數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)范文

XXXX學(xué)院畢業(yè)論文課題名稱姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)老師月目錄序言-----------------------------------------------------------2摘要-----------------------------------------------------------3緒論--------------------------------------------------51.1Mastercam軟件介紹-------------------------------------51.2本論文研究目標(biāo)及意義-----------------------------------6第二章Mastercam軟件在機(jī)械行業(yè)中地位及應(yīng)用----------------72.1塑料成型模發(fā)展----------------------------------------72.2Mastercam軟件在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用------------------------8第三章旋鈕模型加工工藝分析-------------------------------103.1塑料及其分類-------------------------------------------103.2殼體塑料選材路徑及注意點(diǎn)---------------------------------103.3注塑模工作原理及應(yīng)用-----------------------------------123.4旋鈕外殼注塑成型及其存在主要問題-----------------------133.5電火花成型機(jī)加工旋鈕型腔---------------------------------15第四章Mastercam構(gòu)圖方法----------------------------------174.1慣用實(shí)體建模法----------------------------------------17第五章用Mastercam繪制旋鈕外形----------------------------185.1繪制旋鈕模型--------------------------------------------18第六章Mastercam刀具庫(kù)設(shè)定方法------------------------------216.1銑削刀具庫(kù)建立----------------------------------------216.2刀具發(fā)展及其選擇--------------------------------------24第七章Mastercam刀具軌跡仿真--------------------------------287.1刀具軌跡仿真-------------------------------------------287.2程序仿真-----------------------------------------------30第八章Mastercam程序后置處理------------------------------328.1后置處理文件--------------------------------------------328.2后處理文件編輯通常規(guī)則--------------------------------348.3機(jī)床參數(shù)定義------------------------------------------348.4結(jié)論---------------------------------------------------34第九章Mastercam程序----------------------------------------35畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)--------------------------------------------------39參考文件-------------------------------------------------------41（目錄中行距自己調(diào)，盡可能使目錄在一頁(yè)中）摘要伴隨市場(chǎng)發(fā)展需要，對(duì)數(shù)控機(jī)床要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)小而輕巧、精度高數(shù)控機(jī)床。所以此次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)習(xí)單位——揚(yáng)州力創(chuàng)有限企業(yè)ZK7040型數(shù)控銑床，設(shè)計(jì)YZ-124型辦公室用經(jīng)濟(jì)適用型數(shù)控銑床。結(jié)合在校所學(xué)機(jī)械專業(yè)知識(shí)，在工廠相關(guān)工程師與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師指導(dǎo)下自己動(dòng)手設(shè)計(jì)了一款整體結(jié)構(gòu)緊湊、輕小、易于移動(dòng)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，具備全數(shù)控功效YZ-124型數(shù)控銑床，限于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間較緊，此次設(shè)計(jì)先行完成機(jī)械部份、電氣接口部份及進(jìn)給電機(jī)與主軸電機(jī)選型。在本課題中我負(fù)擔(dān)了其中Y軸及床身部分設(shè)計(jì)，包含：滾珠絲杠、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、外殼、腳輪等。Y軸采取步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過同時(shí)帶與滾珠絲杠相連，以實(shí)現(xiàn)Y軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。床身安裝在底座上，床身后半部用來(lái)連接立柱，前半部滑鞍沿Y軸方向移動(dòng)。導(dǎo)軌設(shè)有防護(hù)罩用來(lái)預(yù)防灰塵。Y向移動(dòng)是由步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過同時(shí)帶帶動(dòng)滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)，繼而驅(qū)開工作臺(tái)而實(shí)現(xiàn)。為了提升滾珠絲杠軸向剛性，滾珠絲杠副、絲杠螺母和絲杠之間均應(yīng)施加預(yù)緊力，確保傳動(dòng)精度。滑軌采取4列圓弧接觸及45°接觸角鋼珠，具備較高導(dǎo)向精度、良好剛性及耐磨性。關(guān)鍵詞：CAD/CAM；MasterCAM；塑料；注塑模。第一章緒論1.1Mastercam軟件介紹Mastrcam是美國(guó)專業(yè)從事計(jì)算機(jī)數(shù)控程序設(shè)計(jì)專業(yè)化企業(yè)CNCSoftwareINC研制出來(lái)一套計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)軟件。它將CAD和CAM這兩大功效綜合在一起，是我國(guó)現(xiàn)在十分流行CAD/CAM系統(tǒng)軟件。它有以下特點(diǎn)：⑴Mastrcam除了可產(chǎn)生NC程序外，本身也是具備CAD功效（2D、3D圖形設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、圖形陰影處理等功效）可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成NC加工程序，也可將用其余繪圖軟件繪好圖形，經(jīng)由一些標(biāo)準(zhǔn)或特定轉(zhuǎn)換文件如DXF文件CADL文件及IGES文件等轉(zhuǎn)換到Mastrcam中，再生成數(shù)控加工程序。⑵Mastrcam能預(yù)先依據(jù)使用者定義刀具、進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等，模擬刀具路徑和計(jì)算加工時(shí)間，也能夠從NC加工程序（NC代碼）轉(zhuǎn)換成刀具路徑圖。