《基于ProE与Mastercam的模具设计与制造》-基于ProE与Mastercam的模具设计与制造第三章

3.1任务引入·

3.1.1零件图面盖零件图如图3-1所示。3.1.2设计要求①零件外观表面留细纹不允许有任何飞边、毛刺、缩水现象；②生产批量为小批量；③零件材料为PC；④材料的缩水率为1.005。返回3.2任务分析·

3.2.1模具设计流程分析本制品模具设计流程结合设计要求进行设计，其主要设计流程是：加载参照模型→设置收缩率→创建毛坯工件→创建分型面并创建模具体积块→创建模具斜顶体积块→创建模具元件→完成模具设计。3.2.2模具结构分析根据设计要求和产品结构特点，拟定一模多腔的模具结构。3.2.3模具加工分析根据凸、凹模仁的结构，分别对它们采用曲面挖槽粗加工及曲面平行、等高外形等精加工路径即可完成。返回3.3相关知识

（斜顶机构的设计）3.3.1斜顶机构的工作原理当制品内侧壁有凸凹特征时，可以使用斜顶机构进行内侧向分型。斜顶的结构、结构的变化、种类都较少，由于斜顶在模具中所占的位置小，模具顶出时还可以起到顶针的作用，所以在模具中广泛使用。下面将介绍工作中常用到的斜顶机构形式，形式可能有所不同但其工作原理一样。用图3-2和图3-3作说明。从图3-3可以看到，因为有两个扣位扣在凸模上而无法脱出去，如果顶针顶出的话，产品是顶不出去的，如果强行硬顶出去，则两个内扣位会断掉。因此必须想办法能让“I区”返回下一页3.3相关知识

部分移走才行。设想“I区”部分一旦移走，顶针再顶出的话就可以把产品顶出，模具才能继续生产，下面通过一种机构把“I区”部分移走。先看图3-4和图3-5的对比。如图3-4所示，当用榔头敲打方铁条的下端，即施予力“P”，因为方铁条与铁板间的配合是滑动配合，所以方铁条肯定会向上升。但方铁条不可能是垂直上升，而是沿着斜孔的方向上升，见图上斜箭头所示方向，随着不断地敲打，方铁条就会一直斜向上升，一直升到A点与A′重合为止，方铁条上升的距离为H。这时，可以看到图3-5所示的那样，在A点移到A′点的同时，B点也移到了B′点，从图3-5上一页返回下一页3.3相关知识

可以清楚地看到，在B点移到B′点的过程当中，B点不仅仅只是作上升运动，而且还作向左移的水平运动，即H1。从平面几何可以得到：tana=H1/H′如果假设：方铁条的斜角a=8°，方铁条的上升距离H=20mm，H′=H=20mm则方铁条的水平移动距离H1是可以计算出来的，即H1=tana×H′=tan8°×20mm=0.14054×20mm=2.81mm在图3-4和图3-5的基础上，再详细地说明一下，如图3-6和图3-7所示。上一页返回下一页3.3相关知识

图3-6和图3-7的动作过程与图3-4和图3-5是一模一样的，只是图3-6和图3-7上多画了个产品上去而已。在顶针、方铁条的下端同时加上力P，则顶针垂直上升，产品被顶针黏着也作垂直上升，而方铁条则作斜向上升，这样B点与B′点就产生了一个相对水平位移的值H1，这里只要Hl＞1.2mm，产品就可以顺利的拿出来了，现在H1=2.81mm，远远大于1.2mm，即前面提出的问题解决了，这就是斜顶机构起了作用。上一页返回下一页3.3相关知识

3.3.2斜顶主体的设计与尺寸确定斜顶主体是整个斜顶机构里最主要的部件，它的强度、硬度和刚度直接影响和决定整个机构是否能正常工作，如它配合的松紧直接决定整个机构的精度，它的硬度和表面光洁度直接影响整个机构的使用寿命等，所以斜顶主体的设计是非常重要的，如图3-8和图3-9所示。对斜顶主体正常工作影响最大的有4个尺寸：①斜顶的斜角角度α；②斜顶的配位总长L1；③斜顶杆的厚度A；上一页返回下一页3.3相关知识

④斜顶杆的宽度B。（1）当L1在120mm以下，α在5°以下时，有A：最好取6～8mm，最小不应小于5mm，最大不应大于9mm。B：最好取6～8mm，最小不应小于5mm，最大不应大于20mm。①无论A或B值之中的任何一项小于5mm，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。上一页返回下一页3.3相关知识

②无论A或B值之中的任何一项小于5mm，凸模上的斜向导向位应该用慢走丝机床来线割加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于6mm，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。（2）当L1=120～160mm，a在5°以下时A：最好取8～10mm，最小不应小于7mm，最大不应大于12mm。B：最好取8～10mm，最小不应小于7mm，最大不应大于25mm。上一页返回下一页3.3相关知识

①当A或B值之中的任何一项小于7mm，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于7mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于8mm，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。（3）当L1=160mm以上，a在5°以下时A：最好取12～15mm，最小不应小于10mm，最大不应大于18mm。上一页返回下一页3.3相关知识

B：最好取12～15mm，最小不应小于10mm，最大不应大于30mm。①当A或B值之中的任何一项小于10mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于10mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于10mm，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。上一页返回下一页3.3相关知识

（4）当L1=120mm以下，a在5°～9°时A：最好取8～10mm，最小不应小于6mm，最大不应大于12mm；B：最好取8～10mm，最小不应小于6mm，最大不应大于20mm；①当A或B值之中的任何一项小于10mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于6mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜上一页返回下一页3.3相关知识

向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于6mm，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。（5）当L1=120～160mm，α在5°～9°时A：最好取10～12mm，最小不应小于8mm，最大不应大于16mm。B：最好取10～12mm，最小不应小于8mm，最大不应大于30mm。上一页返回下一页3.3相关知识

①当A或B值之中的任何一项小于8mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于8mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于8mm时，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。上一页返回下一页3.3相关知识

