照相機機殼模具數(shù)控編程與仿真

1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文照相機機殼模具數(shù)控編程與仿真作者姓名：彭典兵專業(yè)名稱：機械工程及自動化指導(dǎo)教師：汪超臺成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院學(xué)位論文誠信承諾書本人慎重承諾和聲明：1.本人已認(rèn)真學(xué)習(xí)學(xué)位論文作假行為處理辦法（中華人民共和國教育部第34號令）、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院學(xué)位論文作假行為處理實施細(xì)則（試行）（成理工教發(fā)201330號）文件并已知曉教育部、學(xué)院對論文作假行為處理的有關(guān)規(guī)定，知曉論文作假可能導(dǎo)致作假者被取消學(xué)位申請資格、注銷學(xué)位證書、開除學(xué)籍甚至被追究法律責(zé)任等后果。2.本人已認(rèn)真學(xué)習(xí)成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)手冊，已知曉學(xué)院對論文撰寫的內(nèi)容和格式要求。3.本人

2、所提交的學(xué)位論文（題目： ），是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成，本人對該論文的真實性、原創(chuàng)性負(fù)責(zé)。若論文按有關(guān)程序調(diào)查后被認(rèn)定存在作假行為，本人自行承擔(dān)相應(yīng)的后果。承諾人（學(xué)生簽名）： 20 年 月 日 照相機機殼模具數(shù)控編程與仿真摘要隨著當(dāng)今機械行業(yè)的進步，機械的自動化程度越來越高，各種先進的機械自動化加工設(shè)備和數(shù)控工藝仿真給現(xiàn)代加工有了穩(wěn)定的發(fā)展。隨著人們生活水平的提升，對產(chǎn)品的多樣美觀及實用性的需求，新開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計任務(wù)就交給了機械工作者。在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)不合理的地方，合理設(shè)置模具的參數(shù)尺寸，以求設(shè)計出讓廣大消費者滿意的產(chǎn)品。設(shè)計的注塑模具需要滿足大量生產(chǎn)需要，也要求便于模具的生產(chǎn)加工。在模具的加

3、工過程中我們要注意幾點，一時合理選擇加工參數(shù)，二是保證模具的加工精度，三是是表面粗糙度，因此一定要保證模具的質(zhì)量，制造出合格的產(chǎn)品來。關(guān)鍵詞：注塑模具 數(shù)控機床 CAM UG 加工編程- IV -AbstractNumerical control technology is of great significance and benefits, showing the industrial modernization of the strategic role, and has become a traditional machinery manufacturing industries to

4、 transform and enhance the implementation of automation, flexible, integrated production and an important means of signs. With the development of machinery industry, the degree of mechanical automation is higher and higher. With the improvement of people's living standards, the product diversity

5、 and practicality of the demand, the new product design tasks will be handed over to the mechanical workers. In modern life, people need to have more and more plastic products, and have higher requirements for the structure and technology of plastic products.Design of injection mold needs to meet th

6、e needs of a large number of production is also required for the production and processing of the mould. In the process of mold processing we should pay attention to several points, and sometimes a reasonable choice processing parameters, the second is to ensure the machining accuracy of the mold, a

7、nd the third is the surface roughness, so be sure to ensure the mold quality to produce qualified products.Keywords: injection mold numerical control machine tool UG CAM programming目錄摘要IAbstractII目錄III前言11 數(shù)控加工技術(shù)21.1 CAD/CAM技術(shù)的概念21.1.1 常用軟件的介紹21.2 數(shù)控概述31.2.1 數(shù)控機床31.2.2 數(shù)控機床特點31.2.3 數(shù)控機床的組成42 數(shù)碼相機外殼模

8、具設(shè)計52.1 數(shù)碼相機外殼零件模型52.2 用Mold Wizard 模塊進行模具設(shè)計52.2.1 分型前的準(zhǔn)備62.2.2 塑件分型設(shè)計72.2.3 后續(xù)處理工作83 數(shù)碼相機外殼凸模加工103.1 毛坯的選擇103.1.1 數(shù)控加工工藝過程設(shè)計113.2 數(shù)控加工仿真123.2.1 加工前的準(zhǔn)備123.2.2 加工參數(shù)設(shè)置133.2.3 軌跡仿真加工153.3 生成數(shù)控加工代碼163.4 機床實際操作加工173.4.1 機床的開機、回零操作173.4.2 首件試切加工174 照相機外殼凹模模加工184.1 數(shù)控加工工藝184.1.1 數(shù)控加工工藝過程設(shè)計224.1.3 數(shù)控加工刀具卡片2

9、34.2 數(shù)控加工仿真234.2.1 加工前的準(zhǔn)備244.2.2 加工參數(shù)設(shè)置244.2.3 軌跡仿真加工274.3 生成數(shù)控加工代碼274.4 機床實際操作加工28總結(jié)29參考文獻30致謝31前言半個多世紀(jì)以來，因為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及社會需求的不斷增加，數(shù)控技術(shù)得到的飛速的發(fā)展，當(dāng)然這種技術(shù)加工幾個特點：1. 因為數(shù)控技術(shù)的全面所以加工時柔性好；2. 只要編程好數(shù)控程序自動控制系統(tǒng)工作人員的減輕勞動強度；3. 因為數(shù)控技術(shù)出錯率少所以生產(chǎn)率高；4. 高精度的機床以及機械控制生產(chǎn)工件的精度高；5. 自動化的數(shù)控機床很好的改善工人的勞動，當(dāng)今市場和制造業(yè)的發(fā)展，消費者對產(chǎn)品很高的要求。傳統(tǒng)制造方