⑶Mastrcam是一套一圖形驅(qū)動(dòng)軟件，應(yīng)用廣泛，操作方便，而且它能同時(shí)提供適合現(xiàn)在國(guó)際上通用各種數(shù)控系統(tǒng)后置處理程序（NC代碼）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數(shù)控系統(tǒng)。⑷Mastrcam系統(tǒng)設(shè)有刀具庫(kù)及材料庫(kù)，能依照被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動(dòng)確定進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。Mastercam具備方便直觀幾何造型，并提供了設(shè)計(jì)零件外形所需理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定造型功效可設(shè)計(jì)出復(fù)雜曲線、曲面零件，而且具 有強(qiáng)勁曲面粗加工及靈活曲面精加工功效。Mastercam提供了多個(gè)先進(jìn)粗加工技術(shù)，以提升零件加工效率和質(zhì)量。Mastercam還具備豐富曲面精加工功效，能夠從中選擇最好方法，加工最復(fù)雜零件。Mastercam多軸加工功效，為零件加工提供了更多靈活性。Mastercam擁有車削、銑削、鉆削、線切割等多個(gè)加工模塊，允許用經(jīng)過觀察刀具運(yùn)動(dòng)來(lái)圖形化地編輯和修改刀具路徑。另外，軟件提供多個(gè)圖形文件接口，包含DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。1.2本論文研究目標(biāo)及意義MasterCAM是當(dāng)今廣泛使用CAD/CAM軟件，經(jīng)過對(duì)CAD/CAM技術(shù)發(fā)展，極大地改變了人們?cè)O(shè)計(jì)伎倆和方法，更為主要是CAD/CAM技術(shù)廣泛應(yīng)用顯著提升了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，大大地降低了設(shè)計(jì)師勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其是三維CAD/CAM技術(shù)日益廣泛應(yīng)用使其表現(xiàn)得更為顯著。實(shí)踐證實(shí)，基于MasterCAM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)，不但能夠縮短研發(fā)周期，還能夠進(jìn)行應(yīng)力分析、運(yùn)動(dòng)仿真和模擬填充，從而優(yōu)化產(chǎn)品及模具結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)品最終加工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第二章Mastercam軟件在機(jī)械行業(yè)中地位及應(yīng)用2.1塑料成型模發(fā)展在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，面對(duì)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，塑料制品廠家要想使產(chǎn)品贏得用戶，搶占市場(chǎng)，首先必須縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。所以，怎樣快速生產(chǎn)塑料零件，成為人們關(guān)注課題。所謂快速生產(chǎn)注射零件就是要設(shè)法縮短注射零件成型周期，這包含從零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造到注射成型整個(gè)過程。所以必須對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行綜合考慮，并采取可行方法去加以實(shí)施。要達(dá)成快速生產(chǎn)注射零件目標(biāo)，能夠充分使用電腦來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品開發(fā)及模具設(shè)計(jì)與制造周期。在產(chǎn)品開發(fā)中，要縮短開發(fā)周期，就要盡可能地節(jié)約時(shí)間及工作量，在這個(gè)過程中關(guān)鍵就是要采取電腦輔助設(shè)計(jì)(CAD/CAM)，并行工程及高速數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用電腦輔助設(shè)計(jì)，使用CAD/CAM，不但能夠節(jié)約時(shí)間，而且能夠提升準(zhǔn)確度。在繪圖中經(jīng)常發(fā)生錯(cuò)誤在應(yīng)用CAD/CAM后會(huì)極少發(fā)生，很多重復(fù)性工作均可被簡(jiǎn)化，所以能夠省工省時(shí)。尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品，CAD優(yōu)越性更為顯著。使用CAD/CAM最好采取三維(3D)軟件。因?yàn)槭褂?D軟件比任何2D軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)都快得多。它能將立體模型放大或縮小，加剖面線旋轉(zhuǎn)或在任何位置取剖面，并可同時(shí)進(jìn)行各配合件設(shè)計(jì)工作，同時(shí)還能立刻知道所設(shè)計(jì)任何零件體積，從而在設(shè)計(jì)早期便能精準(zhǔn)地估算材料費(fèi)用。現(xiàn)在，世界上應(yīng)用最多3D軟件就是MasterCAM。使用軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，也能夠使產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)、模具制造、零件測(cè)試等各個(gè)部門同時(shí)進(jìn)行工作。在使用CAD/CAM開發(fā)時(shí)候，能夠建立制造系統(tǒng)中共用電子數(shù)據(jù)庫(kù)，工程資料及更新信息能夠經(jīng)過電腦系統(tǒng)及時(shí)與其它關(guān)于部門共享，所以每組工作人員都可同時(shí)取得最新資料。如有任何修改，也可隨時(shí)通知關(guān)于人員。討論和決定都能夠經(jīng)過電腦系統(tǒng)在相互溝通情況下進(jìn)行。這種并行合作方式使各部門能及時(shí)行動(dòng)，關(guān)于人員可依照預(yù)先發(fā)放工程資料，準(zhǔn)備下一階段工作，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造同時(shí)進(jìn)行，節(jié)約了很多時(shí)間。2.2Mastercam軟件在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用MasterCAM是一個(gè)能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)編程、并能動(dòng)態(tài)模擬加工軌跡、與數(shù)控機(jī)床有良好數(shù)據(jù)接口美國(guó)CNCsoftware企業(yè)研制基于PC平臺(tái)MasterCAM輔助設(shè)計(jì)與輔助制造軟件。作為一個(gè)CAD／CAM集成軟件，MasterCAM系統(tǒng)包含有設(shè)計(jì)(CAD)和加工(CAM)兩大部分。其中設(shè)計(jì)(CAD)部分主要由Design（設(shè)計(jì)）模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，它具備完整曲線曲面功效，不但能夠設(shè)計(jì)和編輯二維、三維空間曲線，還能夠生成方程曲線；采取曲線曲面、參數(shù)設(shè)計(jì)等數(shù)學(xué)模型，能夠以多個(gè)方法生成曲面，并具備豐富曲面編輯功效。加工(CAM)部分主要由銑削、車削和電火花三大模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且各個(gè)模塊本身都包含有完整設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)，其中銑削模塊能夠用來(lái)生成銑削加工刀具路徑，并可進(jìn)行外形銑削、型腔加工、鉆孔加工、平面加工、曲面加工以及多軸加工等模擬；車削模塊能夠用來(lái)生成車削加工刀具路徑，并可進(jìn)行粗／精車、切槽以及車螺紋加工模擬；電火花模塊用來(lái)生成線切割激光加工路徑，從而能高效地編制出任何線切割加工程序，可進(jìn)行2-4軸上下異形加工模擬，并支持各種CNC控制器。