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[机械/仪表]数码相机壳模具工艺设计与数控加工论文终稿

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[机械/仪表]数码相机壳模具工艺设计与数控加工论文终稿[机械/仪表]数码相机壳模具工艺设计与数控加工论文终稿 运城学院学士学位论文 第 一章 绪论 1.1本设计的任务及意义 1.1.1 任务分析及重点研究内容 本设计的任务是第一对三星Digimax S600数码相机的外壳用游标卡尺等测量工具将相机壳的长宽以及厚度等所有尺寸测量出来并进行调整。第二采用Pro/E软件的实体设计模块进行三星Digimax S600数码相机复杂三维模型的精确造型使模型与实物相同。第三利用Pro/E软件的模具设计模块根据零件的尺寸大小以及材料的收缩率,对相机前后壳进行模具造型,设计符合工程要求的...
[机械/仪表]数码相机壳模具工艺设计与数控加工论文终稿
[机械/仪]数码相机壳模具工艺设计与数控加工论文终稿 运城学院学士学位论文 第 一章 绪论 1.1本设计的任务及意义 1.1.1 任务分析及重点研究内容 本设计的任务是第一对三星Digimax S600数码相机的外壳用游标卡尺等测量工具将相机壳的长宽以及厚度等所有尺寸测量出来并进行调整。第二采用Pro/E软件的实体设计模块进行三星Digimax S600数码相机复杂三维模型的精确造型使模型与实物相同。第三利用Pro/E软件的模具设计模块根据零件的尺寸大小以及材料的收缩率,对相机前后壳进行模具造型,设计符合工程要求的模具型腔。第四选择合理的加工,编制出合理的加工工艺。第五用Pro/e NC模块进行模具的数控加工程序的编制,并进行代码校核。将数控加工程序传输给数控机床,进行实体加工验证。使其粗糙度达到Ra0.8,平行度达公差值达到0.015。 重点研究内容主要有:(,)使用Pro/E软件对三星Digimax S600数码相机的外壳进行三维实体建模,(,)利用Pro/E软件的模具设计模块对三星Digimax S600数码相机壳模具的制作,(,)对相机壳模具数控加工工艺进行设计,(,)编制数码相机壳模具数控加工程序(,)模具数控加工程序的后处理及模拟仿真加工(,)利用数控机床进行实体加工验证。 1.1.2设计意义 注射成型是热塑性塑料制件的一种主要成型方法,模具的需求量很大。模具的出现使生产大批量质量相同的零件成为可能。随着计算机技术的进步,模具设计与加工技术得到了空前的发展,随着社会的不断发展和市场需求的不断提高,传统模具技术已经不能满足产品的高精度、长寿命、高生产率、型腔形状和结构复杂等要求,在传统模具技术的基础上引入高新技术,发展现代模具技术是解决这些问题的有效途径实践证明,CAD/CAM技术在模具生产方面的应用占用很重要的地位。模具本身的制造加工精度直接影响产品的质量。应用CAD\CAM软件进行摸具的设计可以减少设计时间, 1 运城学院学士学位论文 [1]降低设计成本,具有现实意义。 三星Digimax S600数码相机的外壳是复杂薄壁类零件,所用材料较软,受力后容易变形,刚度差,难夹持,属难加工零件,本课题可以解决数码相机等电子产品更新换代速度不断加快,人们对产品外观的个性化要求越来越高,数码相机外壳模型设计多样性,快速性,时尚性的要求。 1.2 模具概述 1.2.1 发展现状 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备,在汽车、仪表、家电、数码电子等轻工行业中,60%,80%的零件都要依靠模具成型,模具生产水平的高低,已经成 [1]为横量一个国家产品的制造技术水平的重要标志。