10、式生產(chǎn)的品無法滿現(xiàn)代工業(yè)以及需求者，對此，數(shù)控編程中的優(yōu)化設(shè)計已是重中之重，模具設(shè)計與制造中的遇到的麻煩與不便，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)成為了解決這些麻煩的有利技術(shù)手段。隨著CAD/CAM技術(shù)廣泛的使用，必定給模具行業(yè)帶來深遠(yuǎn)影響，從而使生產(chǎn)產(chǎn)品的效率和利潤都有深遠(yuǎn)的影響。這也就是本文利用UG造型設(shè)計與UG數(shù)控編程的研究范圍，意義在于以優(yōu)化數(shù)控程序來得到最高的生產(chǎn)效率體現(xiàn)價值。本文是將UG軟件的功能數(shù)控加工技術(shù)與數(shù)控技術(shù)完美的結(jié)合，以實例重點講解Mold Wizard模塊、UG數(shù)控編程中各個參數(shù)，說明該參數(shù)意義，以及加工過程中各種參數(shù)的選擇。對照相機機殼模具設(shè)計的各個要求被表現(xiàn)出來。- 29 -

11、1 數(shù)控加工技術(shù)1.1 CAD/CAM技術(shù)的概念CAD/CAM是上世紀(jì)發(fā)展起來的計算機應(yīng)用技術(shù)。計算機輔助設(shè)計和制造，簡稱CAD/CAM，以計算機為核心的技術(shù)手段，計算機處理數(shù)字，計算機處理圖形等信息。完成產(chǎn)品設(shè)計和制造時的每個步驟。1. 計算機輔助設(shè)計（CAD）它是指人和計算機相結(jié)合，計算發(fā)揮所長的設(shè)計方法。從思維理論角度看，人創(chuàng)造性進行思維的活動，以將設(shè)計方法通過綜合與分析轉(zhuǎn)換成計算機能夠處理的數(shù)學(xué)模型和解析其模型的程序。2. 計算機輔助制造（CAM）制造的過程中需要用計算機進行管理，也需要計算機進行設(shè)計，同時計算機進行還要進行有效控制。通常說來計算機輔助制造主要有以下內(nèi)容；第一工藝設(shè)計主

12、要內(nèi)容是確認(rèn)零件的加工方法（加工工藝設(shè)計）；第二是根據(jù)工件尺寸參數(shù)對需要加工工件的數(shù)控編程（數(shù)控編程）；第三是機器人編程。加工順序以及所用設(shè)備。20世紀(jì)過后，計算機輔助工藝設(shè)計（CAPP）已逐漸形成相對獨立的技術(shù)分支。當(dāng)選用NC（Numerical control數(shù)控）機床加工零件時，需要編制NC機床程序并導(dǎo)入程序，CAD CAM和兩者是相互依賴關(guān)系。計算機設(shè)計系統(tǒng)只能配合數(shù)控加工，才可全面的顯示其巨大優(yōu)越性。另外，數(shù)控技術(shù)也只能通過計算機設(shè)計系統(tǒng)產(chǎn)生的模型才能發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的效率。所以，在實際操作中二者很自然地結(jié)合起來，發(fā)展形成了計算機輔助設(shè)計與制造集成系統(tǒng)。一般來說，CAD/CAM系統(tǒng)指的就

13、是這類似的集成系統(tǒng)。在CAD/CAM系統(tǒng)中，設(shè)計和制造的各個階段都可利用公共數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)。1.1.1 常用軟件的介紹1. 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，設(shè)計制造領(lǐng)域?qū)π录夹g(shù)的需求。當(dāng)前，機械領(lǐng)域所使用的CAD/CAM軟件都呈現(xiàn)出百舸爭流局面。當(dāng)然只有及時選擇以下類型：（1）最新技術(shù)；（2）商品化程度高；（3）操作簡便；（4）功能豐富。上述CAD系統(tǒng)中表現(xiàn)出更為強勁的生存力。國外的CAD/CAM軟件相對國內(nèi)軟件發(fā)展和改進比較好，開發(fā)以及應(yīng)用的時間長，所以國外的應(yīng)用技術(shù)走在前列。當(dāng)前，國外優(yōu)秀應(yīng)用軟件如UG、Pro/E、Solidworks、MaterCAM等，已經(jīng)占據(jù)了一部分的國內(nèi)市場。本次的設(shè)計主

14、要用使用了UG。2. UG數(shù)控加工應(yīng)用簡介因為UG具有穩(wěn)定和強大造型的功能，所以使用UG可以設(shè)計出復(fù)雜曲線，也可以設(shè)計出復(fù)雜的曲面零件，曲面粗加工和靈活面的精加工也十分強大。它可靠的有效驗證功能使UG可以模擬零件加工的過程，模擬中不僅體現(xiàn)刀具和夾具的工作情況，也能檢查出刀具和夾具干涉和撞刀的情況，真實反映加工過程時每步的實際情況。1.2 數(shù)控概述1.2.1 數(shù)控機床Computer numerical control machine tools（數(shù)控機床）；是擁有有程序控制系統(tǒng)的機床。其數(shù)控裝置將控制的程序翻譯出來，然后合理并嚴(yán)格按照邏輯處理出來，數(shù)字代碼表示出來，然后通過信息載體導(dǎo)入設(shè)備。經(jīng)