在此次設(shè)計(jì)中，我們利用MasterCAM系統(tǒng)，我們做了以下工作:一、利用MasterCAM進(jìn)行手工編程，并進(jìn)行程序校驗(yàn)數(shù)控程序手工編制是計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)控編程墓礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程最終也還要經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC程序代碼。在MasterCAM系統(tǒng)中只要將NC代碼輸入該系統(tǒng)，經(jīng)過加工軌跡校驗(yàn),NC程序結(jié)果就非常直觀地仿真出來(lái)了。二、設(shè)置工藝參數(shù)，定義零件加工工藝?yán)肕asterCAM系統(tǒng)中CAD繪圖建模功效繪制生成三維零件模型，或利用該系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口將在其它CAD系統(tǒng)中做好零件模型數(shù)據(jù)讀人，然后綜合利用所學(xué)過如《機(jī)械制造加工工藝》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等課程相關(guān)知識(shí)，選擇適宜加工工藝方法，安排零件加工工序，確定粗加工、精加工所對(duì)應(yīng)不一樣加工表面刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，該系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出機(jī)加工余量，并動(dòng)態(tài)顯示出和粗加工、精加工所對(duì)應(yīng)不一樣加工表面刀位軌跡和機(jī)床代碼，省去了人為編制NC程序煩惱。這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)成了融匯貫通，并在計(jì)算機(jī)上變得生動(dòng)、形象起來(lái)。三、利用MasterCAM系統(tǒng)，對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算刀具軌跡進(jìn)行模擬仿真

MasterCAM特有模擬仿真功效，能夠進(jìn)行三維真實(shí)感動(dòng)態(tài)仿真加工，省時(shí)間、省材料、省設(shè)備投人。在仿真過程中，刀具沿著所定義加工軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)加工，我們能夠直觀地掌握數(shù)控加工過程，判斷刀具軌跡連續(xù)性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情況，刀位計(jì)算機(jī)是否正確，從而加深了對(duì)加工工藝了解和對(duì)刀具軌跡認(rèn)識(shí)。四、利用MasterCAM系統(tǒng)將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序，經(jīng)過計(jì)算機(jī)機(jī)床接口傳送，并控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工第三章旋鈕模型工藝分析3.1塑料及其分類塑料（Plastics）：具備塑性行為材料，所謂塑性是指受外力作用時(shí)，發(fā)生形變，外力取消后，仍能保持受力時(shí)狀態(tài)。塑料彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發(fā)生一定形變。軟塑料靠近橡膠，硬塑料靠近纖維。依照名種塑料不一樣使用特征，通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。①通用塑料通常是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格廉價(jià)塑料。通用塑料有五大品種，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS。它們都是熱塑性塑料。②工程塑料通常指能承受一定外力作用，具備良好機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性很好，能夠用作工程結(jié)構(gòu)塑料，如聚酰胺、聚砜等。在工程塑料中又將其分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。通用工程塑料包含：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、熱塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。特種工程塑料又有交聯(lián)型非交聯(lián)型之分。交聯(lián)型有：聚氨基雙馬來(lái)酰胺、聚三嗪、交聯(lián)聚酰亞胺、耐熱環(huán)氧樹指等。非交聯(lián)型有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮（PEEK）等。③特種塑料通常是指具備特種功效，可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域塑料。如氟塑料和有機(jī)硅具備突出耐高溫、自潤(rùn)滑等特殊功用，增強(qiáng)塑料和泡沫塑料具備高強(qiáng)度、高緩沖性等特殊性能，這些塑料都屬于特種塑料范圍。a.強(qiáng)塑料:增強(qiáng)塑料原料在外形上可分為粒狀（如鈣塑增強(qiáng)塑料）、纖維狀（如玻璃纖維或玻璃布增強(qiáng)塑料）、片狀（如云母增強(qiáng)塑料）三種。按材質(zhì)可分為布基增強(qiáng)塑料（如碎布增強(qiáng)或石棉增強(qiáng)塑料）、無(wú)機(jī)礦物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纖維增強(qiáng)塑料（如碳纖維增強(qiáng)塑料）三種。b.泡沫塑料:泡沫塑料能夠分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料三種。硬質(zhì)泡沫塑料沒有柔韌性，壓縮硬度很大，只有達(dá)成一定應(yīng)力值才產(chǎn)生變形，應(yīng)力解除后不能恢復(fù)原狀；軟質(zhì)泡沫塑料富有柔韌性，壓縮硬度很小，很輕易變形，應(yīng)力解除后能恢復(fù)原狀，殘余變形較?。话胗操|(zhì)泡沫塑料柔韌性和其余性能介于硬質(zhì)他軟質(zhì)泡沫塑料之間。而制作旋鈕材料通常選取通用塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS等，這些都屬于熱塑性塑料，它們產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格廉價(jià)。3.2殼體塑料選材路徑及注意點(diǎn)3.2.1旋鈕材料要求形狀和尺寸穩(wěn)定、美觀，通?？刹扇「邲_擊強(qiáng)度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等。下面就以ABS做為介紹以下：ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABSAcrylonitrile-Butadiene-Styrene

汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等）電冰箱，大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體，打字機(jī)鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。干燥處理：ABS材料具備吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。提議干燥條件為80~90C下最少干燥2小時(shí)。材料濕度應(yīng)確保小于0.1%。熔化溫度：210~280C；提議溫度：245C。模具溫度：25…70C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則造成光潔度較低）。注射壓力：500~1000bar。注射速度：中高速度。

