第章肥皂盒定模仁的加工工艺设计.docx
- 文档编号:24296466
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:213.76KB
第章肥皂盒定模仁的加工工艺设计.docx
《第章肥皂盒定模仁的加工工艺设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第章肥皂盒定模仁的加工工艺设计.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第章肥皂盒定模仁的加工工艺设计
第2章肥皂盒定模仁的加工工艺设计
一、肥皂盒外形设计过程
1.1、肥皂盒外形设计
设计如图2-1所示的长方行肥皂盒定模仁。
该工件外形规则,结构相对复杂,有内孔、倒角等几何元素。
图2-1肥皂盒定模仁实体
1.2、设计思路
设计如图2-21所示的长方行肥皂盒定模仁。
经综合分析做出该零件实体需要用的机床有钻床,数控铣床,数控车床,电脉冲。
图2-2肥皂盒定模仁正反面实体
当此零件用数控铣床进行加工时必须在铣床床身上固定(此零件在数控铣床上固定用的夹具是平虎口钳),但是此零件是定模仁故为了考虑材料的经济性,平虎口钳就不能固定了。
为了解决这一问题就在加工前需要对其反面进行打工艺孔并攻丝,这样底面就可以固定在铣床床身上了。
加工具体参数详见附录A
二、肥皂盒工艺分析与工艺规划
2.1、精度分析
该工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求较高,部分尺寸达IT8级。
2.2、材料分析
毛胚材料为P20钢材,其特性在真空脱气精炼处理钢质纯净,适合要求抛
或蚀纹加工塑胶模。
组织致密,无气孔,针眼缺陷。
无需在热处理可直接用于
模具加工,缩短工期。
2.3、工件的基准分析
工艺基准是零件在加工和测量时使用的基准。
工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。
(1)装配基准:
装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准。
(2)测量基准:
用以检验已加工表面的尺寸及位置的基准。
(3)定位基准:
加工时工件定位所用的基准。
作为定位基准的表面(或线、点),在第一道工序中只能选择未加工的毛坯表面,这种定位表面称粗基准。
在以后的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准,这种定位表面称精基准。
选择精基准时,主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠,其选择原则如下:
基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹原则,该零件的基准分析
①设计基准分析:
工件的设计准则为两条中心线。
②工艺基准分析:
考虑工件的加工和定位,下端面为基准面。
2.4、零件的数控加工工艺分析
该定模仁的内部侧壁比较陡峭,而四周相对的比较平缓,零件的材料
P20,表面粗糙度为Ra6.3μm,尺寸精度和表面的质量要求也都要求不高,且零件的尺寸标注完整。
毛坯选用280x180的长方体,先铣其中一个面,将毛坯夹紧在数控铣床的工作台上。
工件坐标系原点设在工件顶面中心。
零件在进行数控铣削加工时,毛坯应留有充分、稳定的加工余量。
2.5、加工过程中的参数要求
进行加工时,相关参数的选择也直接关系到产品加工的精度。
它的主要参数包括有主轴转数、进给速率、刀具切入时的S进给速率、步距宽度和切削深度等。
主轴转速一般根据切削速度来计算,切削速度的选择与刀具的耐用度密切相关。
(1)背吃刀量ap的选择
当侧吃刀量ae<d/2(d为铣刀直径)时,取ap=(1/3~1/2)d;当侧吃刀量d/2≤ae<d时,取ap=(1/4~1/3)d;当侧吃刀量ae=d(即满刀切削)时,取ap=(1/5~1/4)d。
当机床的刚性较好,且刀具的直径较大时,ap可取得更大。
(2)进给量F的选择
粗铣时铣削力大,进给量的提高主要受刀具强度、机床、夹具等工艺系统刚性的限制,根据刀具形状、材料以及被加工工件材质的不同,在强度刚度许可的条件下,进给量应尽量取大;精铣时限制进给量的主要因素是加工表面的粗糙度,为了减小工艺系统的弹性变形,减小已加工表面的粗糙度,一般采用较小的进给量,具体参见表2-1。
F=f×z(mm/r)或F=S×f×z(mm/min)
F为进给速度f为铣刀每齿进给量z为主轴转速S为主轴转速
表2-1铣刀每齿进给量f推荐值(mm/z)
工件材料
工件材料硬度(HB)
硬质合金
高速钢
端铣刀
立铣刀
端铣刀
立铣刀
低碳钢
150~200
0.2~0.35
0.07~0.12
0.15~0.3
0.03~0.18
中、高碳钢
220~300
0.12~0.25
0.07~0.1
0.1~0.2
0.03~0.15
灰铸铁
180~220
0.2~0.4
0.1~0.16
0.15~0.3
0.05~0.15
可锻铸铁
240~280
0.1~0.3
0.06~0.09
0.1~0.2
0.02~0.08
合金钢
220~280
0.1~0.3
0.05~0.08
0.12~0.2
0.03~0.08
工具钢
HRC36
0.12~0.25
0.04~0.08
0.07~0.12
0.03~0.08
镁合金铝
95~100
0.15~0.38
0.08~0.14
0.2~0.3
0.05~0.15
表2-1
③铣削速度V的选择
在背吃刀量和进给量选好后,应在保证合理的刀具耐用度、机床功率等因素的前提下确定,具体参见表2-2。
Vc=πdS/1000(m/min)
Vc为铣削速度S为主轴转速d为铣刀直径
表2-2铣刀的铣削速度V(m/min)
工件材料
铣刀材料
碳素钢
高速钢
超高速钢
合金钢
碳化钛
碳化钨
铝合金
75~150
180~300
240~460
300~600
镁合金
180~270
150~600
钼合金
45~100
120~190
黄铜(软)
12~25
20~25
45~75
100~180
黄铜
10~20
20~40
30~50
60~130
灰铸铁(硬)
10~15
10~20
18~28
45~60
冷硬铸铁
10~15
12~18
30~60
可锻铸铁
10~15
20~30
25~40
35~45
75~110
钢(低碳)
10~14
18~28
20~30
45~70
钢(中碳)
10~15
15~25
18~28
40~60
钢(高碳)
10~15
12~20
30~45
合金钢
35~80
合金钢(硬)
30~60
高速钢
12~25
45~70
表2-2
三、肥皂盒的模型加工
3.1、数控加工设置
(1)打开文件
打开CimatronE后,在“打开文档”菜单下选择分模后的零件。
(2)进入编程模块
输出到CAM在主菜单上选择“文件”→“输出”→“到加工”,将当前文件作为加工模型输出到CAM方式。
如图2-3所示
图2-3进入编程模块
(3)创建刀具
单击工具条中的【刀具】
图标,屏幕弹出“刀具和卡头”的对话框,开始设置刀具参数。
①单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为牛鼻刀,刀具名称为D16R4,刀具设定为铣刀,直径为16,倒圆半径为4,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-4所示。
图2-4创建的刀具参数
②单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为平刀,刀具名称为D12,刀具设定为铣刀,直径为12,倒圆半径为4,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-5所示。
图2-5创建的刀具参数
