數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）-手機充電器外殼及模具加工

1、金 華 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY畢業(yè)綜合工程成果 20 屆題 目 充電器的模具造型設(shè)計與加工 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 數(shù)控083 學 號 姓 名 指導教師 年 月 日目 錄摘要3引言41 充電器外殼的三維造型設(shè)計51.1 充電器外殼的分析51.2 隱形眼鏡盒的三維造型51.2.1 新建文件51.2.2 上蓋的造型51.2.3 下蓋的造型92 充電器上蓋外殼的分模142.1 上蓋模的分模過程143 機械加工工藝路線的制訂183.1 外表加工方案的選擇183.2 加工階段的劃分183.3 刀

2、具的選擇193.4 機械加工工藝過程卡片194 充電器外殼的數(shù)控加工204.1 上蓋型腔的加工204.1.1 粗加工204.1.2 二次開粗244.1.3 半精加工244.1.4 精加工254.2 上蓋型芯的加工264.2.1 粗加工264.2.2 二次開粗304.2.3 半精加工304.2.4 精加工315 結(jié)論32謝 辭33參考文獻33 充電器外殼及模具加工機電工程學院數(shù)控技術(shù) 摘要：隨著全球經(jīng)濟一體化進程加快，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用越來越明顯，機械電子、汽車、輕工、建材和國防工業(yè)等部門都大量采用模具進行生產(chǎn)，并提出越來越高的要求。本文主要介紹了塑料模具的開展和UG軟件的特點，并

3、應(yīng)用UG軟件完成了 充電器外殼的三維造型、分模和模具型腔的數(shù)控加工等。通過 充電器外殼的三維造型、分模、加工，熟練掌握UG的建模模塊和掌握UG軟件模具設(shè)計模塊的型芯與型腔的創(chuàng)立, 掌握數(shù)控編程與加工的相關(guān)知識與技能，提高UG軟件的應(yīng)用能力及應(yīng)職應(yīng)崗能力。關(guān)鍵詞： 造型設(shè)計 數(shù)控加工 仿真加工 數(shù)控程序引言隨著我國改革開放步伐的進一步加快，中國正逐步成為全制造業(yè)的基地，特別是參加WTO后，數(shù)控編輯軟件已變得極其重要，以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想為指導，分析研究數(shù)控人機界面圖形編輯器應(yīng)具有的功能，并且通過理論研究和實踐嘗試，開發(fā)出一個集矢量繪圖、智能編譯、模擬仿真、數(shù)據(jù)傳輸于一體的功能強大、操作簡單的數(shù)控

4、系統(tǒng)人機界面編輯系統(tǒng)，從而提高數(shù)控設(shè)備開發(fā)效率、減少開發(fā)本錢。近年來高新技術(shù)企業(yè)一前所未有的速度在開展，數(shù)控技術(shù)與計算機技術(shù)一樣，起開展速度突飛猛進，且數(shù)控機床的普及率逐年提高，在現(xiàn)在制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。因數(shù)控機床能實現(xiàn)多坐標軸聯(lián)動而容易實現(xiàn)許多普通機床難以完成或無法加工的空間曲線、曲面。因此，數(shù)控機床首先在航空、航天領(lǐng)域得到應(yīng)用，并在復雜型面的模具加工中心廣泛應(yīng)用。在數(shù)控加工技術(shù)上，往往需要借助一些軟件來編制加工程序，如Pro/ENGINEER、CACX、UG等的計算機輔助制造軟件CAD/CAM。 UG是UnigrphicsSolutions公司的拳頭產(chǎn)品。Uingraphics NX軟

5、件提供了目前所能到達的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)及運動分析于一體的大型軟件。它使用簡單方便尤其是4.0版本更加的人性化，可以根據(jù)個人的嗜好對軟件進行參數(shù)設(shè)置，可以極大地提高設(shè)計效率。Uingraphics NX7.0 主要建模、外觀造型是設(shè)計、制圖、加工、鈑金、裝配、機床構(gòu)件器、仿真、注塑模、級進模等等功能于一體的綜合型軟件。它廣泛被應(yīng)用于汽車、航天、航空、船舶、機械、消費產(chǎn)品、醫(yī)療儀器和工具等各行業(yè)，極大地推動了機械工業(yè)的開展，加快了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。使用Uingraphics NX7.0的CAD功能在計算機上進行圖形設(shè)計，然后在CAM模塊中編制刀具路徑NCI，通過后處理轉(zhuǎn)成NC程式