随着相关行业的发展,对模具的要求越来越迫切,精密性要求越来越高,结构要求越来越复杂,设计更新速度要求越来越快。 目前,国内外注塑模技术发展迅速,特别是注塑模CAD/CAE/CAM技术已经从实验室研究阶段进入了实用化阶段,注塑模CAD/CAE/CAM的应用被公认为是计算机技术在机械工业中应用的典范随着计算机技术的应用与普及,在模具行业中推广计算机辅助设计和制造技术的重要性己经在模具界形成了广泛的共识。近年来,中国模具的设计和制造水平有了很大提高,CAD/CAE/CAM等计算机辅助技术得到的广泛应用。在大型塑料模具方面中国已经能生产65寸背投式电视的塑壳模具、十公斤大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠等塑料模具。国外注塑模CAD/CAE/CAM系统重点在基础理论研究方面国外一些著名的商品化三维造型软件都带有独立的注塑模设计如:Pro/Engineer, Unigraphics;也有在通用CAD软件包上独立开发注塑模设计系统的,如以色列的Cimatron公司在AutoCAD软件包上开发了注塑模设计系统。在产品造型设计中,精密模具的设计制造技术成了研究的热点,尤其以电子、通信、电脑、DVD、光学、汽车 精密零件以及微电子精密器件等薄壳件模具设计需求量增加迅速模具设计是薄壳制品成型时至关重要的一步,与常规制品的标准化模具相比,薄壳制品模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统、脱模系统都发生了很大变化,因此, 2 运城学院学士学位论文 其成本也增加了30 %,40 %。,,,,,,,技术在模具中的使用使企业提高了效率,缩短了产品设计和制造周期,使企业更新产品的速度更快。在模具行业中推广计算机辅助设计和制造技术已经得到社会的广泛认可,经济效益和社会效益十分显著。 1.2.2发展趋势 在经济全球化 新形势下,随着资本,技术和劳动力市场的重新整合,我国成为了世界装备制造业的基地。而现在制造业中,越来越多的采用模具进行产品的加工。为了适应用户对模具制造的高精度、短期交货、低成本的要求。今后模具工业技术的 [2]发展趋势主要表现在以下几个方面。 首先在模具设计制造中加大,,,,,,,的使用,发展快速制造原型和快速制造模具技术。然后是提高模具标准化水平和模具标准件使用率。另外就是要发展优质模具材料和先进表面处理技术。推广电火花铣削和高速铣削在模具加工中的应用。进一步研究开发模具的抛光技术和设备。 总之,现代制造业中,由模具生产的产品越来越多。模具工业正广泛应用现代制造技术来加速自身的技术进步,以满足各行业对模具越来越高的要求。 1.3 Pro/ENGINEER Wildfire简介 Pro/ENGINEER Wildfire是美国 PTC公司推出的一套功能强大的三维 CAD/CAM一体化、集成化软件 ,它涵盖了产品从概念设计到制造的全过程 ,具有参数化设计、三维实体设计,模型特征驱动和单一数据库功能等特征。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认 [3]可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。 1.3.1 PRO/E Wildfire 模具设计 利用Pro/E Wildfire 软件进行模具设计的流程如图1-1所示;设计产品零件三维模型,将零件模型作为参考模型导入模具设计环境,装配参考模型,设置产品收缩率,在模具模型里面创建工件,利用特征型腔组件建立分型面,拆分模具体积快,抽取模具元件,设计浇注系统的主流道、分流道和浇口,创建注塑件,再进行模具定义 3 运城学院学士学位论文 [4]开模。最后进行模具配件设计及装配。 