（6）当L1=160mm以上，a在5°～9°时A：最好取15～20mm，最小不应小于12mm，最大不应大于22mm。B：最好取15～20mm，最小不应小于12mm，最大不应大于35mm。①当A或B值之中的任何一项小于12mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于12mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜上一页返回下一页3.3相关知识

向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于12mm时，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。（7）当L1=120mm以下，α在9°～12°时A：最好取10～12mm，最小不应小于8mm，最大不应大于14mm。B：最好取10～12mm，最小不应小于8mm，最大不应大于20mm。①当A或B值之中的任何一项小于8mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。上一页返回下一页3.3相关知识

②当A或B值之中的任何一项小于8mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防上斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于8mm时，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。（8）当L1=120～160mm，α在9°～12°时A：最好取14～16mm，最小不应小于12mm，最大不应大于20mm。B：最好取14～16mm，最小不应小于12mm，最大不应大于30mm。上一页返回下一页3.3相关知识

①当A或B值之中的任何一项小于12mm时，都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于12mm，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于12mm时，则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。上一页返回下一页3.3相关知识

（9）当L1=160mm以上，α在9°～12°时A：最好取18～20mm，最小不应小于14mm，最大不应大于24mm。B：最好取18～20mm，最小不应小于14mm，最大不应大于35mm。①当A或B值之中的任何一项小于14mm时。都必须设计加强措施，以提高其强度和刚度。②当A或B值之中的任何一项小于14mm时，凸模上的斜向导向位都应该用慢走丝线切割机床来加工，以提高斜向导向位的表面光洁度，减小斜顶顶出时的摩擦力，防止斜顶上一页返回下一页3.3相关知识

与斜向导向位之间的“咬死”现象，如果A和B值都大于14mm时。则凸模上的斜向导向位允许用一般的快走丝线切割机床来加工，当然用慢走丝线切割机床来加工会更好。3.3.3斜顶的斜角角度在这里用α来表示，它在斜顶机构里是一个非常重要的参数，角度越小斜顶的摩擦阻力越小，作用在斜顶杆上的弯曲力也越小，斜顶滑动得越顺畅，但是角度越小，在相同的顶出距离的条件下抽芯量也越小，这一点是不理想的，而且α的大小，直接影响到斜顶机构使用的空间，说不定会发生斜顶与斜顶“干涉”的现象，即斜顶下端上一页返回下一页3.3相关知识

脚伸出顶针板外的现象，在模具设计这个行业里，以上情形的发生是常有的事，如图3-10所示。①α=3°～5°时，斜顶滑动得很顺畅，只要抽芯量能满足产品的要求，α值越小越好，特别在斜顶杆的厚度和宽度很小时，往往采用减小α值来弥补斜顶杆强度的不足。②当α=5°～9°时，这是斜顶机构里使用得最多的斜角角度范围，无论是哪个角度，抽芯量稳定性顶出距离等都比较适中，所以这个角度段是应用得最多的。③当α=9°～12°，一般情况下不使用，因为这个角度段有点偏大了，使得斜顶杆上的摩擦力大增，弯曲力也大增，所上一页返回下一页3.3相关知识

有这些都对斜顶的寿命、稳定性造成很大的威胁，如果不是产品的特别需要，不要轻易采用。④如果不是在万不得已的情况下α不要选大于12°，这已进入了斜顶的“死亡”区，就算可以使用，斜顶机构也不长命，随时都会发生“卡模”现象，而且，α值不能大于16°，这一点设计者一定要牢记。3.3.4斜顶参数的计算①斜顶在水平方向的行程距离为S（如图3-11所示）。斜顶行程S=倒扣距离×收缩率+2～3（安全值）上一页返回下一页3.3相关知识

②斜顶角度α的计算公式斜顶角度tanα=斜顶行程S/顶出行程H。上一页返回3.4任务实施

3.4.1面板模具设计面板三维造型完成后，利用Pro/ENGINEER系统下的【制造】|【模具型腔】模块进行模具组件设计，它包括参照模型的布局、收缩率的设置、毛坯工件的设计、分型面的设计、分割体积块、抽取模具元件、铸模及开模几大部分。1.调入模具参考模型①选择菜单栏中的【文件】|【新建】命令或单击按钮建立新的文件，系统弹出如图3-12所示的【新建】对话框，在【类型】栏中选中【制造】单选按钮，在【子类型】栏中选中【模具型腔】单选按钮，在【名称】文本框中输入文件名返回下一页3.4任务实施

“mold03”，并取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮。②系统弹出如图3-13所示的【新文件选项】对话框，在【模板】栏选择图3-12，单击【确定】按钮，进入模具设计模块。③单击工具栏中的选取零件\定义零件在模具中的放置和方向按钮。④系统弹出图3-14所示的【打开】对话框，并自动定位在设置的当前工作目录“D：\第三章”下，在【打开】对话框中选择文件“mg3.prt”，单击【打开】按钮。上一页返回下一页3.4任务实施

⑤接受图3-15所示的参照模型名称为“MOLD03_REF”，单击【确定】按钮。⑥单击【布局】对话框中的【预览】按钮，参照模型图3-15所示，接受默认的参照模型名称。如图3-16所示，参照模型与模具开模方向不一致。⑦选择图3-17所示的【布局】对话框中的按钮，系统弹出一个如布局对话框图3-18所示的参照模型窗口。⑧选择图3-19所示的【菜单管理器】中的【动态】命令，选择如图3-20所示的【参照模型方向】对话框中的Y按钮上一页返回下一页3.4任务实施

，在【数值】文本框中输入“90.0”，再单击【确定】按钮，使参照模型绕Y轴旋转90°。⑨单击【布局】对话框中的【确定】按钮，接受图3-21所示的系统给定的绝对精度值，单击【确定】按钮。⑩选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令结束参照模型装配，结果如图3-22所示。2.设置收缩率①单击工具栏中的按比例指定零件收缩按钮，系统要求选取坐标系，选择参照模型中的PRT_CSYS_DEF坐标系。上一页返回下一页3.4任务实施

