雖然CAD/CAM技術(shù)已在機(jī)械、汽車辙肿、電子秘挥、服裝等行業(yè)得到了較為廣泛應(yīng)用，但在特種陶瓷行業(yè)還沒(méi)有得到足夠的重視诀甫，應(yīng)用程度遠(yuǎn)低于其他功缤，以至于目前的特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)仍以手工操作為主，模具制作手段也相對(duì)落后哪蒙。這種缺乏足夠創(chuàng)新意識(shí)的狀況已嚴(yán)重制約了特種陶瓷行業(yè)發(fā)展斜劳，務(wù)必盡快得到改善，才能使我國(guó)的特種陶瓷行業(yè)盡早趕上世界先進(jìn)水平较幌。

    目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的CAD/CAM軟件的種類較多揍瑟，具有代表性的有Pro/ENGINEER、MasterCAM乍炉、Cimatron绢片、UG、CAXA等岛琼，下面主要介紹基于MasterCAM軟件的特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具加工技術(shù)杉畜。

    基于CAD/CAM技術(shù)的特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具制作過(guò)程一般可按圖1所示的步驟進(jìn)行。

圖1 采用CAD/CAM技術(shù)的特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具制作一般過(guò)程

    現(xiàn)以圖2所示的胡椒磨芯為例衷恭，具體說(shuō)明使用MasterCAM軟件進(jìn)行特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具制作過(guò)程此叠。

圖2 胡椒磨芯造型設(shè)計(jì)

1.結(jié)構(gòu)分析

    在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)當(dāng)分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)随珠，找出產(chǎn)品特殊的點(diǎn)灭袁、線、面窗看，并用適當(dāng)?shù)牧烤呒右?a target="_blank" class="mmstipl2" >測(cè)量茸歧，記下測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)要考慮到產(chǎn)品的收縮率浴祥，在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)調(diào)整其尺寸大小晶会。

2.造型設(shè)計(jì)

    隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們對(duì)各種各樣產(chǎn)品品種的需要不斷更新预蒜，特種陶瓷產(chǎn)品也不斷有新的產(chǎn)品出現(xiàn)禀瓜。新的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，可借助于計(jì)算機(jī)及設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成。也就是說(shuō)丹仅，設(shè)計(jì)人員只要通過(guò)鍵盤(pán)鹅昭、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備將設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)輸入到設(shè)計(jì)軟件中去，人們便可以看到由計(jì)算機(jī)按照設(shè)計(jì)師的意圖設(shè)計(jì)的產(chǎn)品樣本了贺壮。MasterCAM軟件提供了豐富的曲面束湃、實(shí)體等三維產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)手段，特別是對(duì)一些特種陶瓷產(chǎn)品的不規(guī)則形狀也可以進(jìn)行比較精確的表達(dá)大愁，還可以通過(guò)材質(zhì)袖共、光源等方面的渲染設(shè)置給人以仿真的視覺(jué)效果。本例胡椒磨芯可通過(guò)實(shí)體擠出(Extrude)乎壮、實(shí)體舉升(Loft)幻林、實(shí)體旋轉(zhuǎn)(Revolve)等手段得到產(chǎn)品的造型，如圖3所示音念。

圖3 胡椒磨芯模具型腔

    產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后沪饺，應(yīng)該根據(jù)客戶的需要進(jìn)行適當(dāng)產(chǎn)品造型修改，最后利用MasterCAM進(jìn)行模具型腔生成及加工程序的生成工作闷愤。

3.具型腔生成

    根據(jù)胡椒磨芯全套模具的實(shí)際尺寸整葡，生成胡椒磨芯模具毛坯，與胡椒磨芯進(jìn)行Boolean(實(shí)體布爾運(yùn)算)生成胡椒磨芯模具型腔讥脐，如圖3所示遭居。這里要根據(jù)產(chǎn)品干燥及燒成收縮情況，對(duì)模具型腔按給定的收縮率（1.15）進(jìn)行縮放旬渠。

4.胡椒磨芯電極設(shè)計(jì)

    因胡椒磨芯模具型腔形狀特殊俱萍，有垂直的4條棱，又有40個(gè)相互交錯(cuò)的傾斜棱角告丢，如圖4所示枪蘑，很難直接進(jìn)行機(jī)械加工，最好用電火花成形機(jī)床進(jìn)行加工岖免。同時(shí)咆上，要根據(jù)電火花機(jī)床的實(shí)際火花間隙(大約0.05mm)，把胡椒磨芯模具型腔縮放沉卷，生成胡椒磨芯紫銅電極准贯。