15、過計算后由裝置發(fā)出的控制信號，然后控制機床動作，按照圖紙要求的尺寸大小，將零件加工出來。1.2.2 數(shù)控機床特點1. 因為數(shù)控機床功能齊全適應(yīng)性強，就算是單件工件的生產(chǎn)，也會游刃有余；2. 因為數(shù)控所以加工工件的精度高，加工時沒有主觀思想，穩(wěn)定的機械設(shè)備保證工件質(zhì)量；3. 多個獨立伺服系統(tǒng)可進行多軸聯(lián)動，以保證形狀復(fù)雜零件的加工；4. 數(shù)控車床的功能性應(yīng)用靈活，有效的提高工廠的效率；5. 機床設(shè)備精度高，產(chǎn)品的合格率高，從而生產(chǎn)效率也相對提高；6. 自動化程度高，工作人員不需要一直照看設(shè)備，所以減輕了工人勞動強度；7. 因為減輕了勞動強度，現(xiàn)代化生產(chǎn)管理十分方便；8. 因為機床精度高，設(shè)備數(shù)控

16、技術(shù)復(fù)雜，相對的操作和維修要求高；1.2.3 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)如下圖1.1所示：圖1.12 數(shù)碼相機外殼模具設(shè)計2.1 數(shù)碼相機外殼零件模型照相機外殼結(jié)構(gòu)相對比較簡單，在設(shè)計過程中，要求協(xié)調(diào)照相機外殼的外形尺寸，否則就會出現(xiàn)不搭配，外形設(shè)計的合理性是決定模具制造三個決定因素；復(fù)雜性、工藝性以及制造成本。圖2.12.2 用Mold Wizard 模塊進行模具設(shè)計利用UG Mold Wizard 模塊進行模具設(shè)計，確定好模具設(shè)計流程，以及型芯和型腔的相關(guān)知識，相機外殼模具設(shè)計流程如下圖2.1所示；圖2.1 Mold Wizard設(shè)計流程2.2.1 分型前的準(zhǔn)備模具設(shè)計的第一步；將要做成

17、模具的零件成品文件導(dǎo)入UG，第二步；將照相機外殼模型進行初始化項目，第三步；設(shè)置單位為mm，如上圖2.1所示。這個模型是由UG的建模模塊所建立的，通過基本的造型命令，如參數(shù)化草圖、拉伸、倒角、圓角、抽殼、特征鏡像等命令即可實現(xiàn)。完成了數(shù)控加工，之后基本操作，要做工作是；1. 模具坐標(biāo)系的創(chuàng)建。2. 確定產(chǎn)品收縮率。3. 確定模具工件的大小。模具坐標(biāo)系的創(chuàng)建，在相機模具設(shè)計中是很重要的，因為調(diào)用產(chǎn)品模型必須和Mold Wizard中所用的模具坐標(biāo)一樣，在導(dǎo)入產(chǎn)品時要通過 “按鈕”來調(diào)整WCS坐標(biāo)位置，然后以模具坐標(biāo)系定義。確定相機外殼的收縮率：因為熱脹冷縮，受熱加工得到的相機外殼，冷卻定型后的相

18、機外殼會偏小，所以在正確的設(shè)計中，需要把相機外殼的收縮量補償?shù)较鄼C外殼模具的理論尺寸中，才會制造出符合要求的相機外殼。通常在模具設(shè)計中；要求的塑件必須按設(shè)計手冊來大致確定塑件收縮率的數(shù)值，對于要求高的塑件，要按照嚴(yán)格的要求來測量確定塑件收縮率，同時也要在設(shè)計模具時要留有修正余量。所謂工件：即是指在零件外形的基礎(chǔ)上每個方向都增加了一定的尺寸，生成模具中的型芯、型腔的實體，在程序中預(yù)先定義的種子塊生成，種子塊是根據(jù)部件尺寸參數(shù)大小確定的長方體。2.2.2 塑件分型設(shè)計在本次設(shè)計中，取出澆注系統(tǒng)凝料的平面，為相機模具的分型面。因為分型面的位置及其形狀設(shè)計的影響，很大程度上決定相機模具的復(fù)雜性，與此同

19、時分型面不僅影響相機的復(fù)雜程度，也會影響模具質(zhì)量和操作，因此分型面的重要性可想而知。分型面對相機模具影響還有以下幾個方面；模具結(jié)構(gòu)、模具制造工藝、熔體的流動、外殼脫模分離。所以選用分型面時，要遵守以下幾點；1在最大截面處選擇分型面，方便相機外殼脫模；2動模一側(cè)保留型芯塑件，方便相機外殼脫模；3選擇的分型面不能影響到相機外殼的尺寸參數(shù)；4方便相機模具排氣、并簡化模具結(jié)構(gòu)。1. 修補創(chuàng)建分型線對照相機外殼的進行修剪、修補通孔。并合并到上蓋中。鼠標(biāo)單擊分型中的搜索分型線 “按鈕”，系統(tǒng)默認(rèn)選取窗口視圖中的模型，其中自動創(chuàng)建的分型線，以及兩個轉(zhuǎn)角過渡點，窗口將會自動顯示搜索到如下圖2.2所示的分型線。

20、圖2.2 分型線2. 創(chuàng)建分型面在完成分型線和過渡點建構(gòu)，曲線類型中選取拉伸按鈕，向x-y平面的四個不同方向拉伸或者點擊擴展面工具，拖動滑動條到適當(dāng)距離，使分型面完成擴展及分割工作。然后將系統(tǒng)擴建到分型面，并跟隨引導(dǎo)線自動創(chuàng)建分型平面，與原的過渡曲面進行連接，合并成一張如下圖2.3所示的曲面。圖2.3 分型面3. 建構(gòu)型芯與型腔當(dāng)如圖2.3建立好分型面之后，使點擊抽取區(qū)域和分型線按鈕，檢查總面數(shù)型腔面加型芯；210= 73+ 137，因此可得設(shè)計正確合理。如果計算總數(shù)與結(jié)果不同，那就存在兩種可能；第一沒有修補修剪通孔，第二可能有創(chuàng)建空的區(qū)域，需重新進行修補創(chuàng)建分型線到創(chuàng)建分型面的操作，。如圖2