创建模具模型 设置收缩率 创建工件 建立分模面 拆分模具体积块 抽取模具元件 设计浇注系统 创建注塑件 定义开模 模具配件设计及装配 图1-1设计流程 1.3.2 Pro/E NC 模块 (1) Pro/E NC简介 Pro/E NC模块能生成驱动数控加工零件所必需的数据和信息,能完成数控加工的全过程仿真。Pro/E NC的应用范围广泛,包括数控车床、数控铣床、数控线切割、车铣加工中心等领域。Pro/E的系统的全相关统一数据库能将设计模型的变化体现到加工信息中,利用它所提供的工具能够使加工人员按照合理工序将加工过程处理成刀位数据文件,这些文件经过后处理,变成数控加工程序代码。 (2)PRO/E NC数控加工流程 PRO/E NC数控加工流程与实际加工的逻辑思维相同。能完成从零件几何形状数字化、生成加工轨迹与加工仿真到数控程序生成全过程。图1-2 为 Pro/NC的数控编程流程图:首先建立加工模型 ,然后定义工件、定义机床、定义夹具和参考坐标,然后设定加工方式,再根据被加工零件的技术要求、几何形状、尺寸及工艺要求,设定 4 运城学院学士学位论文 刀具和设置操作参数并存放在 Pro/NC数据库中 ,最后进行轨迹演示和NC检测,及数 [4]据后处理。 零件三维模型 加工工艺分析 参考模型 工件模型 制造模型 选择机床 定义加工零点 选择刀具 设置加工环境 定义退刀平面 选择夹具 不符合要求 操作设置 加工仿真 定义NC序列 符合要求 创建刀位数据 文件 后处理 生成NC代码 图1-2 PRO/E NC数控加工流程 第二章 数码相机的模具制作过程 2.1 三维造型 用游标卡尺等测量工具将相机壳的长宽以及厚度等所有尺寸测量出来。测量的实 5 运城学院学士学位论文 物图见图2-1。 图2-1相机壳实物图 进入Pro/E软件实体模块,通过使用“拉伸”、“旋转”、“抽壳”、“阵列”、“倒圆角”、“打孔”、“扫描切除”等命令对数码相机壳进行三维造型。如图2-2、图2-3所示。 图2-2 前壳零件 图2-3 后壳零件 2.2创建前壳模具文件 2.2.1创建参照模型与工件 (1)进入创建模具界面 单击工具栏中的工具,弹出“新建”对话框。点选“子类型”选项组中的“模具型腔”取消勾选“使用缺省”,单击“确定”。单击“确定”进入模具模型界面。如图2-4所示。 6 运城学院学士学位论文 图2-4 模具模型界面 (2)装配参照模型 单击“模具模型” ?“装配” ?“参照模型”。选择做好的xiangjiqiangai.prt 文件,单击打开,放置在缺省位置,单击“”。 就会装配好参照模型,结果如图2-5所示。 2-5 装配好的参照模型 图2-6设置收缩率界面图 (3)设置收缩率 单击 “收缩”?“按尺寸” 命令,再弹出的“按尺寸收缩”对话框中选择公式 7 运城学院学士学位论文 “1+S” 因为数码相机材料为ABS材料收缩率为3‰-8‰故设置收缩率为0.006,并选择所有尺寸,单击按钮,再单击“完成返回”,完成收缩率的设置。如图2-6。 (4)创建工件 单击“模具模型”?“创建”?“工件”?“手动”命令,弹出“元件创建”对话框。点选“类型”选项组中的“零件”单选钮,点选“子类型”选项组中的“实体”单选钮,输入模具工件名称。单击“确定”按钮,弹出“创建选项”对话框。点选“创建特征”单选钮,单击“确定”按钮。 单击“实体”?加材料?“拉伸”?“实体”?“完成”命令,弹出“拉伸”操作板。单击“放置” ?“定义”按钮,弹出“草绘”对话框。选取MOLD_FRONT作为草绘平面,单击“草绘”按钮,进入草绘器。绘制截面,单击按钮。如图2-7所示。 图2-7 草绘界面 图2-8 创建工件 单击“选项”按钮,输入拉伸值。单击按钮,完成拉伸特征。单击“完成\返回”命令,结果如图2-8所示。 2.2.2创建模具元件 (1)创建分型面 单击左侧模型树中的“设置”?