圓柱體產(chǎn)品的加工

1、第十三章 圓柱體產(chǎn)品的加工第十三章 圓柱體產(chǎn)品的加工- 第十三章 圓柱體產(chǎn)品的加工-5-第十三章 圓柱體產(chǎn)品的加工教學提示：本章重點內(nèi)容是對圓柱體產(chǎn)品加工的基本介紹和圓柱體產(chǎn)品與普通三維加工在設計和雕刻上的不同之處。由于圓柱體產(chǎn)品加工的特殊性，需要培訓教師重點把握其特點，重點講解展開圖的獲得，接縫的處理，加工設備的使用等方面內(nèi)容。13.1 圓柱柱體產(chǎn)品品的特點點及加工工要求教學目的：通過對產(chǎn)品品特點和和應用的的介紹，使使學員掌掌握圓柱柱體產(chǎn)品品的加工工要求。教學重點：圓柱體產(chǎn)品品的加工工要求。13.1.1 圓柱體體產(chǎn)品的的應用從加工圓柱柱體產(chǎn)品品的客戶戶來看，加加工對象象主要分分為成品品加工和

2、和輥輪模模具加工工兩大類類。成品加工主主要以刻刻度盤加加工、首首飾加工工、字輪輪、鐘表表零件加加工等最最具有代代表性。如如圖133-1左左邊兩圖圖。加工工后得到到的產(chǎn)品品已經(jīng)是是成品了了。成品品加工大大多數(shù)是是批量加加工，加加工效率率要求高高。在輥輪模具具加工中中，我們們現(xiàn)在涉涉及到的的有燙金金模具、熱熱切模具具(如圖圖13-1右圖圖所示)等等。模模具的最最終成型型可以通通過兩種種途徑來來實現(xiàn)：一種方方法是直直接加工工成品模模具；一一種方法法是先雕雕刻小直直徑的輥輥輪，然然后通過過小直徑徑的輥輪輪去壓制制大直徑徑的輥輪輪或者是是平面鋼鋼板來得得到最終終的模具具。 圖13-113.1.2 圓柱體

3、體產(chǎn)品的的加工要要求1、成品輥輥輪的加加工要求求：（1）輥花花拼接不不能有接接縫，接接縫精度度要求非非常高。（2）尺寸寸精度、位位置精度度要求高高。（3）多個個產(chǎn)品的的一致性性要求高高。例如圖133-1中中的刻度度盤的加加工，要要求雕刻刻完成后后，刻度度線之間間的距離離要均勻勻，刻度度線本身身的寬度度和深度度要均勻勻。2、輥輪模模具的加加工要求求：（1）輥花花拼接不不能有接接縫，接接縫精度度要求非非常高。（2）尺寸寸精度、位位置精度度要求高高。（3）表面面粗糙度度要求低低。13.1.3 精雕CCNC雕雕刻機在在圓柱體體產(chǎn)品加加工行業(yè)業(yè)中的應應用在精雕CNNC數(shù)控控雕刻機機上實現(xiàn)現(xiàn)圓柱體體產(chǎn)品的

4、的加工，可可以根據(jù)據(jù)所加工工圓柱體體的直徑徑、長度度、重量量、加工工精度等等的要求求不同，選選擇以下下兩種設設備來完完成加工工。1、旋轉(zhuǎn)坐坐標軸在通用模具具雕刻機機上安裝裝一個附附件旋轉(zhuǎn)軸軸，在專專用的柱柱面控制制程序RRT3DD控制下下完成加加工。旋旋轉(zhuǎn)軸是是加工小小型圓柱柱體產(chǎn)品品的必要要輔助工工具。加加工范圍圍受到旋旋轉(zhuǎn)軸尺尺寸的影影響。如如圖133-2。圖13-222、柱面雕雕刻機JDDZMSS也可以通過過專用的的柱面加加工機床床JDDZMSS來完成成加工，如如圖133-3所所示。這這種機床床是專用用的柱面面加工機機床，加加工精度度、加工工尺寸和和承載能能力都要要比旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸好得得多。機