21、.4和圖2.5，是分割后得到的型腔和型芯。 圖2.4 型腔 圖2.5 型芯2.2.3 后續(xù)處理工作在UG Mold Wizard中將零件分型完成后，系統(tǒng)會生成凹凸模如下2.6圖所示，將凹凸模作裝配設(shè)計，設(shè)計六要點包括；1模架的組建支撐、2頂出機構(gòu)、2抽芯機構(gòu)、4澆口、5流道、6冷卻系統(tǒng)，這些零部件的選用和設(shè)計是注塑模具后續(xù)的處理工作。詳細(xì)的后處理工作在本文不再詳述。圖2.6 模具實體模型3 數(shù)碼相機外殼凸模加工3.1 毛坯的選擇相機外殼模具毛坯選擇模具鋼；大小規(guī)格為160mm×115mm×42mm，相機對模具材料的要求是：1. 對相機模具型腔表面的耐蝕性的要求；因為添加劑和

22、樹脂對相機模具都有腐蝕的作用，這種腐蝕使型腔表面出現(xiàn)幾種情況；1金屬溶蝕，2剝落，3表面狀況變壞，4塑件質(zhì)量變差。所以必須要有高耐蝕性的要求，或是對相機模具型腔表面進行鍍鉻和鈸鎳工藝處理。2. 對相機模具型腔表面的耐磨性的要求；因為玻纖、無機填料及某些顏料，這些塑料熔體在模具型腔表面的流動產(chǎn)生摩擦。外殼表面的光澤度，外殼的精度，都更耐磨性有關(guān)。如果模具不耐磨，會使塑件損傷。3. 對相機模具的良好的尺寸穩(wěn)定性的要求；因為在注塑成型時，高溫會使相機模具型腔的溫度達到300以上。高溫使材料微觀結(jié)構(gòu)改變造成注塑模具尺寸的變化。熱處理過的工具鋼是最好的選擇。4. 對相機模具易于加工的要求；因為金屬材料的

23、模具，結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易加工，所以縮短生產(chǎn)周期、提高效率都是是有益于加工的，5. 對相機模具拋光性能好的要求 因為相機外殼表面必須有光澤和良好狀態(tài)，所以要對模具型腔表面進行拋光或者研磨。還有就是選用的鋼材不能含有粗糙的雜質(zhì)和氣孔。6. 對相機模具受熱處理影響小的要求，一般要對相機外殼模具要進行熱處理，以提高髙硬度和耐磨性，但這種處理應(yīng)使其尺寸變化很小。因此，最好采用能切削加工的預(yù)硬化鋼。在注塑模具生產(chǎn)中，模具材料還分軟模和硬模，軟模通常選用P-20預(yù)硬鋼，當(dāng)然有的用相對便宜碳素鋼且是45號以上的，不過此類產(chǎn)能低；在硬模中我們不僅可以選擇不銹鋼420，也可以選擇H-13鉻鋼，因為硬鋼的韌性不足，所以我

24、們要熱處理，硬鋼的產(chǎn)能是軟鋼的兩倍。根據(jù)相機外殼模具對外觀以及產(chǎn)能的要求，本次設(shè)計選擇3Cr2Mo作為模具材料。因為模具加工時不僅受來自機床機械應(yīng)力，也會受到巨大熱應(yīng)力，所以我們對模具材料有很高的要求，比如高溫強度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性以及耐蝕性，所以3Cr2Mo是很好的選擇。3.1.1 數(shù)控加工工藝過程設(shè)計本次加工選擇FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng)，裝夾定位采用平口鉗夾緊機構(gòu)，以銑床工作臺面作為定位面，用百分表和光電感應(yīng)裝置進行工件的找正。以下是數(shù)控加工工序卡片表3.1和數(shù)控加工刀具卡片表3.2。表3.1成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品 名稱零件 名稱圖號相機外殼模具凸模型芯01工序號數(shù)控程序號夾具名

25、稱使用設(shè)備FANUC-Oi91111001%10000數(shù)控91111工步編號工步內(nèi)容刀具號背吃刀量主軸轉(zhuǎn)速進給速度備注1粗銑輪廓T013mm2900（r/min）200自動2精銑輪廓T020.1mm3400（r/min）500自動3精銑凹槽T030.2mm2400（r/min）80自動4精銑凸臺T041mm2900（r/min）200自動5曲面銑T050.05mm3900（r/min）500自動表3.2產(chǎn)品名稱數(shù)碼相機外殼注塑模具零件名稱模具型芯（凸模）工序號刀具編號號刀具規(guī)格刀具名稱加工方法刀角半徑1T01D6mm立銑刀型腔銑02T02D6mm立銑刀深度加工03T03D1mm立銑刀深度加工0

26、4T04D2mm立銑刀深度加工05T05D6mm球頭刀固定輪廓銑33.2 數(shù)控加工仿真使用UG進行仿真加工，數(shù)控編程的核心是刀位點的計算，因人工對數(shù)控加工刀位點不易計算。而UGCAM模塊就不會出現(xiàn)刀位不易計算的問題。利用UGCAD生成的三維產(chǎn)品造型，產(chǎn)品表面幾何信息表示的不僅完整，也符合數(shù)控編程對信息的要求，而UG對零件尺寸參數(shù)進行刀位點的計算。是以數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式，為信息集成和數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)了基礎(chǔ)，所以利用UG，省去了人工的計算，提高加工效率，也省去人工計算的錯誤從未保證質(zhì)量，降低成本。提供工作人員的工作效益。3.2.1 加工前的準(zhǔn)備第一步打開UG，選擇打開加載相機外殼凸模部件第二步選擇創(chuàng)