②在图3-23所示的【按比例收缩】对话框中输入收缩率为“0.005”，单击按钮完成收缩率的设置。3.设计毛坯工件①选择工具栏中的自动创建工件工具。②系统要求选择铸模原点坐标系，选择图3-24所示的模具坐标系（MOLD_DEF_CSYS）。③在图3-25所示的【整体尺寸】栏输入自动工件的整体尺寸为X：240；Y：180；+Z型腔：50；-Z型芯：30，单击【确定】按钮，结果如图3-26所示。上一页返回下一页3.4任务实施

4.设计分型面（1）设计主分型曲面①单击工具栏中的分型面工具按钮，选择菜单栏中的【编辑】|【阴影曲面】命令，绘图区中出现了一个投影方向的箭头，如图3-27所示。②在图3-28所示的【阴影曲面】对话框中单击【确定】按钮，结果如图3-29（2）设计斜顶分型曲面①选择工具栏中的拉伸工具，选取图3-30所示的DTM1基准平面作为草绘平面。上一页返回下一页3.4任务实施

②进入草绘模式后，单击隐藏线按钮，然后通过用现有边命令和线工具，绘制图3-31所示的两个拉伸剖面，单击按钮。③草绘完成后，在图3-32所示的拉伸操作板中，选择对称拉伸工具，拉伸深度设为“10.00”，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击按钮。④选择图3-33所示的两个斜顶分型曲面，选择工具栏中的镜像工具，再选择MOLD_FRONT基准面，单击按钮完成斜顶的创建，结果选择的曲面与镜像平面如图3-34所示。上一页返回下一页3.4任务实施

5.分割体积块（1）分割凸凹模体积块①选择工具栏中的分割为新的模具体积块工具，选择图3-35所示的【菜单管理器】中的【两个体积块】|【所有工件】|【完成】命令。②选择图3-36所示的分型面为模具体积块分割曲面。③单击图3-37所示的【选取】对话框中的【确定】按钮，再单击【分割】对话框中的【确定】按钮结束分型面选择。④系统高亮显示毛坯工件的下半部分，并弹出图3-38所示的【属性】对话框，输入凸模仁名称“CORE03”，单击【着色】按钮，被分割的体积块图3-39所示，单击【确定】按钮。上一页返回下一页3.4任务实施

⑤系统高亮显示毛坯工件的上半部分，并弹出图3-40所示的【属性】对话框，输入凹模仁名称“CAVITY03”，单击【着色】按钮，被分割的体积块如图3-41所示，单击【确定】按钮。（2）分割斜顶体积块①在工具栏中单击分割为新的模具体积块按钮，在【分割体积块】菜单中依次选择【一个体积块】|【模具体积块】|【完成】命令，如图3-42所示。②在弹出的【搜索工具】对话框中选取凸模型芯体积块“面组：F11（CORE03）”作为分割的对象，如图3-43所示，单上一页返回下一页3.4任务实施

击按钮，最后单击【关闭】按钮，关闭【搜索工具】对话框。③这时系统要求选取分割曲面，选取图3-44所示的斜顶分型面，再单击的对话框中的【确定】按钮，弹出【岛列表】对话框，如图3-45所示，选中【岛2】～【岛5】复选框，并选择【完成选取】选项，最后单击【分割】对话框中的【确定】按钮。④在如图3-46所示的【属性】对话框中输入斜顶名称xieding，并单击【着152基于Pro/E色】按钮观察斜顶图样如图3-47所示，最后在对话框中单击【确定】按钮，完成斜顶的分割。上一页返回下一页3.4任务实施

6.抽取模具元件①选择工具栏中的从模具体积块创建型腔嵌入件零件工具。②系统弹出图3-48所示的【创建模具元件】对话框，单击选取全部体积块按钮，再单击【确定】按钮，结束抽取模具元件。7.生成铸模①在生成铸模前先将参照模型、毛坯工件和分型面隐藏起来，选择顶部工具栏中的遮蔽工具，将图3-49所示的参照模型“MOLD03_REF”和毛坯工件“MOLD03_WRK”遮蔽，再单上一页返回下一页3.4任务实施

击图3-50所示的按钮，将分型面“PART_SURF_1”遮蔽，最后单击【遮蔽】选项卡中的【关闭】按钮。②选择图3-51所示的【菜单管理器】中的【铸模】|【创建】命令。③在图3-52所示的提示区输入铸模零件名称“zhumo3”，单击按钮。④在图3-53所示的提示区输入模具零件公用名称“zhumo3”，单击按钮，完成铸模的创建。上一页返回下一页3.4任务实施

8.模拟开模①选择左工具栏中的执行模具开口分析工具，接着选择图3-54所示的【菜单管理器】中的【定义间距】|【定义移动】命令进行开模模拟。②系统要求选择要移动的零件，选择图3-55所示的凹模零件，单击图3-56所示的【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择，选择的凹模的顶面为移动方向参照。③在图3-57所示的提示区输入移动距离“100”，单击按钮。④选择【菜单管理器】中的【完成】命令，凹模向上移动，如图3-58所示。上一页返回下一页3.4任务实施

⑤继续选择图3-59所示的【菜单管理器】中的【定义间距】|【定义移动】命令。⑥系统提示选择要移动的零件，选择图3-60所示的铸模零件，单击【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择，选择图3-60中的边为移动方向参照。⑦在图3-61所示的提示区输入移动距离“50”，单击按钮。⑧选择【菜单管理器】中的【完成】命令，铸模零件向上移动，如图3-62上一页返回下一页3.4任务实施

⑨选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令，结束开模操作。9.转出凹模IGES数据文件①在图3-63所示的模型树列表中的“CAVITY03.PRT”零件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，系统调用零件模块并打开凹模零件，如图3-64所示。②选择菜单栏中的【文件】|【保存副本】命令，系统弹出图3-65所示的【保存副本】对话框，并自动定位在当前工作目录“D:\第三章”下，在【类型】栏选择IGES（*.igs）格式，接受默认的新建名称“CAVITY03”，单击【确定】上一页返回下一页3.4任务实施