“树过滤器”命令,弹出“模型树项目”对话框。勾选“特征”复选框,单击“确定”按钮。遮蔽工件。单击 “特征”?“型腔组件”?“曲面”或者工具栏中的工具。 使用拉伸、旋转、扫描、平整、复制、裙边、偏距等工具创建分型面。创建结果如图2-9所示 。 8 运城学院学士学位论文 图2-9 分型面的设计 图2-10铸件的创建 (2)创建模具体积快 单击工具栏中的,再单击“两个体积块”?“所有工件”?“完成”,选择创建的分型面,单击“确定”,再单击“确定”,为显示的体积块分别输入名称,完成模具体积块分割。 (3)抽取模具元件 单击菜单栏中的“模具元件”?“抽取”命令,弹出“创建模具元件”对话框。单击按钮,再单击“确定”按钮。单击“完成” 生成模具成型零件。 2.2.3创建注塑件与开模 (1)创建浇注系统 单击“特征”?“型腔组件”?“实体”?“剪切材料”?“旋转”?“实体”?“完成”,草绘完成。单击按钮。再单击“特征”?“型腔组件”?“实体”?“剪切材料”?“拉伸”?“实体”?“完成”,草绘完成,单击按钮。生成浇注系统。 (2)创建注塑件 单击“铸模”?“创建”接受默认名称,单击按钮,生成模塑件如图2-10所示。 (3)定义开模 将参照零件和工件及分型面全部遮蔽。单击“模具进料孔”?“定义间距”?“定义移动”命令。选取一个模块,单击“确定”。选择一面作为参照方向,输入移动距 9 运城学院学士学位论文 离,单击按钮,完成第一步开模。同理完成第二步开模。结果如图2-11所示。 图2-12 后壳模具开模效果图 图2-11 前壳模具开模效果图 2.3创建后壳模具文件 后壳模具设计制作过程,同前壳模具的制作方法、制作过程完全相同。在此不再敖述。 开模图如图2-12所示。 第三章 模具数控加工工艺 3.1 前壳凸模加工工艺 3.1.1 零件工艺分析 图3-1 前壳凸模零件图 注塑模具零件多为金属材料制成,有的结构形状还很复杂,为了缩短生产周期、 10 运城学院学士学位论文 提高效率,要求模具材料易于加工。抛光性能好注塑塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态, 因此要求型腔表面的粗糙度非常小,对型腔表面必须进行表面加工,如抛光、研磨等。所以选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等。为了提髙硬度和耐磨性,一般对注塑模具要进行热处理。为使成型有良好的尺寸稳定性。最好采用易切削加工的模具钢。前壳凸模加工内容是平面、曲面、孔和槽。从定位和加工两方面考虑,先用数控铣床加工平面、曲面。再用电火花加工孔和槽。 3.1.2机床、夹具的选择 (1)机床选择 由于上表面尺寸大,只需单工位加工即可完成,通过粗铣凸模曲面、半精铣凸模曲面、精铣凸模曲面、清根加工、光整凸模曲面。选择立铣床加工。工件一次装夹即可完成以上工步内容。 由于孔、槽的尺寸太小,又有很高的精度要求。采用普通加工方法难以实现,所以选用电火花机加工。 (2)确定装夹方案和夹具选择 选择装夹方案的原则是:1.工装结构应力求简单,但必须保证精度和刚度。2.所有的加工部位应便于走刀,不要因装夹工件而影响刀具走刀和切削加工。3.能迅速装卸工件,以最少的装夹次数完成,减少机床的停顿时间。 该模具加工采用长方体形状的毛胚,形状简单且比较规则。故采用机用平口钳装夹。零件加工精度要求较高,需要较大的夹紧力时,可采用较高精度的液压式平口钳将工件固定在机床工作台上。装夹工件时,需根据工件装夹精度要求,用百分表等找正工件。 3.1.3 工艺设计 (1)选择加工方案 上表面采用粗铣凸模曲面、半精铣凸模曲面、精铣凸模曲面、清根加工、光整凸模曲面方案。 孔、槽尺寸小一般加工方法不易加工,精度达不到要求。