圖4 胡椒磨芯紫銅電極

5.胡椒磨芯電極加工

    (1)加工工藝分析

    根據(jù)胡椒磨芯紫銅電極特點(diǎn)，為了獲得較好的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率凰拇，應(yīng)采用單刃指形合金銑刀進(jìn)行加工掘防。刀桿直徑為3.18mm，刀刃直徑為1.6mm堡脱，前角為5°窿茧，后角為25°音族，副后角為15°，副偏角為15°薯湾，如圖5所示。粗加工每次進(jìn)刀0.25mm吹毫，進(jìn)刀速度為150mm/min线满，精加工每次進(jìn)刀0.05mm，進(jìn)刀速度為50mm/min龟卷。

圖5 單刃指形銑刀

    (2)生成加工軌跡

    選用合適的數(shù)控加工方法同诫，生成加工軌跡是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。MasterCAM提供了Parallel（平行加工）樟澜，Radial（放射狀加工）误窖，Project（投影加工），F(xiàn)lowline（曲面流線）秩贰，C o n t o u r（等高加工） 霹俺， P o c k e t （ 挖槽加工） ，Plunge（鉆削加工）等10多種曲面粗毒费、精加工方法丙唧。本例胡椒磨芯紫銅電極粗加工采用Pocket（挖槽加工），精加工采用Contour（等高加工）觅玻。

    (3)模擬仿真加工

    對(duì)生成的加工軌跡進(jìn)行Verify(模擬加工)想际，檢查生成的加工軌跡是否合理，盡量避免加工過(guò)程中的失誤溪厘。

    (4)生成加工程序

    針對(duì)加工胡椒磨芯紫銅電極用的數(shù)控機(jī)床及其配備的數(shù)控系統(tǒng)胡本，設(shè)置特定的數(shù)控代碼、數(shù)控程序格式及參數(shù)畸悬，并按照加工機(jī)床的配置要求粮锻，把上述已經(jīng)生成的刀具加工軌跡轉(zhuǎn)化成能用于控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的數(shù)控加工程序。下面是加工胡椒磨芯紫銅電極的數(shù)控加工程序的一部分：

%
O0000
(PROGRAM NAME - 胡椒磨芯
051221-3)
(DATE=DD-MM-YY - 22-12-05
TIME=HH:MM - 19:16)
N100G21
N102G0G17G40G49G80G90
( 1. DRILL TOOL - 1 DIA. OFF.
- 1 LEN. - 1 DIA. - 1.6)
N104T1M6
N 1 0 6 G 0 G 9 0 X - 1 1 . 5 9 6 Y 0 .
A0.S4774M3
N108G43H1Z4.8
N110Z1.
N112G1Z-.25F150.
N114G2X11.596R11.596F286.4
N116X.674Y-11.576R11.596
N118X-11.596Y0.R11.596
N856G0Z-11.338
N858Z-7.338
N860M5
N862G91G28Z0.
N864G28X0.Y0.A0.
N866M30
%

    (5)進(jìn)行數(shù)控加工

    準(zhǔn)備好胡椒磨芯紫銅電極毛坯蒂拯，磨好單刃指形銑刀更鼻，開(kāi)動(dòng)數(shù)控雕銑機(jī)床后，就可以將上述生成的數(shù)控加工程序通過(guò)計(jì)算機(jī)傳輸?shù)仁侄蝹魉徒o數(shù)控機(jī)床们萄，再一次模擬運(yùn)行刀具軌跡措铸，確保數(shù)控加工的準(zhǔn)確性，最后正式由數(shù)控雕銑機(jī)床完成加工焦驰。

6.胡椒磨芯模具型腔加工

    由數(shù)控雕銑機(jī)床加工完成的胡椒磨芯紫銅電極废含，經(jīng)鉗工修磨、拋光后達(dá)到電極所要求的尺寸和表面粗糙度后搭照，安裝到電火花機(jī)床的主軸上锰玩。調(diào)整好電極揭斥、毛坯的垂直度和平行度，確保電極辣胚、毛坯的同軸度誤差在0.01mm之內(nèi)眶衙，最后設(shè)置好數(shù)控電火花機(jī)床的加工參數(shù)（如下表所示），并完成胡椒磨芯模具型腔的加工柠横。

7.結(jié)束語(yǔ)

    隨著人民生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展窃款，人們對(duì)日用品和藝術(shù)陶瓷的需求多樣化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，同時(shí)特種工業(yè)陶瓷的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛牍氛，復(fù)雜晨继、精密、多品種搬俊、高質(zhì)量和短期交貨將是今后陶瓷產(chǎn)品需求的趨勢(shì)紊扬，CAD/CAM技術(shù)能很好地解決這一問(wèn)題，因此唉擂，改革陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具加工中傳統(tǒng)工藝餐屎，采用先進(jìn)的制造技術(shù)提高陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具制造質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期玩祟，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本啤挎，顯得非常重要。

    在特種陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具加工中應(yīng)用CAD/CAM軟件卵凑，可提高陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量庆聘，便于產(chǎn)品改型和改進(jìn)工作，便于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中各環(huán)節(jié)人員相互之間以及與客戶之間的交流淋话，實(shí)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具制作間的良好銜接商寝，而且可提高模具設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期性里，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本愁淀。