按钮，系统弹出图3-66所示的【导出IGES】对话框，单击【确定】按钮，将凹模零件输出为IGES曲面格式的文件。③选择菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭凹模零件窗口，返回到模具模块。10.转出凸模IGES数据文件①在图3-67所示的模型树列表中的“CORE03.PRT”零件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，系统调用零件模块并打开凸模零件，如图3-68所示。上一页返回下一页3.4任务实施

②选择菜单栏中的【文件】|【保存副本】命令，系统弹出图3-69所示的【保存副本】对话框，并自动定位在当前工作目录“D:\第三章”下，在【类型】栏选择IGES（*.igs）格式，接受默认的新建名称“core03”，单击【确定】按钮，系统弹出图3-70所示的【导出IGES】对话框，单击【确定】按钮，将凸模零件输出为IGES曲面格式的文件。③选择菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭模具组件窗口，返回到模具模块。④选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令保存文件，系统弹出【保存对象】对话框，并自动定位在设置的当前工作目上一页返回下一页3.4任务实施

录“D:\第三章”，要求输入保存文件名称，接受默认的文件名“MOLD03.MFG”，单击【确定】按钮保存文件。3.4.2面板的模具制造1.凸模IGES数据文件处理（1）转入凸模IGES数据文件①启动MastercamX2软件，界面如图3-71所示。②选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图3-72所示的【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，选择“D:\第三章\core03.igs”文件，单击按钮，转入的凸模IGES文件如图3-73所示。上一页返回下一页3.4任务实施

（2）凸模IGES数据文件的坐标处理①选择图3-74所示的工具栏中的侧视构图面工具。②选择菜单栏中的【转换】|【旋转】命令，视窗选择图3-75所示的所有几何图形，按Enter键确认。③在弹出的图3-76所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋转角度“90.0”，单击确定按钮，然后单击顶部工具栏中的等角视图按钮，再单击着色显示按钮，结果如图3-77所示。上一页返回下一页3.4任务实施

（3）斜顶安装孔曲面修补①选择【层别】命令，在图3-78所示的【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“2”，单击按钮，设置当前图层为第2层。②选择菜单栏中的【绘图】|【曲面曲线】|【指定边界】命令，选择图3-79所示的斜顶边缘曲面P1，移动箭头到斜顶边缘位置处单击，产生曲面边界线，依次对斜顶侧边缘位置曲面重复以上操作。③选择【层别】命令，关闭第一层，结果如图3-80所示。上一页返回下一页3.4任务实施

④选择【绘图】|【任意直线】|【绘制任意直线】命令，分别选择曲线的端点与拐角的点，得到的直线如图3-81。⑤选择【层别】命令，设置当前为第一层。⑥选择【绘图】|【绘制曲面】|【昆氏曲面】命令，依次选择图3-82所示中P1、P2、P3、P4的曲线，按Enter键确认，结果如图3-83所示。⑦用同样的方法，创建其他7个曲面，结果如图3-84所示。⑧选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令保存文件，系统弹出图3-85所示的【另存为】对话框，输入保存文件名“CORE03”，单击按钮保存凸模文件。上一页返回下一页3.4任务实施

2.凹模IGES数据文件处理（1）转入凹模IGES数据文件选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，选择“D:\第三章\cavity03.igs”文件，单击按钮，转入的凹模IGES文件如图3-86所示。（2）凹模IGES数据文件的坐标处理①选择图3-87所示的工具栏中的侧视构图面工具。②选择菜单栏中的旋转命令【转换】|【旋转】，视窗选择图3-88所示的所有几何图形，按Enter键确认。上一页返回下一页3.4任务实施

③在弹出的图3-89所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋转角度“90.0”，单击按钮切换放置方向，单击确定按钮，然后单击顶部工具栏中的等角视图按钮，再单击着色显示按钮，结果如图3-90所示。④选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令，系统弹出图3-91所示的【另存为】对话框，输入保存文件名“CAVITY03”，单击按钮保存凹模文件。3.面板凸模加工面板凸模加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面挖槽粗加工刀具路径，规划曲面平行精加工刀具路径，规划上一页返回下一页3.4任务实施

曲面等高外形精加工刀具路径等内容编程加工方案见表3-1。序号加工方法程序名刀具型号余量时间/min说明1曲面挖槽粗加工101.NC圆鼻刀Φ25R10.5502挖槽加工102.NC平底刀Φ20033曲面平行精加工103.NC球刀Φ120184曲面等高外形精加工104.NC平底刀Φ12018（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划面板凸模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。上一页返回下一页3.4任务实施

①在图3-92所示的状态栏中的颜色区域单击，将颜色设定为黑色。②选择【层别】命令，设置当前图层处于第2层。③选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，设置边界盒参数如图3-93所示，单击按钮，结果如图3-94所示。④选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，选择图3-95所示的线段端点Pl、P2，结果如图3-96所示，单击按钮结束绘线命令。⑤选择菜单栏中的移动几何图形【转换】|【平移】命令，视窗选择图3-97所示的所有几何图形，按Enter键确认。上一页返回下一页3.4任务实施

⑥在图3-98所示的【平移选项】对话框中选中【移动】单选按钮，单击移动起点选择按钮。⑦选择图3-99所示的对角线段中点Pl为移动起点。⑧系统提示选择移动终点，在图3-100所示的坐标输入栏中输入移动终点X坐标为“0.0”，Y坐标为“0.0”，Z坐标为“0.0”，按Enter键确认，单击确定按钮，系统将几何图形中心的最高点移动到原点位置。⑨选择状态栏中的【层别】命令，在【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“3”，关闭第2层，单击确定按钮，如图3-101所示。上一页返回下一页3.4任务实施