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具備不一樣特征：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具備堅(jiān)韌性、抗沖擊特征；苯乙烯具備易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三中單體聚合產(chǎn)生了具備兩相三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS特征主要取決于三種單體比率以及兩相中分子結(jié)構(gòu)。這就能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具備很大靈活性，而且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不一樣質(zhì)量ABS材料。這些不一樣質(zhì)量材料提供了不一樣特征，比如從中等到高等抗沖擊性，從低到高光潔度和高溫扭曲特征等。ABS材料具備超強(qiáng)易加工性，外觀特征，低蠕變性和優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性以及很高抗沖擊強(qiáng)度。3.2.2旋鈕選材注意點(diǎn)我們通常所用塑料并不是一個(gè)純物質(zhì)，它是由許多材料配制而成。塑料成型工藝性能有:收縮性、流動(dòng)性、結(jié)晶性、吸濕性、熱敏性、應(yīng)力開裂、熔體魄裂、比容和壓縮率、固化速度。但制作旋鈕時(shí)，我們應(yīng)考慮其中收縮性、流動(dòng)性、結(jié)晶性、吸濕性即可。收縮性：成型加工中所得塑料制品，其尺寸總是小于常溫下模具成型尺寸，這種性質(zhì)稱為塑料收縮性。成型前對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)熱，降低成型溫度，提升注射壓力，延長(zhǎng)保壓時(shí)間，能有效減小收縮率。收縮率是影響塑料制品尺寸精度主要原因之一。流動(dòng)性：是指成型加工時(shí)塑料熔體在一定溫度和壓力作用下充滿模腔各個(gè)部分能力。ABS流動(dòng)性屬于中等。結(jié)晶性：部分塑料在冷卻固化過程中，樹脂分子能夠有規(guī)則排列，形成一定晶相結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為塑料結(jié)晶性。無(wú)結(jié)晶現(xiàn)象稱為無(wú)定形塑料，無(wú)定形塑料為透明，但也有例外情況，ABS為定形塑料，但并不透明。吸濕性：是指塑料吸附水分傾向。ABS吸濕性較高，假如在成型前吸附過多水分，這些水分在成型時(shí)會(huì)在設(shè)備料筒內(nèi)揮發(fā)成氣體，或使塑料發(fā)生水解，造成樹脂起泡，熔體黏度下降，從而顯著降低制品外觀質(zhì)量和力學(xué)性能。應(yīng)此，這些塑料在成型加工前必須進(jìn)行干燥處理。3.3注塑模工作原理及應(yīng)用3.3.1注塑模設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)注塑模設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通常包含以下：⑴單方向流動(dòng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是確保在填充過程中，塑料應(yīng)該在一個(gè)方向上流動(dòng),而且保持一個(gè)直流動(dòng)前沿。這造成單方向定位產(chǎn)生。平衡流動(dòng)全部流動(dòng)路徑應(yīng)該是平衡那就是,在相同時(shí)間以相同壓力進(jìn)行充填。

⑵壓力梯度最有效率填充方式是壓力梯度(壓力降低對(duì)單位長(zhǎng)度)沿著流動(dòng)路徑是固定時(shí)候。⑶最大剪應(yīng)力

剪應(yīng)力在填充時(shí)候應(yīng)該是小于材料臨界最大剪切應(yīng)力，數(shù)值依賴于材料和應(yīng)用。⑷熔接/融合位置在最不敏感部位放置熔接和融合線。⑸防止滯留僅可能防止在流體流動(dòng)路徑分為厚和薄流動(dòng)路徑那里設(shè)置澆口。⑹防止?jié)摿鹘?jīng)過澆口設(shè)置防止?jié)摿鞔_保流體在最終充填區(qū)相遇。⑺磨擦加熱為控制磨擦加熱設(shè)計(jì)流道,增加型腔熔體溫度，這將在產(chǎn)品中取得較低應(yīng)力,而不不引發(fā)塑料降解因塑料長(zhǎng)久處于較高溫度。⑻流道熱閥利用熱閥設(shè)計(jì)流道系統(tǒng),確保澆口凍結(jié)時(shí)型腔剛好充填完成和已充分保壓這防止在模具充填完成后過保壓或產(chǎn)生倒流。⑼流道/型腔比為高壓力降設(shè)計(jì)流道系統(tǒng),使流道材料最小取得一個(gè)低比率流道/型腔設(shè)計(jì)。在通常模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵照基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)模具合理性，而這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)注塑CAE分析結(jié)果研究提供分析3.4旋鈕外殼注塑成型及其存在主要問題精密注塑成型是與常規(guī)注塑成型相對(duì)而言，指成型制品表面質(zhì)量、重量重復(fù)精度和尺寸重復(fù)精度等指標(biāo)要求很高，使用通用注塑機(jī)和常規(guī)注射成型工藝難以達(dá)成要求。在精密成型技術(shù)中，要嚴(yán)格選擇成型材料，精心設(shè)計(jì)模具，選取精密注塑機(jī)以及按照精密注塑工藝進(jìn)行操作是精密注塑成型主要內(nèi)容。3.4.1白化白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在ABS樹脂制品推出部分。脫模效果不佳是其主要原因?？刹扇〗档妥⑸鋲毫Γ哟竺撃Ｐ倍?，增加推桿數(shù)量或面積，減小模具表面粗糙度值等方法改進(jìn)，當(dāng)然，噴脫模劑也是一個(gè)方法，但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序，如燙印、涂裝等產(chǎn)生不良影響3.4.2翹曲、變形注射制品翹曲、變形是很棘手問題。主要應(yīng)從模具設(shè)計(jì)方面著手處理，而成型條件調(diào)整效果則是很有限。翹曲、變形原因及處理方法可參考以下各項(xiàng)：1）由成型條件引發(fā)殘余應(yīng)力造成變形時(shí)，可經(jīng)過降低注射壓力、提升模具并使模具溫度均勻及提升樹脂溫度或采取退火方法給予消除應(yīng)力。2）脫模不良引發(fā)應(yīng)力變形時(shí)，可經(jīng)過增加推桿數(shù)量或面積、設(shè)置脫模斜度等方法加以處理。3）因?yàn)槔鋮s方法不宜，使冷卻不均勻或冷卻時(shí)間不足時(shí)，可調(diào)整冷卻方法及延長(zhǎng)冷卻時(shí)間等。比如，可盡可能地在貼近變形地方設(shè)置冷卻回路。4）對(duì)于成型收縮所引發(fā)變形，就必須修正模具設(shè)計(jì)了。其中，最主要是應(yīng)注意使制品壁厚一致。有時(shí)，在不得已情況下，只好經(jīng)過測(cè)量制品變形，按相反方向修整模具，加以校正。收縮率較大樹脂，～般是結(jié)晶性樹脂（如聚甲醛、尼龍、聚丙烯、聚乙烯及PET樹脂等）比非結(jié)晶性樹脂（如PMMA樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂及AS樹脂等）變形大。另外，因?yàn)椴ＡЮw維增強(qiáng)樹脂具備纖維配向性，變形也大。3.4.3充填不足