6、，傳送至數(shù)控機床立即可以加工，CAD/CAM大大地節(jié)省了時間、資源和產(chǎn)品本錢，減輕了技術(shù)人員繁重而復雜的編程工作，同時也提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了廢品的生成，增加了經(jīng)濟效益，并加快了新產(chǎn)品的開發(fā)。此次造型設(shè)計及編程主要用到的是Unigraphics NX7.0軟件。首先利用UG的建模模塊和外觀造型模塊，進行醫(yī)用外徑規(guī)的三維造型設(shè)計，再用UG的CAM模塊對造型好的醫(yī)用外徑規(guī)進行數(shù)控加工刀路的編制，最后用UG自帶的仿真系統(tǒng)進行模擬加工，進一步提高UG軟件進行零件造型設(shè)計和數(shù)控編程。通過此次的造型設(shè)計及數(shù)控編程來進一步提高對Unigraphics NX4.0軟件的運用水平，到達造型和數(shù)控編程的應(yīng)職應(yīng)崗能

7、力。1 充電器外殼的三維造型設(shè)計1.1 充電器外殼的分析在設(shè)計之前要對 充電器外殼進行結(jié)構(gòu)分析，對各個部位的尺寸要進行測量。由于外殼是塑料制品所以要考慮在模壓的時候所產(chǎn)生的各種問題，還要對塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析也是必須考慮的。1.2 隱形眼鏡盒的三維造型1.2.1 新建文件1.啟動UG軟件后，選擇“文件 、“新建命令，系統(tǒng)會彈出“新部件文件對話框如圖1-1所示。 2.在對話框中先選擇要創(chuàng)立的文件的路徑，然后在“文件名下拉表框中輸入文件名，再在“設(shè)置單位標準對話框中設(shè)置度量單位，UG軟件提供有兩種度量單位nches英寸和Milimenters(毫米)。 圖1-1 “新部件文件對話框1.2.

8、2 上蓋的造型“建模狀態(tài)，設(shè)置圖層并建立基準坐標系，并建立草圖平面，繪制草圖約束如圖1-2所示。單擊工具欄中的完成按鈕，此時退出草圖模式，點擊【拉伸】命令，并輸入深度尺寸-9mm并確認后，最后生成實體如圖1-3所示。圖1-2 草圖約束圖1-3 拉伸實體2、單擊工具欄中的【邊倒圓】命令，對8個邊進行邊倒圓，設(shè)置邊倒圓的半徑為4.5mm，完成實體如圖1-4所示。圖1-4 邊倒圓3、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-5所示，完成草圖，單擊【拉伸】命令，輸入6mm，選擇求差，確認后實體如圖1-6所示。圖1-5繪制草圖圖1-6 拉伸求差后的實體4、單擊【插入】【設(shè)計特征】【球】，在工件體上建立個球體

9、，設(shè)置直徑為16.5mm，進行求差，并對拉伸求差完的邊進行邊倒圓，完成實體如圖1-7所示。 圖1-7 球體求差的實體 5、單擊工具欄中的【抽殼】命令，完成實體如圖1-8所示。圖1-8 抽殼后的實體6、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-9所示，完成草圖，單擊【拉伸】命令，輸入0.5mm，選擇求差，確認后實體如圖1-10所示。圖1-9 繪制草圖圖1-10 拉伸后的實體7、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-11所示，完成草圖，單擊【拉伸】命令，選擇求和、求差，確認后完成上蓋實體如圖1-12所示。圖1-11 繪制草圖圖1-12 拉伸后的實體1.2.3 下蓋的造型 “建模狀態(tài)，設(shè)置圖層并建立基準

10、坐標系，并建立草圖平面，繪制草圖約束如圖1-13所示。單擊工具欄中的完成按鈕，此時退出草圖模式，點擊【拉伸】命令，并輸入深度尺寸20mm并確認后，最后生成實體如圖1-14所示。圖1-13 繪制草圖圖1-14 拉伸后的實體2、單擊工具欄中的【邊倒圓】命令，對8個邊進行邊倒圓，設(shè)置邊倒圓的半徑為4.5mm，完成實體如圖1-15所示。圖1-15 邊倒圓后的實體3、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-16所示，完成草圖，單擊【拉伸】命令，輸入17mm，選擇求差，確認后實體如圖1-17所示。圖1-16 繪制草圖圖1-17 拉伸求差后的實體4、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-18所示，完成草圖，單