电火花机在较困难的条 11 运城学院学士学位论文 件下也能稳定加工,不容易产生电弧,加工损耗小;可获得较高的精度,采用精细加工能达到优于Ra1.25的表面粗糙度。加工过程可保持尖锐的棱角、细致的形状。因此采用电火花穿孔-铜公加工槽方案。 (2)确定加工顺序 按照先粗后精、先面后孔的原则来确定加工工序。具体加工路线为:粗铣上表面—半精铣上表面—精铣上表面—清根加工—光整曲面—电火花穿孔—铜公线切割槽。 (3)选择刀具 根据加工内容,选择刀具。粗铣凸模曲面采用Φ8端铣刀,半精铣凸模曲面采用Φ6球铣刀,精铣凸模曲面采用Φ6球铣刀,清根加工采用Φ3球铣刀,光整凸模曲面采用Φ3球铣刀。刀柄长度选择50mm。其他刀具根据孔径和槽的尺寸确定。打孔用电火花钻。开槽用平刀外形铣刀路开粗,球刀平行铣刀表面光刀。 (4)确定进给路线 1.铣削封闭的内轮廓表面 图3-2 加工内槽的三种进给路线 内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。一律用平底立铣刀加工,刀具圆角半径应符合内槽的图纸要求。图3-2所示为加工内槽的三种进给路线。图3-2a和图3-2b分别为用行切法和环切法加工内槽。两种进给路线的共同点是都能切净内腔中的全部面积,不留死角,不伤轮廓,同时尽量减少重复进给的搭接量。不同点是行切法的进给路线比环切法短,但行切法将在每两次进给的起点与终点间留下残留面积,而达不到所要求的表面粗糙度;用环切法获得的表面粗糙度要好于行切法,但环切法需要逐次向外扩展轮廓线,刀位点计算稍微复杂一些。采用图3-2c所示的进给路线,即先用行切法切去中间部分余量,最后用环切法环切一刀光整轮廓表面,既能使总的进给 [5]路线较短,又能获得较好的表面粗糙度。故采用图3-2c方案。 12 运城学院学士学位论文 2.铣削曲面轮廓的进给路线 图3-3铣削曲面轮廓的进给路线 铣削曲面时,常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的,而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。 对于边界敞开的曲面加工,可采用两种加工路线,如图3-3所示,当采用图a所示的加工方案时,每次沿直线加工,刀位点计算简单,程序少,加工过程符合直纹面的形成,可以准确保证母线的直线度。当采用图b所示的加工方案时,便于加工后检验,准确度较高,但程序较多。 为了加工后检验方便,曲面获得较高准确度。采用图3-3 (b)的方案。 3.孔加工走刀路线 图3-4 孔系加工路线 对于位置度要求较高的孔加工,精加工时一定要注意各孔的定位方向要一致,即采用单向趋近定位点的方法,以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位精度的影响。如图3-4 a所示的孔系加工路线,在加工孔D时,X轴的反向间隙将会影响C、D两孔的孔距精度。如改为图3-4 b所示的孔系加工路线,可使各孔的定位 13 运城学院学士学位论文 方向一致,提高孔距精度。故采用图3-4 (b)所示的孔系加工路线。 (5)切削用量的选择 切削用量包括主轴转速、切削深度、切削宽度及进给速度等。切削用量的选择必须注意:保证零件加工精度和表面粗糙度;充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度;充分发挥机床的性能;最大限度提高生产率、降低成本。具体数值见附录? 前壳凸模加工工艺卡片一、前壳凸模加工工艺卡片二。 3.2 其他模具加工工艺 其他模具加工规程编制与前壳凸模基本相似,在这不在敖述。具体工艺规程,见附录?前壳凹模加工工艺卡片、后壳凸模加工工艺卡片一、后壳凸模加工工艺卡片二、后壳凹模加工工艺卡片。 