③单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为球刀,刀具名称为D3R1.5,刀具设定为铣刀,直径为3,倒圆半径为1.5,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-6所示。
图2-6创建的刀具参数
④单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为球刀,刀具名称为D8R4,刀具设定为铣刀,直径为8,倒圆半径为4,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-7所示。
图2-7创建的刀具参数
⑤单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为平刀,刀具名称为D1,刀具设定为铣刀,直径为1,倒圆半径为0,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-8所示。
图2-8创建的刀具参数
⑥单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为球刀,刀具名称为D0.1,刀具设定为铣刀,直径为1,倒圆半径为0.05,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-9所示。
图2-9创建的刀具参数
⑦单击【应用】
图标保存所创建的刀具,再单击【新建刀具】
图标,设置刀尖为平刀,刀具名称为D10,刀具设定为铣刀,直径为10,倒圆半径为0,切削刃长为6,刀长为12,创建的刀具参数如图2-10所示。
图2-10创建的刀具参数
⑧单击【确定】
图标保存以上所创建的刀具,创建完成的道具列表如图2-11所示。
图2-11创建刀具
(4)创建刀路轨迹
单击工具条中的【创建刀路轨迹】
,系统弹出“创建刀路轨迹”菜单,设置类型为“3轴加工”,起点中的Z(安全平面)为100,屏幕上也显示出安全平面的位置,确定即完成刀路轨迹的创建。
(5)创建毛坯
单击工具条中的【创建毛坯】
,屏幕上弹出“初始毛坯”对话框,默认选择毛坯的类型为“矩形”,毛坯预览如图2-12,确定创建毛坯。
图2-12创建毛坯
3.2、2.5轴封闭轮廓铣
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“2.5轴”,字选择为“封闭轮廓铣”,如图2-13所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D10的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D10。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-14所示。
图2-13创建加工程序图2-14选择轮廓
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置,如图2-15所示。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对Z值,值为100.0;坐标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件轮廓精度设为0.10
③设置刀路轨迹的参数
Z值最大值:
52.000
Z值最小值:
0
切削深度:
0.2000
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
2500
进给(mm/min):
1000
空切:
快速图2-15刀路参数图
切入进给速率(%):
30
侧向进给速率(%):
100
拐角进给速率(%):
100
冷却:
冷却液关闭
主轴旋转方向:
顺时针
(6)保存并计算
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
(7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹:
F:
\毕业设计,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
2.5轴-封闭轮廓铣,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.3、体积铣环切3D
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“体积铣”,字选择为“环切-3D”,如图2-16所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D16R4的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D16R4。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-17所示。
图2-16创建加工程序图2-17选择加工对象
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置,如图2-18所示。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量,值为1.0;坐标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件加工余量设为0.10;逼近方式设为根据精度;零件曲面精度设为0.030
③设置刀路轨迹的参数
Z值最大值:
53.0
Z值最小值:
0.0
切削深度:
0.50
侧向步长:
7.0
拐角铣削:
外部圆角
切削方向:
混合铣
铣削方向:
由内向外
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
1989
进给(mm/min):
2500
空切:
快速
切入进给速率(%):
10
侧向进给速率(%):
80
向下进给速率(%):
8
冷却:
冷却液关闭
主轴旋转方向;顺时针
(6)保存并计算
图2-18刀路参数
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
(7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹:
F:
\毕业设计,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
体积铣-环切3D,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.4、曲面铣精铣水平区域
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“曲面铣,字选择为“精铣水平区域”,如图2-19所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D12的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D12。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-20所示
图2-19创建加工程序图2-20选择加工对象
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置,如图2-21所示。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量,值为1.0;坐标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件曲面精度设为0.010
③设置刀路轨迹的参数