11、擊【拉伸】命令，輸入17mm，選擇求差，確認后實體如圖1-19所示。圖1-18 繪制草圖圖1-19 拉伸后的實體 5、單擊工具欄中的【抽殼】命令，完成實體如圖1-20所示。圖1-20 抽殼后的實體6、單擊【邊倒圓】命令，對上一步拉伸完的實體進行邊倒圓，最后完成的實體如圖1-21所示。圖1-21 邊倒圓7、運用【草圖】命令，畫出草圖約束如圖1-22所示。 圖1-22 繪制草圖8、退出草圖模式，單擊【拉伸】命令選擇求差，完成后的實體如圖1-23，1-24所示。1-23 拉伸后的實體圖1-24 拉伸后的實體9、運用【草圖】命令，畫出草圖約束，完成后的草圖如圖1-25，圖1-26所示。圖1-25 完成

12、的草圖圖1-26 完成的草圖10、退出草圖模式，單擊【拉伸】命令，根據(jù)各個部位的數(shù)據(jù)進行拉伸，選擇求差或者求和，完成后的實體如圖1-27，1-28所示。圖1-27 完成拉伸后的實體圖1-28 完成拉伸后的實體2 充電器上蓋外殼的分模2.1 上蓋模的分模過程1、單擊【開始】【所有應(yīng)用模塊】【注塑模向?qū)А?，在工具欄里選擇【初始化工程】，完成如圖2-1所示實體。圖2-1 初始化的實體2、單擊【模具csys】命令，在對話框中選擇【產(chǎn)品體中心】，鎖定Z軸位置，完整坐標定位，步驟如圖2-2所示。圖2-2 定位中心3、單擊【收縮率】命令，在【收縮率】對話框中輸入收縮率為1.006，如圖2-3所示。圖2-3

13、設(shè)置收縮率4、單擊【工件】命令，在彈出的對話框中設(shè)置如圖2-4所示限制距離，完成如圖2-5所示工件。圖2-4 設(shè)置限制距離圖2-5 完成后的工件 5、單擊【分型】命令，彈出【分型管理器】對話框，點擊【設(shè)計區(qū)域】命令，彈出【MPV初始化】對話框，選擇頂出方向為ZC軸方向，如圖圖2-6所示。圖2-6 選擇頂出方向6、點擊【確定】，進入【塑模部件確認】對話框，設(shè)置未定義的區(qū)域為型芯區(qū)域，完成后點擊應(yīng)用，完成如圖2-7所示。圖2-7 塑模部件驗證7、單擊【抽取區(qū)域和分型線】命令，將對話框中的【創(chuàng)立區(qū)域】和【創(chuàng)立分型線】點上，如圖2-8所示，點擊確定，完成區(qū)域創(chuàng)立和分型線創(chuàng)立。圖2-8 抽取區(qū)域和分型線

14、8、單擊【創(chuàng)立分型面】命令，創(chuàng)立有界平面，完成如圖2-9所示。圖2-9 創(chuàng)立分型面9、單擊【創(chuàng)立型芯和型腔】命令，選擇所有區(qū)域，點擊確定，完成圖2-10，圖2-11所示的型芯和型腔。圖2-10 完成后的型芯圖2-11 完成后的型腔3 機械加工工藝路線的制訂加工工藝路線的制訂的合理與否直接影響到加工工藝規(guī)程的合理性、科學性和經(jīng)濟性。它主要的任務(wù)是選擇好各個外表的加工方法和加工方案、確定各個外表的加工循序及工序集中與分散的程度、合理選用刀具、確定好夾具等。3.1 外表加工方案的選擇平面加工的方案：選擇的原那么主要是先粗加工后精加工的原那么，粗銑、半精銑、精銑3.2 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求

15、較高時，都應(yīng)劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。由于零件要求的精度較高，還應(yīng)增加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務(wù)是：粗加工階段：主要是切除毛坯上各加工外表的大局部加工余量，使毛坯的形狀和尺寸上接近零件成品。其目標是提高生產(chǎn)率。半精加工階段：到達一定的精度要求，并保證留有一定的加工余量，為主要外表的精加工作準備。同時完成一些次要外表的加工如緊固孔的鉆削，功螺紋，銑鍵槽等。精加工階段：主要任務(wù)是保證零件個主要外表到達圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。主要目標是全面保證加工質(zhì)量。3.3 刀具的選擇選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的外表尺寸相適應(yīng)。加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀

16、。3.4 機械加工工藝過程卡片1. 充電器上蓋型腔工序卡片工步號工序名稱工序內(nèi)容刀具號工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/min切削深度mm1銑粗銑輪廓T01面銑刀1000 8002銑粗銑輪廓T02R3球頭銑刀10005003銑精銑輪廓T03D2面銑刀10005004銑精銑輪廓T03R1球頭銑刀10005002 充電器上蓋凹模工序卡片工步號工序名稱工序內(nèi)容刀具號工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/min切削深度mm1銑粗銑輪廓T01面銑刀1000 8002銑粗銑輪廓T02D3面銑刀10005003銑精銑輪廓T03D3面銑刀10005004銑精銑輪廓T03R2球頭銑刀10005004 充

17、電器外殼的數(shù)控加工4.1 上蓋型腔的加工4.1.1 粗加工1、選擇菜單欄【開始】【加工】，進入加工界面。2、在彈出的快捷菜單中選擇【幾何視圖】命令，然后雙擊MSC_MILL圖標，設(shè)置平安高度為10mm，指定MCS，選擇自動判定，點擊上平面，確定坐標。如圖4-1所示。圖4-1 確定坐標 設(shè)置平安高度3、設(shè)置部件和毛胚，雙擊圖標，在對話框中選擇指定部件，點擊全選命令完成部件設(shè)置如圖4-2所示，選擇指定毛胚，選擇自動快，點擊確定完成毛胚設(shè)置如圖4-3所示。圖4-2 設(shè)置部件圖4-3 設(shè)置毛胚4、設(shè)置加工余量，在加工導航中點擊右鍵，選擇【加工方法視圖】，設(shè)置粗加工余量，半精加工余量，精加工余量，如圖4

18、-4所示。圖4-4 粗加工，半精加工，精加工余量5、單擊【創(chuàng)立程序】命令，完成程序設(shè)置，單擊【創(chuàng)立刀具】命令，完成所需的刀具設(shè)置。6、單擊【創(chuàng)立操作】命令，指定切削區(qū)域，如圖4-5所示。圖4-5 指定切削區(qū)域7、刀具選擇D6R0.4,切削模式選擇-跟隨周邊，全局每刀深度為0.3，如圖4-6所示。圖4-68、點擊【切削參數(shù)】，在【策略】中選擇深度優(yōu)先，將【島清理】點上，【壁清理】選擇自動。在余量中取消“底部面和側(cè)壁余量一致設(shè)置部件側(cè)面余量為0.3，部件底面余量為0.15，如圖3-7所示。在【空間范圍】中設(shè)置處理中的工件為“使用基于層，如圖4-8所示。 圖4-7 設(shè)置余量 圖4-8 設(shè)置二次開粗的

19、方式9、在【非切削參數(shù)】對話框中，在封閉的區(qū)域內(nèi)設(shè)置進刀類型為“螺旋線，斜角為2，高度為3，最小平安距離為1，最小傾斜長度為40，如圖4-9所示。 圖4-9 設(shè)置非切削參數(shù) 圖4-10 設(shè)置傳遞方式10、在【快速/傳遞】選項，設(shè)置平安設(shè)置選項為“實驗繼承的，區(qū)域內(nèi)和區(qū)域之間的傳遞類型設(shè)置為“前一平面，如圖4-10所示。11、設(shè)置主軸速度為1000，進給率為800，如圖4-11所示。圖4-11 設(shè)置主軸速度和進給率12、確認生成刀路，如圖4-12所示。仿真加工如圖4-13所示。 圖4-12 生成刀路 圖4-13 仿真加工4.1.2 二次開粗1、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“R2，點擊

20、確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“R2程序中。3、設(shè)置刀具為R3的球刀，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為1200，進給率為500，點擊生成命令生成刀路如圖4-14所示。圖4-14 二次開粗4.1.3 半精加工1、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“F1，點擊確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“F1程序中。3、設(shè)置刀具為D2的刀具，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸速度為1000，進給率為500，在切削參數(shù)里設(shè)置部件側(cè)面余量為0.1，底面余量為0，如圖3-15所示。完成設(shè)置后點擊生成命令生成刀路如圖4-16所示。 圖4-15 設(shè)置余量 圖4-16 生成的刀路4.1.4 精加工1、