5、機床參數(shù)數(shù)如圖113-33。圖13-3313.2 圓柱柱體產(chǎn)品品的雕刻刻教學目的：通過實例的的分析講講解，使使學員掌掌握圓柱柱體產(chǎn)品品的設計計和加工工方法。教學重點：如何獲得圓圓柱體產(chǎn)產(chǎn)品展開開圖。如何處理接接縫的拼拼接。加工工藝分分析。旋轉(zhuǎn)軸和柱柱面雕刻刻機的使使用。13.2.1 產(chǎn)品特特點分析析1、明確實實物與輥輥輪模具具的關(guān)系系本例是一個個典型的的小輥輪輪壓制大大輥輪的的實例，大大輥輪壓壓制出的的實物如如圖133-4所所示。如如前所述述，我們們首先雕雕刻小直直徑的輥輥輪，然然后通過過小直徑徑的輥輪輪去壓制制大直徑徑的輥輪輪或者是是平面鋼鋼板來得得到最終終用于加加工成品品的模具具。由此可知

6、，小小輥輪與與實物特特點保持持一致。2、獲取設設計信息息大多數(shù)情況況下客戶戶提供的的是一件件實物，這這就需要要我們與與客戶交交流，了了解客戶戶的要求求，認真真把握每每一個細細節(jié)。然然后研究究圖紙，獲獲得基本本的尺寸寸信息。確確定實例例圖案適適合用怎怎樣的方方式進行行設計。現(xiàn)在我們看看到的是是一個簡簡單的平平面圖案案產(chǎn)品，如如圖133-4。該該產(chǎn)品的的圖案是是由一組組正六邊邊形均勻勻排列組組成，根根據(jù)客戶戶提供的的圖紙，單單個圖形形之間的的關(guān)系如如圖133-5所所示： 圖133-4 圖133-5輥輪的尺寸寸：直徑徑30毫毫米，寬寬28毫毫米；由于小輪輥輥是用來來壓制大大輥輪的的，小輥輥輪的直直徑

7、是客客戶根據(jù)據(jù)最終模模具的尺尺寸和二二次加工工機床的的參數(shù)計計算得到到的。小小輥輪的的寬度參參數(shù)是根根據(jù)圖案案的尺寸寸來計算算的，寬寬度一般般是能夠夠包含一一組完整整的圖案案組。13.2.2 加工工工藝分析析如果客戶拿拿來的實實物圖案案不能通通過規(guī)則則的幾何何繪圖完完成設計計，我們們需要先先掃描、抄抄圖獲得得原始圖圖形，然然后再通通過陣列列等編輯輯變換功功能得到到設計圖圖形。本本例中客客戶拿來來的產(chǎn)品品圖案簡簡單且有有規(guī)律，我我們無需需抄圖，根根據(jù)圖紙紙尺寸直直接在JJDPaaintt中設計計即可。在進行圖形形設計之之前，我我們要根根據(jù)客戶戶提供的的圖紙進進行分析析，從圖圖13-4可以以看出，

8、圖圖形是由由多個六六邊形組組成，根根據(jù)圖113-55可以看看出，每每個六邊邊形的內(nèi)內(nèi)接圓的的直徑是是3mmm。我們們設計的的時候可可以設計計成如下下圖形，如如圖133-6：圖13-66然后我們分分析使用用區(qū)域雕雕刻的底底面雕刻刻方式雕雕刻掉每每個小六六邊形周周圍的區(qū)區(qū)域范圍圍，完成成后就可可以得到到我們所所要的效效果如圖圖13-4。 但是這這種圖案案，用區(qū)區(qū)域雕刻刻的方式式雕刻加加工，機機床震動動比較大大，并且且雕刻時時間比較較長。因因為圖案案中要雕雕刻的范范圍都是是一些比比較狹長長的區(qū)域域，雕刻刻這種區(qū)區(qū)域，生生成的刀刀具路徑徑的長度度太長，而而且刀具具在雕刻刻過程中中起停的的距離比比較短，