充填不足主要原因有以下幾個(gè)方面：i.樹脂容量不足。ii.型腔內(nèi)加壓不足。iii.樹脂流動(dòng)性不足。iv.排氣效果不好。作為改進(jìn)方法，主要能夠從以下幾個(gè)方面入手：1）加長(zhǎng)注射時(shí)間，預(yù)防因?yàn)槌尚椭芷谶^短，造成澆口固化前樹脂逆流而難于充滿型腔。2）提升注射速度。3）提升模具溫度。4）提升樹脂溫度。5）提升注射壓力。6）擴(kuò)大澆口尺寸。通常澆口高度應(yīng)等于制品壁厚1／2～l／3。7）澆口設(shè)置在制品壁厚最大處。8）設(shè)置排氣槽（平均深度0．03mm、寬度3～smm）或排氣桿。對(duì)于較小工件更為主要。9）在螺桿與注射噴嘴之間留有一定（約smm）緩沖距離。10）選取低粘度等級(jí)材料。11）加入潤(rùn)滑劑。3.4.4消除模具內(nèi)應(yīng)力在模具零件切削加工時(shí)，因?yàn)榧庸さ毒?、電極、切割絲、冷熱改變、緊固工具對(duì)材料施力等，被加工材料內(nèi)部在不停積聚由此產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；同時(shí)，內(nèi)應(yīng)力在不停積聚下企圖釋放。當(dāng)積聚內(nèi)應(yīng)力達(dá)成相當(dāng)程度，克服了材料剛性，改變了被加工件形狀，產(chǎn)生了變形。首先，要在加工中心工作3-4小時(shí)以后對(duì)模具零件進(jìn)行精加工，效果會(huì)愈加好。其次，要處理在全部加工過程中因內(nèi)應(yīng)力使模具零件變形問題，使加工過程中變形控制到最小。被加工材料在切削過程中積聚內(nèi)應(yīng)力是必定，那么內(nèi)應(yīng)力要造成模具零件變形也是必定。經(jīng)過查找資料得知，在模具零件內(nèi)積聚內(nèi)應(yīng)力最多，是打深孔、磨加工、粗加工和電加工階段，以及焊接加工階段。所以克服模具零件中內(nèi)因力造成變形。不外兩種路徑：消除內(nèi)應(yīng)力和機(jī)械再加工或二者相結(jié)合。消除內(nèi)應(yīng)力通常是采取熱處理方法，即我們通常所說(shuō)“消應(yīng)處理”。通常鋼質(zhì)零件進(jìn)爐后，6-12小時(shí)內(nèi)逐步升溫至590℃左右，保溫2-6小時(shí)（視工件大小及厚薄，還要依照當(dāng)初當(dāng)?shù)丶竟?jié)溫度），然后隨爐冷卻。這個(gè)過程通常需要24-48小時(shí)。通常鋁質(zhì)零件進(jìn)爐后，6小時(shí)內(nèi)逐步升溫至290℃左右，保溫2-4小時(shí)（視工件大小及厚薄，還要依照當(dāng)初當(dāng)?shù)丶竟?jié)溫度），然后隨爐冷卻。這個(gè)過程通常需要二十四小時(shí)。在機(jī)械加工時(shí)，尤其是粗加工時(shí)，緊固工具受力一定要均勻，通常采取多遍、對(duì)角緊固，緊－松－緊方法。我們通常習(xí)慣加工方法是認(rèn)定一個(gè)基準(zhǔn)面，加工過程中從頭至尾不變，以它為基準(zhǔn)來(lái)加工其余部位。其實(shí)，因?yàn)榧庸r(shí)內(nèi)應(yīng)力積聚造成變形，這個(gè)基準(zhǔn)面也在變形。而基準(zhǔn)面變形，會(huì)造成其余形狀產(chǎn)生許多改變。在裝配時(shí)經(jīng)過修整，又產(chǎn)生許多改變，這些累積起來(lái)，就影響了模具品質(zhì)和壽命。為了使制造模具性能達(dá)成設(shè)計(jì)要求狀態(tài)，我們應(yīng)該處理在加工過程中克服內(nèi)應(yīng)力造成變形這個(gè)模具制造過程中常見病。處理這個(gè)問題方法是：在粗加工時(shí)，選擇幾個(gè)不一樣方向面作為自我檢測(cè)三維變形程度觀察面。假如沒有現(xiàn)成，能夠附加，待精加工時(shí)再切除。附加觀察面不能太小，太小了觀察起來(lái)不準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)是：能大則大，易切除。3.5電火花成型機(jī)加工旋鈕型腔電火花是一個(gè)自激放電，其特點(diǎn)以下：火花放電兩個(gè)電極間在放電前具較高電壓，當(dāng)兩電極靠近時(shí)，其間介質(zhì)被擊穿后，隨即發(fā)生火花放電。伴隨擊穿過程，兩電極間電阻急劇變小，兩極之間電壓也隨之急劇變低。火花通道必須在維持暫短時(shí)間（通常為10-7-10-3s）后及時(shí)熄滅，才可保持火花放電“冷極”特征（即通道能量轉(zhuǎn)換熱能來(lái)不及傳至電極縱深），使通道能量作用于極小范圍。通道能量作用，可使電極局部被腐蝕。利用火花放電時(shí)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行尺寸加工方法，叫電火花加工。電火花加工是在較低電壓范圍內(nèi)，在液體介質(zhì)中火花放電。電火花加工原理是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時(shí)電腐現(xiàn)象來(lái)蝕除多出金屬，以達(dá)成對(duì)零件發(fā)尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定加工要求。要形成注塑型腔，我選擇方案是首先采取Mastercam軟件進(jìn)行造型后自動(dòng)生成程序，在加工中心上進(jìn)行加工，再用電火花成型機(jī)進(jìn)行加工注塑型腔。設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在了Mastercam軟件應(yīng)用和零件加工程序設(shè)計(jì)上。第四章Mastercam構(gòu)圖方法4.1慣用實(shí)體建模法實(shí)體建模慣用方法有E擠出、R旋轉(zhuǎn)、W掃掠、O舉升、F倒圓角、C倒角、S薄殼、B布林運(yùn)算、M實(shí)體管理員等。其中E擠出和R旋轉(zhuǎn)里又有C串連、W窗選、E區(qū)域、S單體、N區(qū)段、T單點(diǎn)、L選擇上次、U回復(fù)選取、D執(zhí)行等功效，W掃掠中除此之外還有O選項(xiàng)、P部分串連功效。O舉升具備C串連、W窗選、E區(qū)域、S單體、N區(qū)段、T單點(diǎn)、Y對(duì)應(yīng)原因、L選擇上次、U回復(fù)選取、D執(zhí)行功效。F倒圓角有B從反面、E實(shí)體邊界、F實(shí)體面、S實(shí)體主體、V驗(yàn)證、L選上一次、D執(zhí)行。C倒角有1單一距離、2不一樣距離、A距離/角度功效。S薄殼有B從反面、F實(shí)體面、S實(shí)體主體、V驗(yàn)證、L選上一次、D執(zhí)行功效。B布林運(yùn)算有A結(jié)合R切割C交集功效。4.2交角處理對(duì)于三個(gè)面相交角部處理是經(jīng)常碰到構(gòu)面難題，對(duì)于這種情況，通常慣用方法有三種：倒固定圓角、倒變、R圓角。通常不用BEND連接方法。要注意是要在大R角上倒小R角，不要在小R角倒大R角三面倒圓面交面處理，先找出倒角面邊界限，再找出邊界限交點(diǎn)，將它連成線，然后修剪相交面，類似另外兩個(gè)面。最終找出邊界作成昆氏面。4.3曲面修剪曲面修剪是構(gòu)建立體圖另一個(gè)難題，象倒圓角時(shí)經(jīng)常修剪不好，有幾條技巧：1）、不要用面修剪曲面，而必用曲線，象倒圓角時(shí)找出圓角面邊界限，用邊界限去修剪。2）、修剪面曲面線要大于面,而且曲線不要?jiǎng)偤迷诿孢吔缟稀?）、選擇合理構(gòu)圖面，變換不一樣構(gòu)圖面修剪。4）、將允許誤差改大一些。5）、有時(shí)要重復(fù)多試一試，看能不能剪掉。6）、將曲線近似轉(zhuǎn)換成直線圓弧，有時(shí)也能夠修剪，MasterCAM修剪功效是比較差，不過重復(fù)試，多用用種方法，耐心點(diǎn)也是能夠修剪。用Mastercam繪制旋鈕外形旋鈕零件圖以下：圖5.1旋鈕零件圖5.1繪制旋鈕模型步驟以下：在視圖Top平面內(nèi)繪制好中心線F9，利用MasterCAM中繪圖“Creat幾何實(shí)體創(chuàng)建命令”中“P多邊形”畫出旋鈕底座，再用“實(shí)體”中“E擠出”后“串連”，再選擇目標(biāo)后按“執(zhí)行”，后進(jìn)行拉伸。繪圖→直線→水平線→過原點(diǎn)→輸入27→返回主菜單→圓弧→點(diǎn)半徑圓R=78→過端點(diǎn)→過原點(diǎn)畫垂直線與圓交于一點(diǎn)→圓弧→點(diǎn)半徑圓R=78，圓心為直線與圓2交點(diǎn)→過原點(diǎn)畫垂直線（四等分點(diǎn)）與圓2交與一點(diǎn)→進(jìn)行剪切修整→修剪延伸→單一物體進(jìn)行剪切。實(shí)體→旋轉(zhuǎn)→串聯(lián)選擇目標(biāo)→執(zhí)行→選擇中心點(diǎn)→執(zhí)行，效果如圖5.2。繪圖→直線→水平線（兩條18.5和-18.5）→垂直線（兩條2.6和-2.6）→畫圓與垂線相切。然后修整→導(dǎo)圓角，選擇目標(biāo)，保留所需圖形。如圖5.3。再實(shí)體→擠出→串連→選擇目標(biāo)→執(zhí)行。如圖5.4。最終對(duì)整個(gè)圖形進(jìn)行倒角處理，處理后圖形如圖5.5。圖5.2圖5.3圖5.4圖5.5Mastercam刀具庫(kù)設(shè)定方法Mastercam各種加工方式加工參數(shù)，包含切削參數(shù)實(shí)現(xiàn)都是以對(duì)話框形式設(shè)置，使用時(shí)只需填寫即可。MasterCAM銑削中提供公制、英制兩類共6個(gè)刀具庫(kù)，基本刀具在刀具庫(kù)中都有收錄，設(shè)置加工參數(shù)時(shí)，調(diào)用刀具庫(kù)中刀具后切削參數(shù)即自動(dòng)輸入到對(duì)話框中。