水平加工方法:
环切
水平区域切削方法:
顺铣
水平区域刀具方向:
由外向内
水平步距:
9.0
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
2653图2-21刀路参数
进给(mm/min):
2500
进刀速率(%):
80
空切:
快速
(6)保存并计算
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹:
F:
\毕业设计,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
曲面铣-铣水平区域,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.5、曲面铣层切
(1)建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“曲面铣,字选择为“层切”,如图2-22所示。
(2)择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D3R1.5的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D3R1.5。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-23所示。
图2-22创建加工程序图2-23选择加工对象
(4)置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量,值为1.0;坐标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件曲面精度设为0.01
③设置刀路轨迹的参数
Z值最大值:
52.0000
Z值最小值:
45.5158
切削深度:
0.070
拐角铣削:
外部圆角
切削方向:
混合铣
方向:
向下
加工由:
区域
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
5900
进给(mm/min):
2500
空切:
快速
切入进给速率(%):
10
侧向进给速率(%):
80
向下进给速率(%):
8
冷却:
冷却液关闭
(6)保存并计算
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
(7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹:
F:
\毕业设计,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
曲面铣-层切,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.6、曲面铣3D步距
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“曲面铣,字选择为“3D步距”,如图2-24所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D3R1.5的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D3R1.5。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-25所示。
图2-24创建加工程序图2-25选择加工对象
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量,值为1.0标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件曲面精度设为0.010
③设置刀路轨迹的参数
切削方向:
混合铣
铣削方向:
由内向外
3D步距:
0.10
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
3979
进给(mm/min):
2500
空切:
快速
切入进给速率(%):
10
侧向进给速率(%):
80
向下进给速率(%):
80
冷却:
冷却液关闭
(6)保存并计算
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
(7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
曲面铣-3D步距,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.7、体积铣环切3D
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“体积铣”,字选择为“环切-3D”,如图2-26所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D1Q的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D1Q。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-27所示。
图2-26创建加工程序图2-27选择加工对象
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量值,值为1.0标系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件曲面精度设为0.010
③设置刀路轨迹的参数
Z值最大值:
50.0
Z值最小值:
49.4826
切削深度:
0.030
侧向步长:
0.70
拐角铣削:
外部圆角
切削方向:
混合铣
铣削方向:
由内向外
(5)设置机床参数
主轴转速(r/min):
6000
进给(mm/min):
2500
空切:
快速
切入进给速率(%):
10
侧向进给速率(%):
80
向下进给速率(%):
6
冷却:
冷却液关闭
(6)保存并计算
完成参数的设置后,单击【保存并计算】
,运算当前的加工程序。
计算完成后,在绘图区域将显示生成的刀路轨迹。
(7)后置处理
单击【后置处理】
图标,选择目标文件夹,重命名文件类型:
仅G代码文件,文件名:
体积铣-环切3D,文件扩展名:
TXT。
单击【应用】
图标将输出该程序。
(8)高级仿真
单击编程向导条中的【高级仿真】
图标,观察刀具所出的刀路,刀具的走刀路径。
3.8、曲面铣平行切削3D
(1)创建加工程序
单击工具条中的【创建加工程序】
,系统弹出加工程序的对话框,设置主选择为“曲面”,字选择为“平行切削3D”,如图2-28所示。
(2)选择刀具
点击“刀具和卡头”,在“刀具”列表框中选择名称为D8R4的刀具作为当前刀具,下方将显示当前刀具为D8R4。
同时坐标的原点位置也将显示刀具。
单击【确定】按钮,完成刀具的选择。
(3)选择加工对象
单击【零件】按钮打开下拉菜单,单击【零件曲面】进入零件曲面的选取界面,再单击鼠标右键,选择“所有显示对象”,单击鼠标中键完成零件曲面的选取。
再单击【轮廓】进入轮廓的选择界面,选择零件底面,单击鼠标中键即完成轮廓的选择。
如图2-29所示。
图2-28创建加工程序图2-29选择加工对象
(4)设置刀路参数
单击【刀路参数】,系统进入“刀路参数”的对话框。
在参数列表中从上到下进行各个参数的设置。
①设置安全平面的参数。
打开使用安全高度,安全平面设为100.0;内部安全高度为绝对增量,值为1.0系名称为UCS11_2。
②设置精度与曲面偏移参数
零件曲面精度设为0.010
③设置刀路轨迹的参数
进方式:
2D侧向步进
侧向步长:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 肥皂盒 定模仁 加工 工艺 设计