第四章 模具数控程序编制及加工仿真 数码相机壳体模具的加工包括凸模、凹模、模架等。本章主要介绍一下前壳凸模的NC加工文件的创建以及加工仿真。 4.1创建数控加工文件 (1)进入制造环境 [6]单击工具栏中的工具,弹出“新建”对话框。 图4-1 图4-2 Pro-E NC 界面 点选“子类型”选项组中的“NC组件”,单击确定。并再“名称”文本框输入名 14 运城学院学士学位论文 称,去掉“使用缺省模板”单击“确定”点选“ mmns_mfg_nc” 再单击“确定”进入制造环境。如图4-2所示。 (2)创建制造模型 单击“制造模型”?“装配”?“参照模型”命令,弹出“打开”对话框。选择制作好的模具,单击“打开”按钮。再弹出的“元件放置”操作板中选择“约束类型”中的“缺省”。单击按钮。再单击“制造模型”?“创建” ?“工件” ?输入工件名称?单击按钮 ?“加材料”?“实体” ?“完成”然后创建工件模型,最后如图4-3所示。 图4-3导入参照模型 图4-4 机床设置 4.2制造设置 (1)操作设置 单击“制造设置”命令,弹出“操作设置” 对话框。单击按钮,弹出“机床设置”对话框。在该对话框中接受默认的机床名称“MACH01”,机床类型“铣削”,机轴数“3轴”,单击“确定”,返回“操作设置” 对话框。如图4-4所示。 单击“一般”、“参照”中的按钮,弹出“制造坐标系”菜单。单击基准工具栏中的按钮,弹出“坐标系”对话框。按〈Ctrl〉键依次选取三个平面,出现三个箭头。调整方向,单击“确定”按钮,完成机床坐标系的创建。如图4-5所示。 15 运城学院学士学位论文 图4-5 坐标系创建 图4-6 退到面设置 单击 “退刀” 中的按钮,弹出“退刀选取”对话框。单击沿Z轴,深度为10,单击“确定”,生成退刀平面“TUIDAOMINA”。单击“操作设置”对话框中的“确定”。 如图4-6所示。 (2) 刀具设置 单击“制造”菜单中的“加工”?“NC序列”,系统显示“辅助加工”菜单,如图4-7所示。单机“辅助加工” ?“粗加工” ?“完成”命令,弹出“序列设置”菜单。如图4-8所示。单击“完成”命令,弹出“刀具设定”对话框。 图4-7辅助加工菜单 图4-8序列设置菜单 设置类型为“端铣削”,名称为“T0001”,单位为“毫米”切割刀具直径为8mm,长度为50mm。单击“应用”按钮,再单击“确定”按钮,完成刀具设置,如图4-9所示。 16 运城学院学士学位论文 图4-9 刀具设置 图4-10 参数设置 (3)加工参数设置 这时自动弹出“编辑序列参数” 对话框。设置切削进给量为120,跨度为3,最大台阶深度为2,闭合区域扫描设置为类型螺旋,安全距离设为10,主轴转速为1000如图4-10所示。 (4)选择加工平面 单击按钮,选择一平面作为参考平面,然后单击即可。 4.3 NC文件生成及仿真 (1)演示轨迹 单击“NC序列”?“演示轨迹” ?“计算CL”?“屏幕演示”,进行屏幕模拟加工,弹出“播放路径”对话框。调整合适的速度后单击按钮开始模拟加工演示,结束后单击“关闭” 按钮,关闭该对话框,创建的刀具轨迹如图4-11所示。若轨迹正确则单击“完成序列”?“完成/返回”命令。型腔曲面铣削序列创建完成。 图4-11 演示轨迹 图4-12 NC检测 (2)NC检测 17 运城学院学士学位论文 打开“工具”菜单,单击“选项”,去掉“仅显示从文件加载的选项”,找到“nccheck_type”将值改为“nccheck”,单击“添加/更改” ?“应用” ?“关闭”。 单击“NC序列”?“演示轨迹”?“NC检测”命令。单击“运行”,进行模拟仿真,如图4-12所示,结束后保存,关闭窗口。 (3)后置处理 单击“制造”?“CL数据”?“输出”?“选取一”?“NC序列”?“精加工”?“文件”命令,弹出“输出类型”菜单。