9、起起停頻率率比較高高。所以以不適合合用區(qū)域域雕刻的的方式進進行雕刻刻。 我我們用什什么樣的的方式來來進行加加工比較較合理呢呢？ 從圖113-55可以看看出，每每個小六六邊形之之間的距距離是相相等的，而而且產(chǎn)品品要求的的雕刻深深度和側(cè)側(cè)面斜度度都相等等。那么么我們能能不能通通過底直直徑0.5mmm的一把把錐度刀刀，用單單線雕刻刻的方式式來進行行加工呢呢? 當當然可以以，但是是以單線線雕刻方方式計算算路徑，生生成的路路徑是指指刀具的的中心沿沿著繪制制的線條條所走過過的軌跡跡，所以以圖133-6的的圖形不不能滿足足我們的的要求。那么應該設設計成什什么樣的的圖形呢呢？ 從從圖133-6可可以得知知，如

10、果果我們把把圖中的的小六邊邊形向外外等距00.255mm，然然后用JJD-440-00.5的的錐度刀刀做單線線雕刻，理理論上雕雕刻出來來的效果果就可以以滿足圖圖13-4所示示要求。 下面開始講解整個圖形的設計過程。13.2.3 產(chǎn)品設設計過程程1、繪制展展開矩形形首先根據(jù)要要加工產(chǎn)產(chǎn)品或者者模具材材料的直直徑，計計算出圓圓柱體的的平面展展開圖，為為了保證證加工精精度，在在計算材材料的周周長時精精確到小小數(shù)點后后兩位。如如圖133-4所所示：圖13-77所以，我們們第一步步需要根根據(jù)理論論直徑，計計算小輥輥輪的展展開圖 這里提提到一個個理論直直徑，理理論直徑徑不是直直接測量量我們待待加工的的小輥

11、輪輪的直徑徑，而是是我們需需要的理理論直徑徑尺寸。 比如我們根據(jù)二次成型機床的加工參數(shù)和最終我們要求得到的模具的尺寸，計算的小輥輪直徑是30mm，那么我們計算小輥輪展開矩形的時候就使用30mm這個尺寸。這就是理論尺寸。而不能直接測量待加工材料的直徑，因為它也是在其他機床上加工得到，那么這個待加工材料就有尺寸公差。我們測量的時候，同樣都是按照30mm加工出的材料，因為公差的存在，不同的人測量的實際尺寸就不一樣，這樣我們就不能夠得到準確的尺寸。2、如何保保證圓柱柱體加工工中首尾尾精確連連接用于計算展展開圖的的直徑是是否準確確，就關(guān)關(guān)系到如如何確保保雕刻加加工出的的輥輪接接縫準確確的問題題。加工工壓

12、花輥輥輪的難難點就是是加工圖圖案的準準確連接接，這一點也就就是圓柱柱體產(chǎn)品品加工的的區(qū)域規(guī)規(guī)劃和工工藝規(guī)劃劃與常規(guī)規(guī)的三維維雕刻加加工的不不同之處處。在圓柱體產(chǎn)產(chǎn)品加工工的區(qū)域域規(guī)劃過過程中，除除了常規(guī)規(guī)的劃分分雕刻區(qū)區(qū)域以外外，更重重要的是是要處理理好工件件旋轉(zhuǎn)一一周后，起起點和末末點的接接縫。接縫的處理理存在以以下幾種種情況：（1）對于于各自獨獨立的小小單元之之間組成成的圖案案來講，在在安排接接縫時，盡盡可能避避免把接接縫安排排在每個個小單元元上，如如圖133-8。應應該把接接縫安排排在兩個個小單元元之間的的位置處處，如圖圖13-9所示示：圖13-88圖13-99圖13-99接縫的的設計實

