本文通過(guò)對(duì)小音箱前面板模具的凸模進(jìn)行三維造型和數(shù)控加工的研究帜乞，給出了型面三維造型和數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合在模具制造中的應(yīng)用步驟司抱。造型設(shè)計(jì)與數(shù)控加工有機(jī)的結(jié)合，對(duì)小型模具加工將是很好的選擇黎烈。

　　在模具制造中习柠，三維型面的加工一直是一個(gè)難點(diǎn)。在傳統(tǒng)的加工中照棋，三維型面一直采用大量的研修來(lái)實(shí)現(xiàn)资溃，這樣就必然影響模具的質(zhì)量和加工效率。如果能將型面三維造型和數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合烈炭，就能夠大大提高工作效率和模具質(zhì)量走柠。

　　模具型面三維造型和數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代化模具生產(chǎn)中不可缺少的一部分，也是CAD/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中應(yīng)用的核心內(nèi)容卫道。對(duì)模具型面造型和數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行研究括者，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

　　小音箱前面板的模具秒勿，凸凹模形狀復(fù)雜脂挥，造型困難，傳統(tǒng)的加工甚至難以實(shí)現(xiàn)吹兴，即使能夠?qū)崿F(xiàn)也不能保證精度骑枯，加工效率極低。本文將利用MasterCAM9.0對(duì)小音箱前面板模具的凸模進(jìn)行三維造型和數(shù)控加工研究施揪。

　　一涡税、小音箱前面板凸模的加工造型設(shè)計(jì)

　　　利用產(chǎn)品曲面模型進(jìn)行靠破孔填充生成小音箱前面板凸模，造型設(shè)計(jì)步驟如下：

　　(1)打開(kāi)預(yù)先作好的小音箱前面板文件； 　　

　　(2)選擇 Main Menu命令回主菜單纲缠； 　　

　　(3)選擇Create/surface/trim/extend/fill holes命令溯剑，填充靠破孔； 　　

　　(4)選擇Main Menu命令回主菜單蚜枢； 　　

　　(5)選擇Xform/Rotate/All/Entities命令缸逃，旋轉(zhuǎn)所有幾何圖形； 　　

　　(6)選擇Main Menu 命令回主菜單厂抽； 　　

　　(7)選擇create/curve/One edge命令需频，繪制曲面的一條邊界； 　　

　　(8)選擇Main Menu 命令回主菜單筷凤； 　　

　　(9)選擇子菜單中的Level命令昭殉，系統(tǒng)彈出圖層設(shè)定對(duì)話框，關(guān)閉第2～4層藐守，單擊OK按鈕挪丢； 　　

　　(10)選擇Modify/trim/2entities命令，進(jìn)行兩物體修剪卢厂； 　　

　　(11)選擇Main Menu命令回主菜單乾蓬； 　　

　　(12)選擇Xform/Ofs ctour 命令，進(jìn)行串聯(lián)偏移慎恒； 　　

　　(13)選擇Main Menu命令回主菜單任内； 　　

　　(14)選擇Create/Surface/Trim/Extend 命令，進(jìn)行曲面修剪延伸庸灶； 　　

　　(15)選擇Main Menu命令回主菜單腐熊； 　　

　　(16)選擇子菜單中的Level命令，系統(tǒng)將彈出圖層設(shè)定對(duì)話框窘携，打開(kāi)第2～4層冒瞎，單擊“OK”按鈕。

　　二杀终、小音箱前面板凸模的軌跡生成及虛擬加工

　　加工前的準(zhǔn)備：把圖形中心點(diǎn)移到坐標(biāo)原點(diǎn)弟茸，圖形最高點(diǎn)移到Z=0處。

　　1.采用Φ20的圓鼻刀對(duì)凸模45°平行粗加工仔醒，預(yù)留量為1

　　粗加工步驟如下:

　　(1)單擊頂部工具欄中的俯視構(gòu)圖面按鈕； 　　

　　(2)選擇Toolpaths/Surface/Rough/Parallel命令劳诽，進(jìn)行曲面平行粗加工序评； 　　

　　(3)選擇Boss命令，進(jìn)行凸體曲面平行粗加工定歧； 　　

　　(4)選擇All/Surface命令辽廊，對(duì)所有曲面進(jìn)行平行粗加工； 　　

　　(5)選擇Done命令執(zhí)行； 　　

　　(6)系統(tǒng)彈出的曲面平行粗加工對(duì)話框酿傍，在刀具欄空白區(qū)內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵烙懦，在彈出的菜中選擇[Get Tool Form Library]命令，系統(tǒng)彈出刀具庫(kù)對(duì)話框赤炒，選擇一把φ20的圓鼻刀氯析，單擊“Ok”按鈕； 　　