⑩选择菜单栏中的【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，选择图3-102所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图3-103所示，产生曲面边界，单击按钮结束曲线绘制。（2）Φ25R1圆鼻刀运用曲面挖槽粗加工刀路对凸模毛坯工件进行粗加工运用曲面挖槽刀具路径对面板凸模粗加工，目的是粗切除大部分的工件材料。其内容主要包括加工刀具的选择、刀具参数的设置、加工参数（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）的设置等。上一页返回下一页3.4任务实施

①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令来设置铣床。②选择顶部工具栏中的俯视构图面工具。③如图3-104所示，选择菜单栏中的【刀具路径】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令，系统弹出图3-105所示的【输入新NC名称】对话框，单击确定按钮。④系统提示选择加工曲面，视窗选择图3-106所示的所有曲面为加工曲面，按Enter键确认。⑤在图3-107所示的对话框中单击设置加工边界按钮，选择图3-108所示的串联几何图形Pl为加工边界，单击【串联选择】对话框中的确定按钮，结束加工边界选择。上一页返回下一页3.4任务实施

⑥系统返回【刀具路径的曲面选取】设置对话框，单击确定按钮。⑦系统弹出图3-109所示的【曲面粗加工挖槽】对话框，在刀具栏空白区内右击，在弹出的快捷菜单中选择【刀具管理】命令，从刀具库选择刀具，系统弹出图3-110所示的【刀具管理】对话框，选择Φ25R1圆鼻刀，单击加入按钮，再单击确定按钮。⑧在图3-111所示的对话框中设置【刀具号码】为“1”，【刀长补正】为“l”，【刀径补正】为“1”，【进给率】为“1500.0”，【进刀速率】为“1500.0”，【主轴转速】为“1200”，【提刀速率】为“2000”。上一页返回下一页3.4任务实施

⑨打开图3-112所示的【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。⑩选择图3-113所示的【粗加工参数】选项卡，设置挖槽粗加工相关参数。单击【螺旋式下刀】按钮，设置参数如图3-114所示，单击按钮。单击【切削深度】设置按钮，设置参数如图3-115所示，单击按钮。提示：在【最高的位置】文本框输入的深度值“0.5”是为了避免第一层走空刀，而【最低的位置】文本框输入的深度值“56.7383”为模具合模面（平面）的Z深度值，可以单击【侦测平面】按钮测得。单击【间隙设定】按钮，设置参数如图3-116所上一页返回下一页3.4任务实施

示，单击按钮。选择图3-117所示的【挖槽参数】选项卡，设置曲面挖槽粗加工相关参数，单击按钮，产生的刀具路径如图3-118所示。（3）工件参数设置①选择图3-119所示的【材料设置】命令，设置加工操作管理器中的工件。②在弹出的图3-120所示的【机器群组属性】对话框中单击【边界盒】按钮。③设置边界盒参数图3-121所示，单击确定按钮。上一页返回下一页3.4任务实施

④系统自动计算出图3-122所示的工件参数，单击确定按钮。（4）曲面挖槽粗加工实体加工模拟利用Mastercam系统提供的实体加工模拟功能，对工件进行实体粗加工模拟，可以及时发现曲面挖槽粗加工中存在的问题，以便对不合理的粗加工参数进行修改。单击加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，在【实体切削验证】对话框中单击执行按钮，模拟加工结果如图3-123所示，单击按钮，结束模拟操作。（5）刀具路径后处理①单击按钮，选中所有操作。然后单击按钮，弹出【后处理程序】对话框，如图3-124所示，单击按钮确认。上一页返回下一页3.4任务实施

②弹出【另存为】对话框，如图3-125所示，选择NC文件保存路径，在这里直接单击【保存】按钮，保存文件到默认文件夹内。③生成的G代码程序如图3-126所示。④单击加工操作管理器中的按钮，关闭曲面挖槽刀具路径显示，为后续的加工操作做准备。⑤选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令保存文件。注：鉴于篇幅所限，面板凸模其余的刀具路径编程这里不作介绍，读者可以打开附书光盘中“MASTERCAM结果文件”内的“CORE03.MCX”文件，参考学习。上一页返回下一页3.4任务实施

4.面板凹模加工面板凹模加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面挖槽粗加工刀具路径，规划曲面平行精加工刀具路径，规划曲面等高外形精加工刀具路径等内容，编程加工方案见表3-2。序号加工方法程序名刀具型号余量时间/min说明1曲面挖槽粗加工101.NC圆鼻刀Φ16R10.51052曲面残料粗加工102.NC平底刀Φ60.593曲面平行半精加工103.NC球刀Φ10063分型面精加工上一页返回下一页3.4任务实施

4曲面平行半精加工104.NC球刀Φ100.239模腔半精加工5曲面平行精加工105.NC球刀Φ10058模腔精加工6曲面平行精加工106.NC球刀Φ4063模腔精加工（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划面板凹模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。①在状态栏中选择【图层】命令。上一页返回下一页3.4任务实施

②在图3-127所示的【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“2”，单击按钮，当前图层处于第2层。③选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，设置边界盒参数如图3-129所示，单击按钮，结果如图3-128所示。④选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，再选择图3-130所示的线段端点Pl、P2，结果如图2-131所示，单击按钮结束绘线命令。⑤选择菜单栏中的【转换】|【平移】命令，视窗选择图3-132所示的所有几何图形，按Enter键确认。上一页返回下一页3.4任务实施

⑥在图3-133所示的【平移选项】对话框中选中【移动】单选按钮，单击移动起点选择按钮。⑦选择图3-134所示的对角线段中点Pl为移动起点。⑧系统提示选择移动终点，在图3-135所示的坐标输入栏中输入移动终点X坐标为“0.0”，Y坐标为“0.0”，Z坐标为“0.0”，按Enter键确认，单击确定按钮，系统将几何图形中心的最高点移动到原点位置。⑨在状态栏中选择【层别】命令，在【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“3”，关闭第2层，单击确定按钮，如图3-136所示。上一页返回下一页3.4任务实施