21、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“F2，點擊確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“F2程序中。3、設(shè)置刀具為R1的刀具，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸速度為1000，進給率為500，在切削參數(shù)里設(shè)置部件側(cè)面余量為0，底面余量為0，如圖4-17所示。完成設(shè)置后點擊生成命令生成刀路如圖4-18所示。圖4-17 設(shè)置余量 圖4-18 生成刀路4、完成型腔加工，如圖4-19所示。圖4-19 完成的型腔加工4.2 上蓋型芯的加工4.2.1 粗加工1、選擇菜單欄【開始】【加工】，進入加工界面。2、在彈出的快捷菜單中選擇【幾何視圖】命令，然后雙擊MSC_MILL圖標，設(shè)置平安高度為10mm，指定M

22、CS，選擇自動判定，點擊上平面，確定坐標。如圖4-20所示。圖4-20 確定坐標 設(shè)置平安高度3、設(shè)置部件和毛胚，雙擊圖標，在對話框中選擇指定部件，點擊全選命令完成部件設(shè)置如圖4-21所示，選擇指定毛胚，選擇自動快，點擊確定完成毛胚設(shè)置如圖4-22所示。圖4-21 設(shè)置部件圖4-22 設(shè)置毛胚4、設(shè)置加工余量，在加工導航中點擊右鍵，選擇【加工方法視圖】，設(shè)置粗加工余量，半精加工余量，精加工余量，如圖4-23所示。圖4-23 粗加工，半精加工，精加工余量5、單擊【創(chuàng)立程序】命令，完成程序設(shè)置，單擊【創(chuàng)立刀具】命令，完成所需的刀具設(shè)置。6、單擊【創(chuàng)立操作】命令，指定切削區(qū)域，如圖4-24所示。圖4

23、-24 指定切削區(qū)域7、刀具選擇D6R0.4的面銑刀,切削模式選擇-跟隨周邊，全局每刀深度為0.3，如圖4-25所示。圖4-25 設(shè)置切削模式8、點擊【切削參數(shù)】，在【策略】中選擇深度優(yōu)先，將【島清理】點上，【壁清理】選擇自動。在余量中取消“底部面和側(cè)壁余量一致設(shè)置部件側(cè)面余量為0.3，部件底面余量為0.15，如圖4-26所示。在【空間范圍】中設(shè)置處理中的工件為“使用基于層，如圖4-27所示。 圖4-26 設(shè)置余量 圖4-27 設(shè)置二次開粗的方式9、在【非切削參數(shù)】對話框中，在封閉的區(qū)域內(nèi)設(shè)置進刀類型為“螺旋線，斜角為2，高度為3，最小平安距離為1，最小傾斜長度為40，如圖4-28所示。 圖4

24、-28 設(shè)置非切削參數(shù) 圖4-29 設(shè)置傳遞方式10、在【快速/傳遞】選項，設(shè)置平安設(shè)置選項為“使用繼承的，區(qū)域內(nèi)和區(qū)域之間的傳遞類型設(shè)置為“前一平面，如圖4-29所示。11、設(shè)置主軸速度為1000，進給率為800，如圖4-30所示。圖4-30 設(shè)置切削速度和進給率12、確認生成刀路，如圖4-31所示。 圖4-31 生成刀路 4.2.2 二次開粗1、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“R2，點擊確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“R2程序中。3、設(shè)置刀具為D2的刀具，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為1000，進給率為500，點擊生成命令生成刀路如圖4-32所示。圖4-32 二次開

25、粗4.2.3 半精加工1、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“F1，點擊確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“F1程序中。3、設(shè)置刀具為D2的刀具，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸速度為1000，進給率為500，在切削參數(shù)里設(shè)置部件側(cè)面余量為0.1，底面余量為0，如圖3-33所示。完成設(shè)置后點擊生成命令生成刀路如圖4-34所示。 圖4-33 設(shè)置余量 圖4-34 生成的刀路4.2.4 精加工1、單擊【創(chuàng)立程序】在對話框的【名稱】中輸入“F2，點擊確定。2、復制開粗刀路，內(nèi)部粘帖在“F2程序中。3、設(shè)置刀具為R2的刀具，設(shè)置全局每刀深度為0.2，設(shè)置主軸速度為1000，進給率為500，在切削參數(shù)里設(shè)置部件側(cè)面余量為0，底面余量為0，如圖3-35所示。完成設(shè)置后點擊生成命令生成刀路如圖4-36所示。圖4-35 設(shè)置余量 圖4-36 生成刀路4、完成型腔加工，如圖4-37所示。圖4-37 完成的型腔加工5 結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計使我對Unigrap