　　(7)在刀具參數(shù)設(shè)定對(duì)話框內(nèi)莺褒，選擇[Parameters]選項(xiàng)卡掩缓，輸入相關(guān)參數(shù)，單擊Ok按鈕遵岩； 　　

　　(8)選擇曲面平行粗加工對(duì)話框中的[Surface Parameters]選項(xiàng)卡你辣，輸入相關(guān)參數(shù)； 　　

　　(9)選擇曲面平行粗加工對(duì)話框中的[Rough Parallel Parameters]選項(xiàng)卡尘执，輸入相關(guān)參數(shù)舍哄，單擊“確定”按鈕； 　　

　　(10)選擇Done命令誊锭； 　　

　　(11)系統(tǒng)產(chǎn)生平行粗加工刀具路徑表悬； 　　

　　(12)選擇Backup命令，返回上一層菜單茅早； 　　

　　(13)選擇Job Setup命令敞冤，進(jìn)行工件參數(shù)設(shè)定，在彈出的工件參數(shù)設(shè)定對(duì)話框中輸入工件設(shè)定參數(shù)肘论，單擊“Ok”按鈕崭甩； 　　

　　(14)選擇Operations命令，系統(tǒng)彈出加工操作管理對(duì)話框悉砌； 　　

　　(15)單擊Verify 按鈕有愚，進(jìn)行實(shí)體加工模擬，系統(tǒng)彈出實(shí)體加工模擬播放對(duì)話框符晃，單擊執(zhí)行按鈕叔抡，Φ20的圓鼻刀對(duì)凸模平行粗加工；

　　(16)單擊實(shí)體加工模擬播放對(duì)話框右上角的關(guān)閉按鈕绒双，關(guān)閉實(shí)體加工模擬躬源。

　　2.采用Φ20的平銑刀對(duì)凸模45°淺平面精加工

　　主要步驟如下：

　　(1)選擇Surface/Finish/Shallow命令，進(jìn)行曲面淺平面精加工还织； 　　

　　　(2)選擇All/Surfaces命令拆座，對(duì)所有曲面進(jìn)行淺平面精加工； 　　

　　(3)選擇Done 命令執(zhí)行冠息； 　　

　　(4)系統(tǒng)彈出曲面淺平面精加工對(duì)話框挪凑，在刀具欄空白區(qū)內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇[Get Tool From Library]命令，系統(tǒng)彈出刀具庫(kù)對(duì)話框躏碳，選擇一把φ20的平銑刀搞旭，單擊“Ok”按鈕； 　　

　　(5)在刀具參數(shù)設(shè)定對(duì)話框內(nèi)菇绵，選擇[Parameters]選項(xiàng)卡肄渗，輸入刀具參數(shù)，單擊“Ok”按鈕脸甘； 　　

　　(6)選擇曲面淺平面精加工對(duì)話框中的[Surface Parameters]選項(xiàng)卡恳啥，輸入?yún)?shù)； 　　

　　(7)選擇曲面淺平面精加工對(duì)話框中的[Finish Shallow Parameters]選項(xiàng)卡丹诀，輸入?yún)?shù)钝的，單擊(確定)按鈕； 　　

　　(8)選擇Done命令執(zhí)行铆遭； 　　

　　(9)單擊頂部工具欄中的屏幕刷新按鈕港揉，系統(tǒng)產(chǎn)生淺平面精加工刀具路徑； 　　

　　(10)選擇Backup命令哮霹，返回上一層菜單宰孙； 　　

　　(11)選擇Operations命令，系統(tǒng)彈出加工操作管理對(duì)話框墅轩； 　　

　　(12)實(shí)體加工模擬同上坚哲。

　　3.采用Φ6的球頭刀對(duì)凸模45°平行精加工

　　(1)選擇Surface/Finish/Parallel 命令，進(jìn)行曲面平行精加工付昧； 　　

　　(2)選擇All/Surfaces命令御欢，對(duì)所有曲面進(jìn)行平行精加工； 　　

　　(3)選擇Done命令執(zhí)行严齿； 　　

　　(4)系統(tǒng)彈出曲面平行精加工對(duì)話框升碱，在刀具欄空白區(qū)內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇[Get Tool From Livrary]命令骄闺，系統(tǒng)彈出刀具庫(kù)對(duì)話框是酣，選擇一把φ6的球頭刀，單擊“Ok”按鈕剃袍； 　　

　　(5)在刀具參數(shù)設(shè)定對(duì)話框內(nèi)黄刚，選擇[Parameters]選項(xiàng)卡，輸入?yún)?shù)民效，單擊“Ok”按鈕隘击； 　　

　　(6)選擇曲面平行精加工對(duì)話框中的[Surface Parameters]選項(xiàng)卡，輸入?yún)?shù)研铆，單擊[Check Surface/Solid]選項(xiàng)中的[Select]按鈕，按組合鍵Alt+T關(guān)閉刀具路徑顯示，選擇Add命令棵红。