不過實(shí)際使用中我們發(fā)覺提供刀具幾何參數(shù)各軸進(jìn)給率、提刀速度、主軸轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)，并不符合車間現(xiàn)有刀具實(shí)際情況,同時(shí)它也不能反應(yīng)車間刀具庫(kù)中刀具擁有基本情況，在使用時(shí)必須對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置。下面就MasterCAM銑削刀具庫(kù)建立方法加以探討，以建立適合車間使用刀具庫(kù)。6.1銑削刀具庫(kù)建立6.1.1銑削刀具庫(kù)結(jié)構(gòu)及設(shè)置要求刀具庫(kù)由刀具庫(kù)要求說(shuō)明以及若干個(gè)單獨(dú)刀具描述段組合而成，每個(gè)描述段又由9行組成，對(duì)刀具作詳細(xì)說(shuō)明，單個(gè)刀具描述段之間由一個(gè)空描述段隔開。下面分別對(duì)各行進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。（1）刀具庫(kù)注釋說(shuō)明注釋說(shuō)明每行以＃開頭，后接說(shuō)明語(yǔ)句，包含刀具庫(kù)建立日期，設(shè)置方法，各參數(shù)意義等。如#刀具庫(kù)格式MonJan1414:51:19。（2）刀具描述段組成刀具描述段共由9行組成。第1行以TOOL開始，說(shuō)明刀具定義開始，行號(hào)必須標(biāo)出，而且后跟“”，二者中間以空格隔開，結(jié)果為：1——TOOL，以下各行要求和本行相同。第2行說(shuō)明刀具材料，系統(tǒng)要求各數(shù)字代表材料為：1——HSS,2——CARBIDE,3——COATEDCAR,4——CERAMIC,5——BORZON,10——UNKNOWN，設(shè)置時(shí)應(yīng)用數(shù)字代表填入。第3行為對(duì)刀具進(jìn)行注解。第4行指定刀具名稱。第5行指定刀具制造廠。第6行指定刀具夾頭。第7行指定刀具各項(xiàng)參數(shù)。按照刀具號(hào)碼、刀具型式、半徑型式、直徑、刀角半徑、螺紋頭數(shù)、刀尖角度、半徑補(bǔ)正、刀長(zhǎng)補(bǔ)正、XY進(jìn)給率、Z軸進(jìn)給率、提刀速率、主軸轉(zhuǎn)速、冷卻液、刃數(shù)次序指定各個(gè)刀具各項(xiàng)參數(shù)，各參數(shù)之間以空格隔開，0能夠不帶小數(shù)點(diǎn)。第8行指定刀具鉆孔、銑削屬性。鉆孔屬性包含以下內(nèi)容：循環(huán)類型,首次下刀深度,其余下刀深度,安全間隙,切削回縮量,暫留時(shí)間,肩部角度,螺紋小徑,鏜孔偏移量。銑削屬性包含以下內(nèi)容：適用切削形態(tài)（粗加工、精加工或者二者都能夠），粗加工步距（以刀具直徑百分率指定）,粗加工步距,精加工步距,精加工步距,刀尖角度,刀具根圓直徑(螺紋銑刀)，刀尖角度。第9行指定夾頭以及刀具幾何參數(shù)，刀端中心孔直徑,切刃長(zhǎng),刀長(zhǎng),刃長(zhǎng),刀柄直徑,夾頭直徑，夾頭長(zhǎng)度,主軸旋轉(zhuǎn)方向,轉(zhuǎn)速（線速度）,每刃切削量,計(jì)量方法。必須注意，全部刀具設(shè)定必須包含9行以及“TOOL”標(biāo)頭，假如不標(biāo)定則必須以空格代替內(nèi)容。6.1.2銑削刀具庫(kù)設(shè)置方法（1）基本刀具庫(kù)建立在mill\tools目錄下系統(tǒng)已經(jīng)建立起各慣用刀具基本圖形，我們能夠利用它建立基本刀具庫(kù)。1）用記事本建立一文本文件（*.TXT），按要求格式將刀具參數(shù)加入文件中，將文件存入C:\Mcam8\mill\tools目錄下，文件名命名規(guī)則按照通常要求，如slider.txt。2）運(yùn)行Mill9，在主菜單中單擊“NC管理”→“定義刀具”→“資料庫(kù)”，如圖6.1在出現(xiàn)刀具管理對(duì)話框中單擊右鍵，在快捷菜單中單擊“由文字產(chǎn)生刀具庫(kù)，打開讀取對(duì)話框，如圖6.2指定你產(chǎn)生文本文件slider.txt后，按確定，出現(xiàn)指定保留刀具庫(kù)路徑對(duì)話框，命名slider確定即可。3）將slider.txt和slider.tl8保留到C:\Mcam8\Mill\Tools目錄下（假設(shè)軟件安裝在C:\Mcam8目錄下）。4）使用時(shí)調(diào)用刀具庫(kù)。圖6.1（2）自定義刀具建立1）繪制刀具半剖圖存至C:\MCAM8\MILL\TOOLS目錄中，繪圖時(shí)x方向半徑長(zhǎng)度按照1mm繪制。2）在主菜單中單擊“NC管理”→“定義刀具”→“當(dāng)前”，打開刀具管理對(duì)話框，右鍵點(diǎn)擊快捷菜單中“建立新刀具”，打開定義刀具框，指定直徑。3）點(diǎn)擊刀具類型標(biāo)簽中自定義按鈕。4）點(diǎn)擊“參數(shù)標(biāo)簽”中“選擇”按鈕，選擇前面保留刀具后保留。5）假如要保留至刀具庫(kù)，選擇“savetolibrary。（3）使用效果實(shí)際加工時(shí)可依照車間現(xiàn)有刀具進(jìn)行切削方式選取，杜絕了NC程序不適用性，在進(jìn)行刀具路徑參數(shù)設(shè)置時(shí)，如圖6.3刀具部分參數(shù)已經(jīng)不用在重圖6.2新定義，降低刀具參數(shù)設(shè)置了時(shí)間。圖6.36.2刀具發(fā)展及其選擇MasterCAM軟件包提供自動(dòng)編程功效，該軟件通常是在編程界面中提醒工藝規(guī)劃關(guān)于問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了關(guān)于參數(shù)，就能夠自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。所以，數(shù)控銑床刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成，這與普通機(jī)床加工形成鮮明對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定基本標(biāo)準(zhǔn)，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工特點(diǎn)。6.2.1刀具材料主要作用及其發(fā)展過程刀具材料發(fā)展與人類社會(huì)生活、生產(chǎn)發(fā)展，有著極為親密關(guān)系。對(duì)于古人類，“刀”和“火”認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，是兩項(xiàng)最偉大創(chuàng)造，是人類登上歷史舞臺(tái)主要標(biāo)志刀具材料改進(jìn)推進(jìn)著人類社會(huì)文化和物質(zhì)文明發(fā)展。在傳統(tǒng)機(jī)械加工中，刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)和刀具幾何形狀是決定刀具切削性能三大要求，其中刀具材料起著關(guān)鍵作用。在計(jì)算機(jī)集成先進(jìn)制造系統(tǒng)出現(xiàn)后，在刀具使用中還應(yīng)考慮“刀具系統(tǒng)”問題。近年來(lái)，各種難加工材料出現(xiàn)和應(yīng)用，先進(jìn)制造系統(tǒng)、高速切削和超高速切削、精密加工和超精密加工、“綠色制造”和“潔凈制造”發(fā)展與付諸實(shí)用，都對(duì)刀具尤其是對(duì)刀具材料提出了更高、更新要求。伴隨生產(chǎn)水平提升，高速鋼刀具已不能滿足高效率加工、高質(zhì)量加工以及難加工材料切削要求。20世紀(jì)代到30年代，人們創(chuàng)造了鎢鈷類和鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，其常溫硬度達(dá)89-93HRA,能承受800-900℃以上高溫，切削速度能夠是高速鋼刀具4-5倍以上，因而被快速推廣應(yīng)用。在第二次世界大戰(zhàn)期間，因?yàn)楸どa(chǎn)需要，美、英、蘇、德各國(guó)開始部分使用硬質(zhì)合金刀具;二戰(zhàn)結(jié)束后，逐步擴(kuò)大使用。50年代初，我國(guó)從蘇聯(lián)少許引進(jìn)硬質(zhì)合金，代替高速鋼刀具在生產(chǎn)中應(yīng)用。日后，在蘇聯(lián)援助下，我國(guó)建設(shè)了株洲硬質(zhì)合金廠；又自力更生，用本國(guó)技術(shù)和力量，建成了自貢硬質(zhì)合金廠。