13、實際是取取左補右右，這樣樣可以避避免把一一個完整整的圖案案拆分。這這是一種種比較簡簡單的情情況。路路徑設計計生成刀刀口線、壓壓緊邊的的方法以以及用刀刀原則和和加工工工藝與前前面高頻頻模是一一樣的，可可以按照照前面的的思路進進行設計計。（2）對于于一組連連續(xù)的圖圖案或者者沒有辦辦法實現(xiàn)現(xiàn)如圖113-88變換的的圖案，接接縫的設設計就比比較復雜雜。這種種情況下下的接縫縫設計，我我們將在在下面的的實例分分析中詳詳細講解解。目前無論是是產(chǎn)品的的加工還還是模具具加工，圖圖案的曲曲面化趨趨勢越來來越明顯顯，這就就增加了了設計加加工的難難度。因因此不但但要求設設計軟件件必須具具有強大大的曲面面設計功功能，同

14、同時對于于設計人人員的素素質(zhì)要求求也比較較高。曲面輥輪設設計過程程中造型型設計與與前面部部分的方方法基本本相同。難難點同樣樣是接縫縫部分的的處理。如如果整體體圖案由由獨立的的曲面圖圖案單元元構(gòu)成，接接縫的處處理可以以和圖113-88相同，如如果整體體圖案是是由連續(xù)續(xù)的不規(guī)規(guī)則曲面面構(gòu)成，為為了保證證圖案能能夠準確確連接，產(chǎn)產(chǎn)品上沒沒有接縫縫，在進進行曲面面設計時時應將接接縫處調(diào)調(diào)到曲面面最高或或最低點點。 為為達到符符合要求求的接縫縫精度，要要做到以以下幾點點： = 1 * GB3 在計算算材料周周長時精精確到小小數(shù)點后后兩位。 = 2 * GB3 設計文件件時使雕雕刻范圍圍內(nèi)的圖圖案首尾尾對

15、稱相相接。 = 3 * GB3 保證展展開矩形形的直徑徑尺寸與與后面我我們在控控制軟件件中填寫寫的工件件直徑尺尺寸一致致。在本本實例中中計算的的小輥輪輪展開矩矩形的尺尺寸是：長3.1411592263094.25mmm；寬寬28mmm。 以上三三點是圓圓柱體產(chǎn)產(chǎn)品的加加工中保保證加工工出的產(chǎn)產(chǎn)品圖案案接縫準準確的重重要條件件。 3、區(qū)域等等距得到到一個用用于單線線雕刻的的正六邊邊形將原始的小小六邊形形（內(nèi)接接圓直徑徑為3mmm）向向外區(qū)域域等距00.255mm，得得到一個個新的正正六邊形形，用于于單線雕雕刻。4、繪制陣陣列用的的最小單單元組圖圖形在常規(guī)的的的情況下下，對單單個小六六邊形直直接陣

16、列列就可以以得到如如圖133-100所示的的圖形。不過這樣設設計存在在的問題題是除了了邊緣的的線條以以外，里里面的線線條都是是重復存存在的。計計算單線線雕刻的的路徑，同同一個位位置重復復進行了了2次雕雕刻，浪浪費了一一半的時時間。所所以進行行圖形設設計的時時候不可可以直接接進行陣陣列。應應該對圖圖形進行行變換，得得到陣列列前的最最小單元元組圖形形。具體操作步步驟如下下：使用平移移命令，得得到如圖圖13-11的的圖形；將如圖113-111的圖圖形使用用“集合”命令集集合在一一起；在節(jié)點編編輯狀態(tài)態(tài)下，選選擇圖形形所有節(jié)節(jié)點后執(zhí)執(zhí)行“節(jié)點分分離”命令；回到圖形形編輯狀狀態(tài)下，選選擇圖113-111

17、的圖圖形再執(zhí)執(zhí)行“取消集集合”命令；刪除陣列列不必要要的線段段得到如如圖133-122的最小小單元組組圖形。 圖13-110 圖113-111 圖133-1225、按照展展開矩形形放縮圖圖形依據(jù)展開矩矩形的尺尺寸對圖圖13-12所所示的圖圖形進行行陣列，單單元組圖圖形的尺尺寸為66.0663.550，而而矩形尺尺寸為994.22528，經(jīng)經(jīng)過計算算，我們們橫向陣陣列8個個，縱向向陣列116個，得得到如圖圖13-13所所示的圖圖形。從圖13-13可可以看出出，在整整個矩形形范圍內(nèi)內(nèi)的圖案案首尾并并不對稱稱的，在在這種情情況下，圖圖案旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周后后，無法法準確連連接。如何解決這這個問題題呢？這個問