27、建按鈕，選用直徑為6的4刃硬質(zhì)合金刀具如圖3.1所示）第三步調(diào)整為幾何視圖單擊MCS按鈕，單擊建立工件坐標(biāo)系、單擊按鈕指定部件、單擊按鈕指定毛坯（如圖3.2所示）。 圖3.1刀具參數(shù) 圖3.2 部件、毛坯3.2.2 加工參數(shù)設(shè)置1. 粗銑輪廓-型芯銑因為相機外殼模具型腔的加工量比較大，所以我們不僅要減小機床負(fù)荷，也要保證刀具的使用壽命，而采分層進給方式進行銑削加工，可以有效的解決問題。本次加工采用沿零件外形清除模型的加工方法，加工模具的大致外形。刀具選擇如下圖2.3所示，帶涂層的硬質(zhì)合金銑刀，規(guī)格為6mm，轉(zhuǎn)速和進給速度見圖2.3，下刀方式選擇螺旋線進刀，每層切削深度設(shè)置為6 mm，進給百分比

28、為50%，粗加工刀具軌跡為下圖3.4。 圖3.3加工參數(shù) 圖3.4加工軌跡2. 精銑輪廓-深度加工輪廓模具的進行完型芯表面的粗加工過后，接下來是深度精加工，軌跡如3.5所示。本次精加工選擇硬質(zhì)合金規(guī)格為6mm的涂層球銑刀，選擇主軸轉(zhuǎn)速為3900 r/min，進給速度控制在500 mm/min，最小切削深度設(shè)置為0.01mm，全局每刀深度設(shè)置為0.05 mm，部件側(cè)面以及底部面余量為0.1，如圖3.5。圖3.5 精加工刀具軌跡3. 精銑凹槽-深度加工輪廓依次加工之后對凹槽加工，圖3.6為深度精加工的軌跡。本次精加工選擇硬質(zhì)合金規(guī)格為1mm的涂層球銑刀，選擇主軸轉(zhuǎn)速為2400 r/min，進給速度

29、控制在90mm/min，最小切削深度設(shè)置為0.01mm，全局每刀深度設(shè)置為0.05 mm，部件側(cè)面以及底部面余量為0.1。圖3.6 精加工刀具軌跡4. 精銑凸臺-深度加工輪廓粗加工型芯表面后對凸臺精加工，圖3.7為深度精加工的軌跡。本次精加工選擇硬質(zhì)合金規(guī)格為2mm的涂層球銑刀，選擇主軸轉(zhuǎn)速為2900 r/min，進給速度控制在200mm/min，最小切削深度和全局每刀深度設(shè)置同上，部件側(cè)面以及底部面余量為0。圖3.7精加工刀具軌跡5. 曲面銑-固定輪廓銑在本次的型芯銑加工加工中，分層加工會留有階梯狀刀痕，所以不適合采用分層加工，我們可以選擇固定軸加工，并且分半精加工和精加工兩種方式精修曲面，

30、這樣可以降低模具的表面粗糙度，達到模具的要求。硬質(zhì)合金規(guī)格為6mm的涂層球銑刀，轉(zhuǎn)速3900 r/min，進給速度300mm/min，刀具進給百分比為1%，采用與水平成45°或-45°往復(fù)式半精加工與精加工方式來加工型芯表面。圖3.8為精加工刀具軌跡；圖3.8 精加工刀具軌跡。3.2.3 軌跡仿真加工在“型腔銑”對話框操作欄中，單擊生成圖標(biāo)，系統(tǒng)生成型腔銑的切削路線。在“型腔銑”對話框操作欄中，單擊確定圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出刀軌可視化對話框。選擇3D動態(tài)選項卡，如圖3.9所示，單擊播放圖標(biāo)。如圖3.1模擬切削所示 圖3.9動態(tài)選擇卡 圖3.10模擬切削圖3.3 生成數(shù)控加工代碼利用

31、UG生成NC程序之后，我們必須要對NC程序進行詳細(xì)后處理工作，保證正確無誤，還要滿足設(shè)備的要求。最后，將后處理之后的程序?qū)朐O(shè)備加工。在FANUC系統(tǒng)下，利用仿真精加工程序。1.單擊后處理”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出后處理對話框。2. 選擇機床并指定輸出文件，選擇“FANUC”后處理器，選擇輸出文件位置，單擊確定。3. 系統(tǒng)彈出“信息”窗口。 圖3.11 圖3.123.4 機床實際操作加工3.4.1 機床的開機、回零操作開機前的注意事項1. 操作人員不僅要熟悉的數(shù)控機床性能，也要熟悉操作方法。并且需要經(jīng)機床管理人員同意后方可操作機床。2. 機床通電前，先檢查電壓、氣壓、油壓是否符合工作要求。3. 檢查機床