經(jīng)過40年努力，中國(guó)硬質(zhì)合金刀具材料產(chǎn)量已居世界各國(guó)前列，成為生產(chǎn)硬質(zhì)合金大國(guó)，20世紀(jì)后半期，工件材料品種不停增多，其機(jī)械性能不停提升，工件批量和加工精度也不停加大和提升，因而對(duì)刀具使用性能不停提出更新、更高要求。硬質(zhì)合金刀具材料為了適應(yīng)新要求，本身有了更新發(fā)展，出現(xiàn)了許多新品種，其性能比之過去有了很大提升。與高速鋼刀具相比，硬質(zhì)合金刀具較脆，韌性不足，可加工性也不好，故開始時(shí)只用于通常車刀，后發(fā)展到用于面銑刀及其余刀具；但迄今為止，仍不能用于全部種類刀具。高速鋼刀具也有了發(fā)展，出現(xiàn)了許多新品種。然而，半個(gè)世紀(jì)來(lái)，二分之一以上高速鋼刀具被硬質(zhì)合金刀具所代替；高速鋼刀具材料憑借其良好韌性和可加毛性，仍固守著切削刀其中不足二分之一陣地。當(dāng)代，硬質(zhì)合金和高速鋼是兩種最主要、用得最多刀具材料。它們總和當(dāng)占全部刀具95%以上。硬質(zhì)合金刀具仍不能滿足當(dāng)代高硬度工件材料和超精密加工要求，于是更新刀具材料相繼出現(xiàn)。20世紀(jì)中期出現(xiàn)了氧化鋁及氧化鋁基復(fù)合陶瓷，稍后又出現(xiàn)了氮化硅及氮化硅基復(fù)合陶瓷。20世紀(jì)中后期，又制造出人造立方氮化硼和人造金剛石兩種超硬刀具材料，它們硬度大幅度地高于硬質(zhì)合金與陶瓷因?yàn)轫g性和可加工性不足，以及價(jià)格等原因，陶瓷、氮化硼及金剛石刀具材料應(yīng)用尚受到更大局限?？偠灾毒?工具)材料發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了極其主要作用。20世紀(jì)中，刀具(工具)材料發(fā)展比過去幾十世紀(jì)要快得多C刀具材料品種、類型、數(shù)量、性能都有了很大發(fā)展和提升。“百花齊放，推陳出新”；20世紀(jì)尤其是后平個(gè)世紀(jì)，刀具材料大發(fā)展，大提升，令人眼花繚亂，目不暇接，從而推感人類物質(zhì)文明迅猛前進(jìn)。6.2.2刀具材料化學(xué)成份在古代，人類所用刀具材料多為天然物質(zhì)，如石材等。近代、當(dāng)代所用刀具材料大多數(shù)出于人造，方便確保大量供給，并使質(zhì)地均勻、可靠?？v觀當(dāng)代各種刀具材料，除金剛石原料為石墨(碳元素)外，其余品種都離不開碳化物、氮化物、氧化物和硼化物。6.2.3數(shù)控加工刀具選擇刀具選擇是在數(shù)控編程人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行。應(yīng)依照機(jī)床加工能力、工件材料性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)原因正確選取刀具及刀柄。刀具選擇總標(biāo)準(zhǔn)是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求前提下，盡可能選擇較短刀柄，以提升刀具加工剛性。選取刀具時(shí)，要使刀具尺寸與被加工工件表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周圍輪廓加工，常采取立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形加工，常采取球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀具端部切削速度為零，所以，為確保加工精度，切削行距通常取得很能密，故球頭慣用于曲面精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，所以，只要在確保不過切前提下，不論是曲面粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引發(fā)注意是，在大多數(shù)情況下，選擇好刀具即使增加了刀具成本，但由此帶來(lái)加工質(zhì)量和加工效率提升，則能夠使整個(gè)加工成本大大降低。通常應(yīng)遵照以下標(biāo)準(zhǔn)：①盡可能降低刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行全部加工部位；③粗精加工刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀功效，以提升生產(chǎn)效率等。6.2.4數(shù)控加工切削用量確實(shí)定合理選擇切削用量標(biāo)準(zhǔn)是，粗加工時(shí)，通常以提升生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在確保加工質(zhì)量前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。詳細(xì)數(shù)值應(yīng)依照機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。⑴切削深度ap在機(jī)床、工件和刀具剛度允許情況下，ap就等于加工余量，這是提升生產(chǎn)率一個(gè)有效方法。為了確保零件加工精度和表面粗糙度，通常應(yīng)留一定余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床精加工余量可略小于普通機(jī)床。⑵切削寬度L通常L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，通常L取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。⑶切削速度Vc提升Vc也是提升生產(chǎn)率一個(gè)方法，但Vc與刀具耐用度關(guān)系比較親密。伴隨Vc增大，刀具耐用度急劇下降，故v選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，比如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，Vc可采取8m/min左右；而用一樣立銑刀銑削鋁合金時(shí)，Vc可選200m/min以上。⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速通常依照切削速度Vc來(lái)選定。數(shù)控機(jī)床控制面板上通常備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。⑸進(jìn)給速度VfVf應(yīng)依照零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。Vf增加也能夠提升生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，Vf可選擇得大些。在加工過程中，Vf也可經(jīng)過機(jī)床控制面板上修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，不過最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等限制。伴隨數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。所以，編程人員必須熟悉刀具選擇方法和切削用量確實(shí)定標(biāo)準(zhǔn)，從而確保零件加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床優(yōu)點(diǎn)，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。第七章Mastercam刀具軌跡仿真7.1刀具軌跡仿真MasterCAM軟件能夠進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)編程，不過數(shù)控編程之前加工工藝分析和規(guī)劃必須由用戶自行完成。本模具型腔、型芯加工可采取粗加工→精加工→輔助加工加工工藝。粗加工時(shí)采取立式銑刀，精加工時(shí)采取球頭刀進(jìn)行加工。以粗加工為例,其刀具路徑生成步驟以下：①在主功效區(qū)依次單擊Toolpaths和Surface命令；②在主功效區(qū)選擇粗加工；③選擇加工方式為等高外形銑削加工如圖7.1圖7.1圖7.2④系統(tǒng)提醒區(qū)顯示SelectDriveSurface，則窗選旋鈕，在主功效區(qū)選Solids，將Surface后Y改為N，用鼠標(biāo)單擊屏幕中注射模型芯，選取整個(gè)實(shí)體，點(diǎn)擊Done/Done;⑤確定刀具參數(shù)及生成刀具路徑。