⑩选择菜单栏中【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，再选择图3-137所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图3-138所示产生曲面边界，单击按钮结束曲线绘制。（2）Φ16R1圆鼻刀运用曲面挖槽粗加工刀路对凸模毛坯工件进行粗加工运用曲面挖槽刀具路径对面板凸模粗加工，目的是粗切除大部分的工件材料。其内容主要包括加工刀具的选择、刀具参数的设置、加工参数（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）的设置等。①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令来设置铣床。上一页返回下一页3.4任务实施

②选择顶部工具栏中的俯视构图面工具。③选择菜单栏中的【刀具路径】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令，系统弹出图3-139所示的【输入新NC名称】对话框，单击确定按钮。④系统提示选择加工曲面，视窗选择图3-140所示的所有曲面为加工曲面，按Enter键确认。⑤在图3-141所示的对话框中单击设置加工边界按钮，选择图3-142所示的串联几何图形Pl为加工边界，单击【串联选择】对话框中的确定按钮，结束加工边界选择。上一页返回下一页3.4任务实施

⑥系统返回【刀具路径的曲面选取】设置对话框，单击确定按钮。⑦系统弹出如图3-143所示的【曲面粗加工挖槽】对话框，在刀具栏空白区内右击，在弹出的快捷菜单中选择【刀具管理】命令，从刀具库选择刀具，系统弹出如图3-144所示的【刀具管理】对话框，选择Φ16R1圆鼻刀，单击加入按钮，再单击确定按钮。⑧在如图3-145所示的对话框中设置【刀具号码】为“1”，【刀长补正】为“l”，【刀径补正】为“1”，【进给率】为“1500.0”，【进刀速率】为“1500.0”，【主轴转速】为“l200”，【提刀速率】为“2000.0”。上一页返回下一页3.4任务实施

⑨打开图3-146所示的【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。⑩打开图3-147所示的【粗加工参数】选项卡，设置挖槽粗加工相关参数。单击【螺旋式下刀】按钮，设置参数如图3-148所示，单击按钮。⑪单击【切削深度】设置按钮，设置参数如图3-149所示，单击按钮。⑫单击【间隙设定】按钮，设置参数如图3-150所示，单击按钮。打开图3-151所示的【挖槽参数】选项卡，设置曲面挖槽粗加工相关参数，上一页返回下一页3.4任务实施

⑬单击按钮，产生的刀具路径如图3-152所示。（3）工件参数设置①选择【材料设置】命令设置加工操作管理器中的工件。②在弹出的图3-153所示的【机器群组属性】对话框中单击【边界盒】按钮。图3-153启动边界盒设置③设置边界盒参数图3-154所示，单击确定按钮。④系统自动计算出图3-155所示的工件参数，单击确定按钮。图3-154设置边界盒参上一页返回下一页3.4任务实施

（4）曲面挖槽粗加工实体加工模拟单击加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，在【实体切削验证】对话框中单击执行按钮，模拟加工结果如图3-156所示，单击按钮，结束模拟操作。（5）刀具路径后处理①单击按钮，选中所有操作。然后单击按钮，弹出【后处理程序】对话框，如图3-157所示，单击按钮确认。②弹出【另存为】对话框，如图3-158所示，选择NC文件保存路径，在这里直接单击【保存】按钮，保存文件到默认文件夹内。上一页返回下一页3.4任务实施

③生成的G代码程序如图3-159所示。的模具设计与制造④单击加工操作管理器中的按钮，关闭曲面挖槽刀具路径显示，为后续的加工操作做准备。⑤选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令保存文件。注：鉴于篇幅所限，面板凹模其余的刀具路径编程这里不作介绍，读者可以打开附书光盘中“MASTERCAM结果文件”内的“CAVITY03.MCX”文件，参考学习。上一页返回下一页3.5知识拓展

（模具数控铣削加工的基础知识）3.5.1模具数控铣削加工的特点模具制造是典型的单件小批量生产，以前主要采用普通手动设备进行生产，遇到复杂自由曲面或难以加工的部分就采用仿形铣床与电火花机床进行生产。但由于仿形铣床加工精度较低，增加了抛光工作量和时间，且制作仿形增加了生产费用和时间，所以现代模具厂几乎都采用CNC机床、加工中心或者CNC电火花加工设备进行模具的生产。由于采用了CNC机床和加工中心等先进设备，模具的交货期限极大缩短，生产成本也降低了。数控加工技术是现代先进制造技术的一个重要组成部分，在现代模具制造业中具有重要的作用。掌握返回下一页3.5知识拓展

先进的数控加工技术是模具专业人才适应社会飞速发展的关键。数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点。①零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。②能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。③能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。④加工精度高、加工质量稳定可靠。⑤生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。上一页返回下一页3.5知识拓展

⑥生产效率高。⑦从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。数控铣削加工（包括数控铣床、加工中心加工，也称CNC加工），其加工机理和普通铣床的加工是一样的，唯一不同的是普通铣床的加工是用人工操作的，而CNC加工是自动进给加工的，CNC加工在模具制造加工中有着非常重要的地第3章板的模具设计与制造189位，是应用最广泛的加工工艺，目前，它在某种意义上说是一家模具厂加工能力、加工质量、加工速度的象征，有着举足轻重上一页返回下一页3.5知识拓展

的影响。数控铣床和加工中心在编程上其实并没有实质性的区别，只是加工中心比数控铣床多了自动换刀装置，可以自动换刀连续加工（即可以在粗加工到精加工的过程中自动换刀，并一次加工完成，避免了多次拆装刀具造成的误差）。在编制程序时，只要将数控铣床加工的多个程序组合起来并添加自动换刀程序，即可用于加工中心上完成连续加工。即使不对程序作自动换刀的修改，也可以将数控铣床的程序用于加工中心上，但这时的加工中心就等于数控铣床。在模具成形零件的整个制造过程中，利用CAM软件在数控程序编制好后，先在计算机上模拟加工过程，以检验数控程序的正确性。在确认数控程序没有错误后，可通过与计算机连接的上一页返回下一页3.5知识拓展