　　(7)選擇Done命令凶赁，結(jié)束干涉面選擇； 　　

　　(8)選擇Done命令執(zhí)行逆甜，系統(tǒng)返回曲面平行精加工對(duì)話框虱肄； 　　

　　(9)選擇曲面平行精加工對(duì)話框中的[Finish Parallel Parameters]選項(xiàng)卡，輸入的參數(shù)交煞，單擊[確定]按鈕咏窿； 　　

　　(10)選擇Done 命令執(zhí)行； 　　

　　(11)按組合鍵Alt+T打開(kāi)刀具路徑顯示熬鸟，系統(tǒng)產(chǎn)生如圖3所示的平行精加工刀具路徑虫喝； 　　

　　(12)選擇Backup命令，返回上一層菜單秸铣； 　　

　　(13)選擇Operations命令俊揣，系統(tǒng)彈出加工操作管理對(duì)話框； 　　

　　(14)單擊Select All 按鈕朱泞，即選擇所有的加工操作乐太； 　　

　　(15)單擊Verify按鈕，進(jìn)行實(shí)體加工模擬膀琐，系統(tǒng)彈出實(shí)體加工模擬播放對(duì)話框莉孽，單擊執(zhí)行按鈕。 　　

　　(16)單擊Post按鈕苦旋，自動(dòng)生成全部加工程序(限于篇幅程序略)火晕。

　　三、程序修改卤连、程序傳輸和數(shù)控加工

　　1. 程序修改

　　CAD/CAM在加工中心上的應(yīng)用是以程序?yàn)榧~帶的驴荡，而生成的NC程序，有的指令或符號(hào)往往與加工中心或數(shù)控機(jī)床不兼容燥筷，這就需要根據(jù)采用的系統(tǒng)進(jìn)行程序修改箩祥。我們采用的是SIMENS802D系統(tǒng)，對(duì)生成的程序作如下修改：

　　(1)將生成的NC程序中的半徑符號(hào)R肆氓，改為CR=袍祖； 　　

　　(2)根據(jù)零件的實(shí)際要求和機(jī)床的實(shí)際情況，對(duì)主軸速度S谢揪、進(jìn)給率F蕉陋、有無(wú)切削液等參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修改； 　　

　　(3)生成的NC程序有很多說(shuō)明性的部分(在括號(hào)內(nèi)的部分)拨扶，這可以增加程序的可讀性凳鬓，便于操作員管理程序茁肠，在不影響加工結(jié)果的情況下也可刪去。

　　2. 程序傳輸

　　數(shù)控程序的傳輸可以利用CAD/CAM軟件的通信功能缩举，通過(guò)接口與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通信垦梆，也可以通過(guò)專用的通信軟件，如DNC軟件進(jìn)行傳輸仅孩。本例采用軟件的方式傳輸托猩。

　　通過(guò)控制系統(tǒng)的RS232接口，可以從機(jī)床中讀出數(shù)據(jù)并傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備中责名，同樣溶迹，也可以從外部設(shè)備把數(shù)據(jù)再讀入到機(jī)床中。

　　讀入操作步驟：

　　(1)打開(kāi)“程序管理器”液炼，進(jìn)入NC程序主目錄剩织； 　　

　　(2)按“讀入”鍵，按此鍵通過(guò)RS232接口裝載零件程序用省； 　　

　　(3)在PC機(jī)上選定程序激靡，按“回車”鍵； 　　

　　(4)按機(jī)床上的“啟動(dòng)”鍵败民，用此鍵啟動(dòng)輸入過(guò)程娩纱。

　　3．?dāng)?shù)控加工

　　根據(jù)工件的特點(diǎn)和機(jī)床的情況，選用壓板夾具夾緊毛坯坡驹，再進(jìn)行合理的對(duì)刀磨豁，啟動(dòng)機(jī)床運(yùn)行程序，即可完成加工四爹。

　　四顾翼、結(jié)束語(yǔ)

　　為了提高模具的質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率奈泪，人們?cè)谀＞呱a(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越廣泛地使用CAD/CAM設(shè)計(jì)和CNC數(shù)控加工相結(jié)合的制造方式适贸。如何使模具結(jié)構(gòu)更合理，數(shù)控加工效率和精度更高涝桅，一直是模具設(shè)計(jì)和制造人員努力研究的方向拜姿。特別是對(duì)三維型面的造型和加工，傳統(tǒng)的造型和加工方法很難實(shí)現(xiàn)冯遂，即使能夠?qū)崿F(xiàn)效率和精度也很低蕊肥，因此將造型設(shè)計(jì)與數(shù)控加工有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)小型模具加工將是很好的選擇蛤肌。

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