18、題的的解決方方法也是是圓柱體體產(chǎn)品設設計時準準確接縫縫的一項項重要內(nèi)內(nèi)容。在這種情況況下我們們要對圖圖13-13的的圖形進進行放縮縮。放縮縮的目的的是要求求整個圖圖形縱向向尺寸與與展開矩矩形的縱縱向尺寸寸相等。放放縮后得得到如圖圖13-14所所示的圖圖形。 圖133-133 圖133-144 “放縮”的具體體操作步步驟如下下：首先確定定展開矩矩形的高高是944.255mm；選擇圖113-113中除除矩形框框以外的的所有的的圖形；選擇“變變換”菜單中中的“放縮”命令，談談出對話話框如圖圖13-15。在對話框中中的縱向向尺寸欄欄內(nèi)輸入入94.25，點點擊“確定”，得到到圖133-144。對于這也一

19、一步操作作有些同同學可能能可能會會問：這這不是改改變了小小六邊形形的原始始尺寸了了嗎？是的，放縮縮后，小小六邊形形的縱向向尺寸是是改變了了。但是是改變了了多少呢呢？大家家如果實實際做一一下就可可以知道道，整個個圖案的的縱向尺尺寸縮小小了2.75mmm，對對于多個個六邊形形來講，每每一個六六邊形縱縱向平均均尺寸的的變化實實際是非非常小的的，這個個變化是是在允許許的公差差范圍之之內(nèi)，可可以忽略略。從另一個角角度來講講，我們們的小輥輥輪直徑徑尺寸是是標準值值，而我我們要進進行加工工的的圖圖案可能能是各種種各樣的的。像現(xiàn)現(xiàn)在這種種情況，圖圖案尺寸寸不可能能正好和和計算的的展開矩矩形的尺尺寸相等等。這時

20、時候就可可以在圖圖形允許許的公差差范圍內(nèi)內(nèi)，使用用放縮的的方法來來對圖案案進行調(diào)調(diào)整，使使在一定定單元范范圍內(nèi)的的圖案，縱縱向尺寸寸與展開開矩形的的縱向尺尺寸相等等。具體圖案應應該是放放大還是是縮小呢呢？一般般是哪種種情況下下圖形的的整體變變化量小小，就用用哪種情情況。6、紋理連連接得到圖133-144后，還還不可以以生成雕雕刻路徑徑。因為為圖中每每個小六六邊形的的邊都是是獨立的的線條，在在雕刻的的時候，刀刀具不是是連續(xù)走走刀，抬抬刀次數(shù)數(shù)太多，浪浪費時間間。這里里要通過過“紋理連連接”功能對對圖案進進行連接接，使最最后得到到的圖案案由最少少的線段段組成。“紋理連接接”的操作作步驟如如下： 選

21、擇圖圖13-14中中除矩形形框以外外的所有有的圖形形； 選擇“紋理連連接”命令，如如圖133-166； 如果需需要連接接的圖形形存在集集合或群群組，則則會彈出出對話框框如圖113-117，單單擊“確定”，繼續(xù)續(xù)下一步步的操作作。 如果沒沒有集合合或群組組，則直直接彈處處連接精精度對話話框，如如圖133-188左圖； 填寫連連接精度度，確定定后，計計算結(jié)果果如圖113-118右圖圖。 然后單單擊確定定，完成成連接。圖13-116 圖113-117 圖圖13-18連接后的外外形沒有有什么變變化，但但是連接接后的線線段數(shù)如如圖133-188所示為為8條。通通過紋理理連接功功能我們們可以得得到最少少的