局域网，用直接数控（DNC）方式将数控程序传送至选定的CNC机床或加工中心上，然后便可以进行加工。它的工作流程为：产品图→构建立体图→编写刀具路径→输入联机电脑→在机床上对刀分中→输入和设定各种坐标系→机床开始按着刀具路径进行加工→完成加工。3.5.2模具数控铣削加工对象及适用范围在箱体、壳体类机械零件的加工中，特别是模具型腔的加工中，数控铣床的加工量占有很大的比重。数控铣床主要用于上一页返回下一页3.5知识拓展

加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工复杂型面的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时，也可以对零件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工。数控铣削机床的加工对象与数控机床的结构配置有很大关系。它通常分为以下几种结构。①立式结构的铣床：一般适应用于加工盘、套、板类、立体曲面类等零件。一次装夹后，可对上表面进行铣、钻、扩、镗、锪、攻螺纹等工序以及内外轮廓的加工。②卧式结构的铣床：一般都带有回转工作台，一次装平后可完成除安装面和顶面以外的其余四个面的各种工序加工，适用箱体类零件加工。上一页返回下一页3.5知识拓展

③万能式数控铣床：主轴可以旋转90°或工作台带着工件旋转90°，一次装夹后可以完成对工件5个表面的加工。④龙门式铣床：适用于大型零件的加工。这里主要介绍立式结构的数控铣削机床在模具加工方面的使用。数控铣削加工在模具加工中的应用主要有以下几个方面。模架定模板、动模板的加工（如图3-160和图3-161所示）。②滑块位的加工（如图3-162所示）。③定模型腔、动模型芯的粗加工及精加工，分型面的加工（如图3-163、图3-164、图3-165、图3-166、图3-167、图3-168）所示。上一页返回下一页3.5知识拓展

④流道的加工（如图3-169和图3-170所示）⑤各类铜公（电极）粗、精的加工（如图3-171、图3-172图3-173、图3-174所示）。数控铣削加工用的刀具要求都比较高，刀具的各项尺寸都很精准，质量好，加工不易磨损，再加上它是自动进给，自动走刀。所以，数控铣削加工出来的表面都很光滑，各部位的尺寸也很精准，如果没有加工“死角”的话，它加工出来的型芯可以不必再拿去电火花加工而是直接使用即可，数控铣削加工的速度和效率都是很高的，因为它是自动走刀，刀具可以不间断、不停地进行切削加工，无论什么曲面（凹的、上一页返回下一页3.5知识拓展

凸的、斜的、相贯的等）对数控铣削加工来说，几乎都可以完成，此外数控铣加工中心机床还有自动换刀功能，所有这些都使数控铣削加工的速度得到了极大的提高，又因为数控铣床、数铣加工中心的加工是通过程序来控制的，只要机床、主轴、刀具条件允许，它加工能力是非常强的，所以，通常情况下，它是模具厂模具加工的绝对主力。一般情况下按加工量来说，一台数控铣床加工的量与4台3＃普通铣床的加工量相当，但数控铣床加工的价格较贵，通常有3种计价方法。①按小时计价。这也是常用计价方式之一，数控铣床加工的加工价格常在50～100元/小时之间。上一页返回下一页3.5知识拓展

②按模具加工的套数计价。这是通过双方在没有加工之前就要协商确定的，没有什么标准，只要双方都同意了，签订合同即可。③按产品的单件加工计价。这种方式通常在大批量生产时使用，没有标准，双方都同意的情况下，签订合同即可。数控铣床加工的精度很高，X、Y、Z三个方向及各种各样的曲面的加工精度都可以控制在0.005～0.015mm之间，其定位尺寸精度也一样可以控制在0.005～0.015mm之间。因此拥有数控铣削设备是衡量一家模具厂加工能力大小的一个重要指标。上一页返回下一页3.5知识拓展

3.5.3模具数控铣削加工工序的划分模具零件的加工质量要求相对较高，往往不可能用一道工序来满足其要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量。为保证加工质量和合理地使用设备、人力，零件的数控铣削加工过程通常按工序性质不同，分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。粗加工阶段。其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率。上一页返回下一页3.5知识拓展

②半精加工阶段。其任务是使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工（如精铣、精磨）做好准备。并可完成一些次要表面的加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。③精加工阶段。其任务是保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。数控铣削加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下。①按所用刀具划分。使用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把、第三把刀完成它们可以完成的上一页返回下一页3.5知识拓展

其他部位。这样可减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。这种方法适用于工件的待加工表面较多，机床连续工作时间较长，加工程序的编制和检查难度较大等情况。加工中心就是采用这种方法划分的。②按安装次数划分。以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序，这种方法适用于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。③按粗、精加工划分。即粗加工中完成的那部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为另一道工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开上一页返回下一页3.5知识拓展

的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡是要进行粗、精加工的都要将工序分开。④按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序，对于加工表面多而复杂的零件，可按其结构特点（如内形、外形、曲面和平面等）划分成多道工序，一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及企业生产组织状况灵活掌握。具体采用工序集上一页返回下一页3.5知识拓展

中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。3.5.4模具数控铣削加工工序的安排应遵循的原则模具数控铣削加工工序通常按下列原则安排。①基面先行原则。用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如，箱体类零件总是先加工定位用的平面和两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。上一页返回下一页3.5知识拓展

②先粗后精原则。模具各个表面的加工顺序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度值。③先主后次原则。零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。④先面后孔原则。对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在上一页返回下一页3.5知识拓展

加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏。⑤数控加工工序与普通工序衔接。数控工序的前后一般都穿插有其他普通工序，如衔接不好就容易产生矛盾，因此要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题。最好的办法是建立相互状态要求，例如：要不要为后道工序留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差等。其目的是达到相互能满足加工需要，且质量目标与技术要求明确，交接验收有依据。关于手续问题，如果是在同一个车间，可由编程人员与主管该零件的工艺员协商确定，在制定工序工艺文上一页返回下一页3.5知识拓展