32、可動部分是否處于可正常工作狀態(tài)。4. 檢查工作臺是否有越位，超極限狀態(tài)。5. 已完成開機前的準(zhǔn)備工作后方可合上電源總開關(guān)。開機、關(guān)機過程中的注意事項1. 嚴(yán)格按機床說明書中的開機順序進行操作。2. 先進行回機床參考點操作，建立機床做標(biāo)系。3.4.2 首件試切加工首件試切加工準(zhǔn)備工作及注意事項：1. 調(diào)試檢測好程序。試切必須進行空運行，確保程序正確無誤。2. 嚴(yán)格按工藝要求安裝夾具，并清掃雜物。3. 確保夾具定位夾緊正確。加工過程中不允許發(fā)生工件松動現(xiàn)象。4. 刀具在刀庫上的刀位號，必須要和程序刀號一樣。5. 嚴(yán)格按照工件坐標(biāo)系對刀，設(shè)置坐標(biāo)系6. 設(shè)置刀具補償值。7. 檢查冷卻液輸出通暢，流量

33、充足。8. 再次檢查所工件坐標(biāo)系和刀具補償值是否正確。以上各項準(zhǔn)備好后方可進行首件試切加工。4 照相機外殼凹模模加工4.1 數(shù)控加工工藝確定加工工藝路線、加工順序首先我們要認(rèn)真分析零件圖，詳細(xì)分析加工時的工藝路線，并確定最高效率的加工順序。高效的加工順序樂意提高零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，因此，根據(jù)零件圖可知；相機外殼模具加工順序為；第一步先外形輪廓開粗；第二步對表面大面積挖槽開粗；第二步對上一步進行精銑；第四步粗精加工中小形的槽。第五步加工孔系。選擇加工用的刀具。用于加工的刀具必須要適應(yīng)數(shù)控機床的加工特點，刀具的選擇應(yīng)遵循以下幾點原則：1. 需要加工型面形狀來選擇刀具的類型；

34、平面輪廓用平底立銑刀，曲面用球頭刀。2. 工件材料和加工要求來選擇刀具材料及尺寸（1）工件材料的切削加工性能和加工條件，抓住切削中主要矛盾，同時考慮成本來決定取舍，一般遵循以下原則：加工普通材料時我們用普通高速鋼；因為常規(guī)刀具材料不能滿足加工高硬質(zhì)材料或精密，當(dāng)此類加工精度有要求時，才選擇立方CBN刀片（氮化硼）和PCD刀片（聚晶人造金剛石）。人造金剛石的硬度可達6000-10000HV。材料的韌性、耐磨性、強度和硬度不能同時擁有，在選用刀具時，可根據(jù)工件材料來選擇刀具，首先是考慮刀具的耐磨性，崩刃就是要考慮刀具參數(shù)。如因為刀具的材料太大造成崩刃，才考慮刀具耐磨性的要求，選用韌性和強度較好的刀

35、具。通常情況下，低速切削過程不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)生崩刃情況，最好選擇韌性強度好的刀具材料；高速切削溫度對刀具材料的磨損影響最大，應(yīng)選用耐磨性較好的刀具材料。（2）刀具的尺寸選擇，環(huán)形銑刀銑削內(nèi)槽底部時，由于槽底兩次進給路線需要搭接，起作用的刀具底刃半徑為Re=0.95*（R-r），式中的因數(shù)0.95是為了保證刀具微小磨損時仍能搭接而設(shè)置的保險因數(shù)。立銑刀的尺寸參數(shù)，推薦按下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。?刀具半徑Rmin最小曲率半徑，所以R取值為（0.80.9）min。 銑刀的每刀加工深度H（1/41/6）R，以保證刀具有足夠的剛度。 加工通孔深槽時，選擇的刀具切削部分的長度為L=H+（510）mm。 加工外

36、型及通槽時，選取L=H+r+（510）mm（r為端刃圓角半徑）。 粗加工內(nèi)輪廓時，銑刀最大直徑D可按下式計算：D=2（sin0.5-1）/（1-sin0.5）D1式中D1輪廓的最小凹圓角直徑（mm）；圓角鄰邊夾稱等分線上的精加工余量（mm）；1精加工余量（mm）；圓角兩鄰邊的最小夾角（°）。3. 根據(jù)從大到小的原則選取刀具尺寸如果被加工零件上的內(nèi)輪廓角半徑min過小，為提高加工效率，可以選擇直徑大的刀具進行粗加工，再按上述要求選擇較小的刀具對輪廓上殘留余量過大的局部區(qū)域進行處理，然后再對整個輪廓進行精加工。合理選擇切削用方法、切削液、切削用量編程人員掌握切削用量和刀具的選擇原則，以保

37、證零件的加工效率，產(chǎn)品質(zhì)量。發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高工廠效率和利潤。切削用量的大小對切削功率有明顯的影響，切削功率增大時切削力增，切削力增大時刀具所受到的力變大，所以刀具磨損增大、工件精度減小，都會使生產(chǎn)率下降，產(chǎn)品質(zhì)量變差，所以我們需要選擇大小合理的切削用量，并編入程序單內(nèi)。以下幾點是削用量選擇要點。（1）切削深度t。數(shù)控機床的剛度、工件材料剛度以及刀具剛度達到要求的前提下下，t等效于加工余量，提高生產(chǎn)率可以使用提高切削深度。但是t增大時，工作效率相對提高，所以零件的表面粗糙度會降低，所以最開始可以適當(dāng)增大t提高效率，然后減小切削深度留出加工余量進行精加工。（2）切削寬度B。銑削寬度B，又被