22、線段段數(shù)，使使雕刻過過程中的的抬刀的的次數(shù)盡盡可能少少，以提提高加工工效率。注：關(guān)于紋紋理連接接的使用用，請培培訓教師師結(jié)合實實際情況況進行講講解，其其中的一一些注意意事項，請請參見紋紋理連接接功能使使用說明明一文文。注意：因為為在實際際的講解解中學員員應該是是在學習習前面章章節(jié)的基基礎上學學習這一一部分，所所以在本本實例中中我們沒沒有仔細細講解使使用到的的每一個個命令和和詳細的的操作步步驟，重重點是講講解一般般的設計計思路和和設計方方法。希希望培訓訓教師在在教學的的過程中中，能夠夠前后結(jié)結(jié)合。13.2.4 生成雕雕刻路徑徑1、如何確確定雕刻刻刀具根據(jù)客戶提提供的實實物和圖圖紙，我我們知道道要

23、求花花紋深度度2mmm，側(cè)面面角度220。那我我們只要要用錐度度為400的刀具具就可以以保證花花紋的側(cè)側(cè)面角度度為200，又因因為圖案案底面之之間的距距離是00.5mmm，所所以選擇擇錐度度JDD-400-0.5的錐錐刀來完完成雕刻刻任務。2、如何確確定吃刀刀深度毛坯是已經(jīng)經(jīng)車好的的圓柱形形輥輪毛毛坯，表表面質(zhì)量量好，誤誤差小，不不需要再再銑面。材材料是模模具鋼，我我們用JJD-440-0.5的錐錐度刀雕雕刻，單單線雕刻刻過程中中刀具是是“雙邊切切”，根據(jù)據(jù)第六章章提供的的附表可可以知道道，雕刻刻時吃刀刀深度為為0.005毫米米至0.1毫米米，又因因為使用用錐度刀刀進行單單線雕刻刻時，刀刀具的

24、受受力是越越來越大大，所以以在這里里我們選選擇吃刀刀深度為為0.005mmm。3、如何設設置雕刻刻參數(shù)（1）生成成刀具路路徑操作步驟如如下：選擇圖113-114中除除展開矩矩形以外外所有的的圖形； = 2 * GB3 選擇“單單線雕刻刻”菜單，系系統(tǒng)彈出出單線雕雕刻對話話框； = 3 * GB3 設置參數(shù)數(shù)：A、選擇雕刻方方案： 高級級方案； B、定義區(qū)區(qū)域形狀狀： 雕雕刻深度度=22； C、選擇雕雕刻刀具具： 雕雕刻刀具具：錐度 JDD-400-0.5；D、設置進進給量： 吃刀深深度=0.005；E、設置走走刀參數(shù)數(shù)： 選擇擇刪除除原圖，選擇擇分層層不抬刀刀；具體的參數(shù)數(shù)設置如如圖133-1

25、99所示。確認參數(shù)數(shù)后，單單擊“確定”按鈕，系系統(tǒng)將自自動生成成單線雕雕刻路徑徑與原圖圖完全重重合。（2）刀具具路徑輸輸出操作步驟如如下：框選生成成的路徑徑；選擇刀刀具路徑徑：刀具具路徑輸輸出菜單，系系統(tǒng)彈出出刀具路路徑輸出出對話框框。設置參數(shù)數(shù)：A、選擇XX/Y向向的輸出出原點為為：自定定義；拾拾取XYY起刀點點如圖113-220所示示：B、選擇ZZ向的輸輸出原點點為：自自定義00；確認參數(shù)數(shù)后，單單擊輸出出按鈕，系系統(tǒng)彈出出“輸出路路徑”對話框框，單擊擊確定按按鈕即可可。13.2.5 實際雕雕刻1、如何實實現(xiàn)圓柱柱體產(chǎn)品品加工與普通的雕雕刻加工工相比，圓圓柱體產(chǎn)產(chǎn)品的雕雕刻加工工是把YY軸用旋旋轉(zhuǎn)軸來來代替。加加工過程程中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸不斷斷地旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，圓柱柱工件材材料的最最高點始始終是在在刀尖的的位置 。原理理與一般般加工中中X軸和和Y軸之之間的相相對運動動是相同同的，如如圖133-211所示。2、如何正正確安裝裝旋轉(zhuǎn)軸軸旋轉(zhuǎn)軸中心心線