对软件使用方法上存在的很多疑惑给弄清楚了这些CADCAM 软件很大程度上减轻了工作的强度在实际工作中起到了重要作用所以我觉得很有必要把这些软件再好好练习能做到熟练使用在后面的设计工作中很多工作都需要用到这些软件如

47、软件编程它是对所绘制的零件进行轨迹仿真并自动生成加工程序在工作中能够划出图形并做出仿真轨迹就足够了其实不然编程才是加工零件最重要的阶段所以我们也必须对程序也充分的熟练才能在最短的时间内加工出合格的零件而自动生成的将共轨迹程序往往会出现许多不必要的多于程序从而延长了加工的时间无法提高加工效率 接下来就是编制数控机械加工工艺这是一项既复杂又繁重的工作这也是本次毕业设计的重点所以我特别重视我查阅了很多有关毕业设计方面的资料参考了一些例子希望把这个任务做得更加标准些在刚开始时也是特别迷茫因为在以前的学习中这方面比拟欠缺所以在起步阶段有些困难但经过一段时间的熟悉渐渐地明白了工作要求作为一个数控专业的毕业生搞工艺是我们需要掌握的根底知识在以后的学习工作中占有很重要的地位数控加工中如果工艺安排不妥当将会对整个加工产品的质量产生严重影响所以这次锻炼对于我们这些实际动手能力还比拟弱的大学生来说很有实际意义在手工编制数控程序阶段也是很重要的工作我又重新复习了一遍数控编程教材把以前一些不明白的或掌握不牢靠的知识点都得重新学习和消化吸收温故而知新而且改正了以前的一些错误观点稳固了根底知识在确定