38、稱為“步距”，是在一次進給中指銑刀切掉工件表層的寬度。通常銑削寬度B與刀具的直徑d成正比，和背吃刀量成反比。粗加工過程中，適當(dāng)增大步距有可以增加加工效率。經(jīng)濟型的數(shù)控加工過程中，平底刀取值范圍為；B=（0.60.9）；當(dāng)我們徐州訥河圓鼻刀具加工時，刀具直徑D應(yīng)扣除刀尖的圓角部分（r），所以d=D-2r，因此B取值范圍為；B=0.80.9d；當(dāng)使用球頭刀具進行精加工時，當(dāng)步距確定過后，加工過后工件的表面粗糙度要符合要求。并且生產(chǎn)效率也不能低于要求，所以要合理選擇步距。（3）進給速度vf，每轉(zhuǎn)進給量f，每齒進給量fz.粗銑時，因為要提高加工效率，節(jié)省時間，選擇進給量大小的要素也不一樣；結(jié)合工藝系統(tǒng)

39、剛性，我們選擇速度相對快的fz每齒進給量。當(dāng)然我們要綜合考慮考慮刀齒的強度、容屑、切削層厚度是否能滿足對加工效率的要求。精銑時，因為進給量要選擇小一些；小的進給量能保證加工精度，保證表面粗糙度，f與表面粗糙度成正比關(guān)系，f小加工出來的表面粗糙度就越小，故半精銑和精銑時我們要合理選用f的大小值。以保證加工效率和加工質(zhì)量因為數(shù)控銑床的兩個伺服電動機分別傳動主運動和進給運動，兩個運動之間沒有內(nèi)在的聯(lián)系，因此無論按每轉(zhuǎn)進給量還是按每齒進給量fz選擇，最后都要計算出進給速度vf。vf與f及fz之間的關(guān)系是：vf=n =nZfz式中n銑床主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；Z銑刀齒數(shù)。通常vf大小和表面粗糙度反比關(guān)系

40、，加工時vf大表面粗糙度月不理想，而取值過大的vf也不能滿足加工精度的要求，當(dāng)然vf還要受工件材料和刀具來影響。vf的增大時可以提高加工速度從而提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然如果加工時對粗糙度的要求并不高時，vf可以適當(dāng)增大些。修調(diào)開關(guān)也能進行調(diào)整。（4）主軸的轉(zhuǎn)速r/min。主軸轉(zhuǎn)速通常以切削速度來計算，計算公式；n=1000vc/d（mm）式中d刀具的直徑；Vc切削速度為m/min。（5）背吃刀量背吃刀量的選取主要根據(jù)機床、夾具、刀具和工件所組成的加工工藝系統(tǒng)的剛性、加工余量及對表面質(zhì)量的要求來確定。 工件對表面粗糙度值有要求：Ra=12.5-25m時，加工余量較小時（56mm），粗銑一次就可以滿足要

41、求；加工余量較大的時候，動力不足，工藝系統(tǒng)剛性較差，我們可以進行兩次銑削。第一次的背吃刀量應(yīng)該取大些，好處是可以避免刀具在表面缺陷層內(nèi)切削，同時也可減輕第二次銑削進給負(fù)荷，有助于獲得較好的表面精度。通常粗銑鑄鋼或鑄鐵時，ap=5-7mm；粗銑五無硬皮的鋼料，ap=35mm。 工件對表面粗糙度值有要求；Ra=3.2-12.5m時，我們可以先粗銑，然后進行精銑。粗銑時ap的選擇同前述；需要留有0.5-1mm的加工余量，余量半精銑時切除。 工件對表面粗糙度值有要求；Ra=0.8-3.2m時，我們可以先進行粗銑，然后進行半精銑，左后進行精銑。半精銑時ap=1.5-2mm，精銑時ap=0.2-0.5mm

42、。表3.4 銑刀每齒進給量參考值工件材料每齒進給量fz （mm/t）粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.30表3.5 銑削速度的參考值表工件材料硬度（HBW）銑削速度vc （m/min）高速鋼銑刀硬質(zhì)合金鋼低、中碳鋼22021-40801502252901536601153004259204075合金鋼22015355512022532510244080325425593060灰鑄鐵19021366615019026091845901603204.51021302. 切削液的選用原

43、則切削液效果因為不同，切削液不一樣而選擇，不同加工方法也會出現(xiàn)不同的情況，而不同的刀具材料和工件材料需要的切削液也不一樣，所以我們要綜合考慮的方式來合理選擇切削液，以下是選用原則。（1）在粗加工，因為的切削熱量多，高溫使刀具迅速磨損。此類加工通常采用以冷卻為主的切削液。切削速度低時，刀具主要是機械磨損，而因為切削速度低溫度不高，所以應(yīng)該選擇潤滑刀具為主的切削液。硬質(zhì)合金刀具的熱性好，熱裂敏感，可以不選用切削液，如采用切削液，有以下幾點；1必須連續(xù)2充分澆注。（2）在精加工，切削液的作用是提高工件表面加質(zhì)量和加工精度。加工一般的鋼件時，我們可以分以下幾種情況：速度小于6.030m/min的時候；

44、選擇極壓切削油進行潤滑，也可以選擇百分之十到百分之十二的極壓乳化液，而這兩種潤滑液可以使刀具與工件的摩擦降低，預(yù)防積屑瘤影響工件質(zhì)量。4.1.1 數(shù)控加工工藝過程設(shè)計數(shù)控加工設(shè)備的選用：這里選擇FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng)，裝夾定位采用平口鉗夾緊機構(gòu)，以銑床工作臺面作為定位面，用百分表和光電感應(yīng)裝置進行工件的找正。以下是數(shù)控加工工序卡片表4.1和數(shù)控加工刀具卡片表4.2。表4.1成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號相機外殼模具凹模模型芯01工序號程序號夾具名稱使用設(shè)備91111001%10000數(shù)控91111工步工步內(nèi)容刀具號背吃刀量主軸轉(zhuǎn)速進給速度備注1粗銑輪廓T013mm3000（