在ToolParameters空白區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，選GetToolFromLibrary,從刀庫(kù)中直接選取直徑為8圓頭銑刀，點(diǎn)擊SurfaceParameters標(biāo)簽,設(shè)置安全高度Clearance、退刀高度Retract、進(jìn)給高度Feed等參數(shù)如圖7.3。點(diǎn)擊平行銑削粗加工參數(shù)，設(shè)置好最大步距如圖7.4。點(diǎn)擊確定和主菜單中Done，完成刀具路徑生成，在工作區(qū)中出現(xiàn)曲面銑削刀具路徑如圖7.5。圖7.3圖7.4圖7.57.2程序仿真程序仿真步驟以下：先選擇T刀具路徑→J工作設(shè)定，輸入對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值后確認(rèn)，輸入坐標(biāo)值是確定毛坯大小。如圖7.6→選O操作管理→選擇圖形→V實(shí)體驗(yàn)證，確認(rèn)即可，目標(biāo)是進(jìn)行程序仿真。如圖7.7。如圖7.6如圖7.7在進(jìn)行程序仿真正確后，再用Mastercam軟件進(jìn)行后置處理。第八章Mastercam程序后置處理Mastercam是一套應(yīng)用廣泛CAD/CAM/CAE軟件包，它采取圖形交互式自動(dòng)編程方法實(shí)現(xiàn)NC程序編制。交互式編程是一個(gè)人機(jī)對(duì)話編程方法，編程人員依照屏幕提醒內(nèi)容，重復(fù)與計(jì)算機(jī)對(duì)話，選擇菜單目錄或回答計(jì)算機(jī)提問，直至將全部問題回答完成，然后即可自動(dòng)生成NC程序。NC程序自動(dòng)產(chǎn)生是受軟件后置處理功效控制，不一樣加工模塊(如車削、銑削、線切割等)和不一樣數(shù)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于不一樣后處理文件。軟件當(dāng)前使用哪一個(gè)后處理文件，是在軟件安裝時(shí)設(shè)定，而在詳細(xì)應(yīng)用軟件進(jìn)行編程之前，通常還需要對(duì)當(dāng)前后處理文件進(jìn)行必要修改和設(shè)定，以使其符合系統(tǒng)要求和使用者編程習(xí)慣。有些用戶在使用軟件時(shí)因?yàn)椴涣私馇闆r，沒有對(duì)后處理文件進(jìn)行修改，造成生成NC程序中一些固定地方經(jīng)常出現(xiàn)一些多出內(nèi)容，或者總是遺漏一些詞句，這么，在將程序傳入數(shù)控機(jī)床之前，就必須對(duì)程序進(jìn)行手工修改，假如沒有全部更正，則可能造成事故。比如，某機(jī)床控制系統(tǒng)采取G54工件坐標(biāo)系定位，G90絕對(duì)坐標(biāo)編程，要求生成NC程序前面必須有G54G90設(shè)置，假如后處理文件設(shè)置為G55G91，則每次生成程序中含有G55G91，卻不一定有G54G90，假如在加工時(shí)沒有進(jìn)行手工改過，則勢(shì)必造成加工錯(cuò)誤。8.1后置處理文件后置處理文件簡(jiǎn)稱后處理文件，是一個(gè)能夠由用戶以回答下列問題形式自行修改文件，其擴(kuò)展名為.PST。在應(yīng)用MasterCAM軟件自動(dòng)編程功效之前，必須先對(duì)這個(gè)文件進(jìn)行編輯，才能在執(zhí)行后處理程序時(shí)產(chǎn)生符合某種控制器需要和使用者習(xí)慣NC程序，也就是說(shuō)后處理程序能夠?qū)⒁粋€(gè)控制器NC程序，定義成該控制器所使用格式。以FANUC系列后處理系統(tǒng)為例，它能夠定義成慣用于FANUC3M控制器所使用格式，也能夠定義成FANUC6M控制器所使用格式，但不能用來(lái)定義其它系列控制器。不一樣系列后處理文件，在內(nèi)容上略有不一樣，但其格式及主體部分是相同，通常都包含以下五個(gè)部分：1）注釋對(duì)后處理文件及其設(shè)定方法作通常性介紹。2）問題該部分為后處理文件主要部分，F(xiàn)ANUC系列后處理文件中共包含200個(gè)問題，對(duì)這些問題回答將決定未來(lái)輸出NC程序格式。3）指令指令作用是對(duì)它后面變量施加影響，也是對(duì)刀具調(diào)用。4）變量是對(duì)機(jī)床參數(shù)設(shè)定。在主功效菜單中選取刀具路徑，選擇對(duì)象后進(jìn)行操作管理，就會(huì)出現(xiàn)如圖8.1。再將其進(jìn)行存檔，存入D盤中。在D盤中找出所建文件夾，打開后就能夠和圖一起生成程序如圖8.2。圖8.1圖8.28.2后處理文件編輯通常規(guī)則對(duì)后處理文件編輯和設(shè)定只需要對(duì)第(4)部分“問題”進(jìn)行。.PST文件每個(gè)問題前都有一個(gè)號(hào)碼并于號(hào)碼后加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。若問題前沒有號(hào)碼，那么這個(gè)問題在執(zhí)行后處理時(shí)是被忽略不用。8.3機(jī)械參考點(diǎn)定義在主功效菜單中選取刀具路徑，選擇對(duì)象后進(jìn)行操作管理，就會(huì)出現(xiàn)如圖8.1。再將其進(jìn)行存檔，存入D盤中。在D盤中找出所建文件夾，打開后就能夠和圖一起生成程序如圖8.2。變量定義在后處理文件開頭部分已經(jīng)作了說(shuō)明，使用時(shí)可經(jīng)過查閱了解變量意義。變量在回答下列問題時(shí)一經(jīng)使用，就會(huì)在生成NC程序中表示確定意義.如變量spindle_on，轉(zhuǎn)速為正時(shí)定義為M03，為負(fù)時(shí)定義為M04，假如回答下列問題時(shí)使用了該變量，則會(huì)在NC程序?qū)?yīng)部分寫出M03或M04。假如回答下列問題時(shí)使用了該變量，則會(huì)在NC程序?qū)?yīng)部分寫出M03或M04。變量prog_n若寫到問題1或2中，則在NC程序規(guī)劃時(shí)給定程序號(hào)將起作用。變量First_tool是用來(lái)呼叫程序中所使用第一把刀號(hào)碼，此變量通慣用于程序結(jié)束時(shí)，將使用中刀具改變?yōu)榈谝话训短?hào)碼，方便在下一次執(zhí)行程序時(shí)使用。next_tool用于無(wú)T字首刀具號(hào)碼，使用這個(gè)變量可在刀具被呼叫前，選擇另一把刀來(lái)進(jìn)行換刀。變量xr、yr、zr是用來(lái)定義程序中快速定位X、Y、Z坐標(biāo)位置。Xh、yh、zh是用來(lái)要求機(jī)械原點(diǎn)位置，通慣用于換刀和程序結(jié)束時(shí)使刀具返回機(jī)械原點(diǎn)。prev_x、prev_y、prev_z則是用來(lái)定義刀具所在前一個(gè)X、Y、Z坐標(biāo)位置。其它變量定義可參看文件開頭說(shuō)明。8．4結(jié)論后置處理文件編輯和設(shè)定，對(duì)全部CAD/CAM軟件來(lái)說(shuō)都是需要。不過通常使用者經(jīng)常忽略這一點(diǎn)，而是在每次生成NC程序后去對(duì)程序進(jìn)行修改，不但浪費(fèi)時(shí)間，而且輕易犯錯(cuò)造成事故。MasterCAM程序粗加工程序以下：%N0010G40G17G90N0040G0G90X47.9985Y-30.3401S1200M03N0050Z3.N0060Z-.675N0070G1Z-3.675F250.N0080X44.9985Y-36.6339N0090G2X42.4325Y-41.3191I-42.8806J20.4395N0100X39.9289Y-44.9846I-40.3963J24.9032N0110G0X37.6566Y-47.9985N0120Z-.675N0130Z3.N0140X-37.6447N0150Z-.675N0160G1Z-3.675N0170X-39.9262Y-44.9847N0180G2X-44.9985Y-36.6335I38.1935J28.9136N0190G0X-47.9985Y-30.3211N0200Z-.675N0210Z3.N0220Y30.9891N0230Z-.675N0240G1Z-3.675N0250X-44.9985Y36.6644N0260X-42.9858Y40.472N0270X-40.6841Y44.0398N0280X-39.9303Y44.9845N0290G0X-37.5255Y47.9985N0300Z-.675N0310Z3.N0320X-30.6783Y-47.9985N0330Z-.675N0340G1Z-3.675N0350X-33.4173Y-44.9985┇┇┇┇┇

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