文件中互审会签，共同负责；如果不是在同一个车间，则应用交接状态表进行规定，共同会签，然后反映在工艺规程中。此外，模具数控铣削加工顺序的安排还应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来综合考虑，重点是不能破坏工件的刚性，上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；先进行模具内形内腔的加工工序，后进行外形加工工序；以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数；在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。上一页返回下一页3.5知识拓展

3.5.5模具零件曲面数控铣削时应注意的问题由于制品的形状千奇百怪，模具型腔、型芯造型也随之变化无穷，因此模具零件曲面的数控铣削加工必不可少，在对曲面进行数控铣削时应注意以下问题。①粗铣。粗铣时应根据被加工曲面给出的余量，用立铣刀按等高面一层一层地铣削，这种粗铣效率高。粗铣后的曲面类似于山坡上的梯田。台阶的高度视粗铣精度而定。上一页返回下一页3.5知识拓展

②半精铣。半精铣的目的是铣掉“梯田”的台阶，使被加工表面更接近于理论曲面，采用球头铣刀一般为精加工工序留出0.5mm左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。③精加工。最终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时，一般用行切法。对于开敞性比较好的零件而言，行切的折返点应选在曲表的外面，即在编程时，应把曲面向外延伸一些。对开敞性不好的零件表面，由于折返时，切削速度的变化，很容易在已加工表面上及阻挡面上，留下由停顿和震动产生的刀痕。所以在加工和编程时，一是要在折返时降低进给速度；二是在编程时，被加工曲面折返点应稍离开阻挡面上一页返回下一页3.5知识拓展

。对曲面与阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外加工，这样就会使被加工曲面与阻挡面光滑连接，而不致产生很大的刀痕。④球头铣刀在铣削曲面时，其刀尖处的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时，球刀刀尖切出的表面质量比较差，所以应适当提高主轴转速，另外还应避免用刀尖切削。⑤避免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种，一种是端面有顶尖孔，其端刃不过中心。另一种是端面无顶尖孔，端刃相连且过中心。在铣削曲面时，有顶尖孔的端铣刀绝对不能像钻头上一页返回下一页3.5知识拓展

似地向下垂直进刀，除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔的端刀时可以垂直向下进刀，但由于刀刃角度太小，轴向力很大，所以也应尽量避免。最好的办法是向斜下方进刀，进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时，可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀的效果虽然比平底的端铣刀要好，但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故，因此最好不使用这种下刀方式。⑥铣削曲面零件中，如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象时，应及时停止加工，以免浪费工时。⑦在铣削模具型腔比较复杂的曲面时，一般需要较长的周期，因此，在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当上一页返回下一页3.5知识拓展

的检查，以免在中途发生故障，影响加工精度，甚至造成废品。⑧在模具型腔铣削时，应根据加工表面的粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难的部位，如果加工表面粗糙度较差，应适当多留些修锉余量；而对于平面、直角沟槽等容易加工的部位，应尽量降低加工表面粗糙度值，减少修锉工作量，避免因大面积修锉而影响型腔曲面的精度。3.5.6数控铣削刀具选择时注意事项选择数控铣刀时应注意以下几点。上一页返回下一页3.5知识拓展

①面铣刀。面铣刀平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。选好每次走刀的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精铣精度。因此，加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时，铣刀直径要选大些，最好能够包容加工面的整个宽度。在实际工作中，平面的半精加工和精加工一般用可转位密齿面铣刀，可以达到理想的表面加工质量，甚至可以实现以铣代磨。密布的刀齿使进给速度极大提高，从而提高切削效率。精切平面时，可以设置2～4个刀齿。上一页返回下一页3.5知识拓展

②立铣刀。尽量不用高速钢立铣刀加工毛坯面，防止刀具的磨损和崩刃。毛坯面可用硬质合金立铣刀加工。大型工件的台阶面、立面及大型槽的粗铣加工选择可转位螺旋立铣刀的效率高，更换不同牌号的刀片，可加工钢、铸铁、铸钢、耐热钢等多种材料。铣削盘类零件毛坯面时，最好选用硬质合金波纹立铣刀，它在机床、刀具、工件系统允许的情况下，可以进行强力切削。铣削加工凹槽轮廓的刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径R，一般取r=（0.8～0.9）R的加工高度H≤（1/4～1/6）r，以保证刀具有足够的刚度。加工封闭的键槽应选择键槽立铣刀。上一页返回下一页3.5知识拓展

③球头铣刀。由于球头刀具的球面端部切削速度为零，走刀时，每两行刀位之间，加工表面不可能重叠，存在“残留高度”，两行刀位距离越大，表面的误差就越大，表面质量也就越差。而走刀步长和切削行距越小，加工效率越低。因此，在不发生干涉和工件不被过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀或平底圆角的立铣刀。当曲面形状复杂、精度要求高时，球头立铣刀的加工效果明显高于其他刀具。④锥刃立铣刀。当周边轮廓为对称斜角时，有很高的加工效率和较好的表面粗糙度，但当刃长（铣削长度）与刀径的比例大于2时，由于刀具退让，加工出的角度有变化，斜角上一页返回下一页3.5知识拓展

要求高的不宜采用，而应采用凸球头立铣刀（球头大于刀柄）加工。⑤加长立铣刀。在用于深窄形型腔的精加工时，一般采用整体硬质合金材料制成的加长立铣刀。在加工模具等工件型腔的数控铣削加工中，当被切削点为下凹部位或深腔时，需加长立铣刀的伸出量。如果使用长刃型立铣刀，由于刀具的挠度较大，易产生振动并导致刀具折损。因此在加工过程中，如果只需刀具端部附近的刀刃参加切削，则最好选用刀具总长度较长的短刃长柄型立铣刀。在必须使用长刃型立铣刀的情况下，则需大幅度降低切削速度和进给速度，以确保刀具刚性。上一页返回下一页3.5知识拓展

3.5.7模具零件数控加工注意事项（1）模架加工注意事项①模架的4个导柱孔