45、r/min）250自動2精銑輪廓T020.1mm4000（r/min）1000自動3精銑凸臺T031mm2500（r/min）100自動4精雕文字T040.2mm3000（r/min）300自動5曲面銑T050.05mm4000（r/min）1000自動4.1.3 數(shù)控加工刀具卡片表4.2產(chǎn)品名稱數(shù)碼相機外殼注塑模具零件名稱模具型芯（凸模）序號刀具號刀具規(guī)格刀具名稱加工方法刀角半徑1T01D6mm立銑刀型腔銑02T02D6mm立銑刀深度加工03T03D3mm立銑刀深度加工04T04D1.2mm立銑刀深度加工05T05D6mm球頭刀固定輪廓銑34.2 數(shù)控加工仿真使用UG進行仿真加工，數(shù)控編程的

46、核心是刀位點的計算，因人工對數(shù)控加工刀位點不易計算。而UG CAM模塊就不會出現(xiàn)上述的問題。利用UGCAD模塊生成的產(chǎn)品三維造型包含了數(shù)控編程所需要的完整的產(chǎn)品表面幾何信息， 軟件可以根據(jù)導(dǎo)入零件尺寸參數(shù)進行刀位點的計算。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式礎(chǔ)， 為信息集成和數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)了基礎(chǔ)，又能提高加工效率，也保證質(zhì)量， 降低成本。4.2.1 加工前的準(zhǔn)備第一步打開UG，選擇打開加載相機外殼凹模部件第二步選擇創(chuàng)建按鈕，選用直徑為6的4刃硬質(zhì)合金刀具如圖4.1所示）第三步調(diào)整為幾何視圖單擊MCS按鈕，單擊建立工件坐標(biāo)系、單擊按鈕指定部件、單擊按鈕指定毛坯（如圖4.2所示）。 圖4.1 刀具參數(shù) 圖4.

47、2 部件、毛坯4.2.2 加工參數(shù)設(shè)置1. 粗銑輪廓-型芯銑因為相機外殼模具型腔的加工量比較大，所以我們不僅要減小機床負(fù)荷，也要保證刀具的使用壽命，而采分層進給方式進行銑削加工，可以有效的解決問題。本次加工采用沿零件外形清除模型的加工方法，加工模具的大致外形。刀具選擇如下圖4.3所示，帶涂層的硬質(zhì)合金銑刀，規(guī)格為6mm，轉(zhuǎn)速和進給速度見圖4.3，下刀方式選擇螺旋線進刀，每層切削深度設(shè)置為6 mm，進給百分比為50%，圖4.4為刀具軌跡。 圖4.3 加工參數(shù) 圖4.4 加工軌跡2. 精銑輪廓-深度加工輪廓模具的進行完型腔表面的粗加工過后，接下來是深度精加工，軌跡如3.5所示。本次精加工選擇硬質(zhì)合

48、金規(guī)格為6mm的涂層球銑刀，選擇主軸轉(zhuǎn)速為3900 r/min，進給速度控制在500 mm/min，最小切削深度設(shè)置為0.01mm，全局每刀深度設(shè)置為0.05 mm，部件側(cè)面以及底部面余量為0.1，如下圖。圖4.53. 精銑凹臺-深度加工輪廓依次加工之后對凹槽加工，圖4.6為深度精加工的軌跡。本次精加工選擇硬質(zhì)合金規(guī)格為1mm的涂層球銑刀，選擇主軸轉(zhuǎn)速為2400 r/min，進給速度控制在90mm/min，最小切削深度設(shè)置為0.01mm，全局每刀深度設(shè)置為0.05 ，部件側(cè)面以及底部面余量為0.1mm。圖4.6 精加工刀具軌跡4. 精雕文字-深度加工輪廓型腔表面粗加工之后，對文字采用深度精加工

49、。刀具選擇硬質(zhì)合金帶涂層銑刀1.2mm，轉(zhuǎn)速2900 r/min，進給速度400mm/min，最小切削深度設(shè)置為0.1 mm，全局每刀深度設(shè)置為0.2mm，選取需要加工的側(cè)表面，部件側(cè)面余量為0，部件底部面余量為0，圖4.7為精加工刀具軌跡。圖4.7精加工刀具軌跡5. 曲面銑-固定輪廓銑在本次的型腔銑加工加工中，分層加工會留有階梯狀刀痕，采用半精加工與精加工方式精修曲面且固定軸加工，以模具的表面粗糙度，選擇硬質(zhì)合金規(guī)格為6mm的涂層球銑刀，轉(zhuǎn)速3900 r/min，進給速度900 mm/min，刀具進給為2%，采用與水平成45°或-45°往復(fù)式半精加工與精 加工方式來加工型芯表面。圖3.8為精加工刀具軌跡。圖3.8 精加工刀具軌跡。4.2.3 軌跡仿真加工在“型腔銑”對話框 操作欄中，單擊“生成”圖標(biāo)，系統(tǒng)生成型腔銑的切削路線。在“型腔銑”對話框 操作欄中，單擊 確定圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出刀軌可視化對話框。選擇“3D動態(tài)”選項卡，單擊 播放圖標(biāo)。系統(tǒng)模擬實體切削。4.3 生成數(shù)控加工代碼利用UG生成NC程序之后，我們必須要對NC程序進行詳細(xì)后處理工作，保證正確無誤，還要滿足設(shè)備的要求。最后，將后處理之后的程序?qū)朐O(shè)備加工。在FAN