勾选“CL文件”、“MCD文件”和“交互”复选框,单击“完成”命令,弹出“保存副本”对话框。以seq0001.ncl为文件名进行保存,单击“确定”按钮,单击“Done Output” ?“后置处理”。选择文件.ncl打开,勾选“全部”和“跟踪”复选框,单击“完成”命令。单击“后置处理列表”菜单中的“UNCX01.P11”命令,再按回车,弹出“信息窗口”显示后置处理的相关信息,单击“关闭”按钮。完成后置处理以后,可在工作目录中用记事本程序打开seq0001.TAP文件,查看生成的NC程序。如图4-13所示。 图4-13 自动编程图 4-14 前盖凸模粗加工仿真结果 (4)模拟仿真 [7]步骤一:(1)打开Pro-E NC 导出的程序。将程序M03以前的程序段该为: %_N_N1_MPF N10G90G54G00Z100.00 N12S4000M03F100 G158X0Y0 G0X0Y0 M0 18 运城学院学士学位论文 (2)将程序M30以后的程序段改为: G500 G0Z0 X0Y0 M02 (3)将程序另存为 .NC 文件。 步骤二:点击,SDU-NCEdit软件。 步骤三:将前壳凸模粗加工文件托到SDU-NCEdit软件界面。刀路轨迹就会显示在软件中。单击按钮,即可观看仿真过程。如图4-14所示。 用相同的方法做半精加工、精加工、清根和光整加工。其他模的数控程序编制与上面相同,不在敖述。前壳凸模加工程序单见附录?。 第五章 模具实体加工验证 5.1实体验证准备 (1)实验目的 通过实际加工与模拟仿真进行对比,认识仿真与实际加工之间的差异,明确设计制作能否指导生产。 测试Pro-E NC 导出的程序是否正确。 (2)实验器材 XK0824立式数控铣床、电脑、RS232接口线、有机玻璃板、压板、扳手、锤子、游标卡尺、SDU-NCEdit软件、WINPCIN软件、粗糙度检测仪、Φ8端铣刀、Φ5端铣刀、Φ6球铣刀、Φ3球铣刀 (3)实验检测内容 公差检测、平行度检测、粗糙度检测、拔模斜度检测 19 运城学院学士学位论文 5.2 实体加工验证步骤 5.2.1 机床对刀 1. 打开电源。 按键上电。 2. 3. 按 键,然后按+X、+Y、+Z键,都出现后回零完毕。 4. 按键,然后按-X、-Y、-Z键,调整刀具位置,定位到加工原点,试切。 5. 单击菜单?参数?零点偏移?测量?输入刀号?计算?确认。设置加工原点 6. 手动控制键盘让机床回参考点。 7. 验证零点偏移量输入是否正确,按键把操作方式改为MDA 方式,通过键盘输入G54按开始再输入G00X0Y0Z30按开始键,这时检测机床是否回到刚才设定的工件坐标系原点上方的30mm的位置。 5.2.2机床参数设定 单击菜单?通讯?RS232设置。修改设备为 RTS CTS,波特率设为9600,停止位设为1,奇偶设为EVEN,数据位设为8。如图5-1所示。 图5-1 机床参数图 5-2 SIEMENS,winpcin传送软件界面 20 运城学院学士学位论文 5.2.3 数据传输 1. 点击 打开SIEMENS,winpcin传送软件。如图5-2所示。 2 . 点击Send Data ,选择要执行的文件打开。 3. 按键启动自动加工功能,再按“执行外部程序”按钮,数控铣床开始接受传送过来的程序,按开始键机床开始加工。 5.3模具实体加工过程 (1)前壳凸模实体加工过程 1.首先,划线找出工件(有机玻璃板)中心,将工艺板放在机床工作台上。调整好工件位置,用压板将工件装夹在机床上。 2.选择好Φ8端铣刀,并安装在主轴上。 3.打开机床上电,进入机床的操作界面对进行机床调试,设置 RS232接口数据,然后返回主菜单。 4.机床回零,手动操纵机床,进行试切对刀。设置零点偏移。 5.用SIEMENS,winpcin传送软件,将粗加工程序传送到数控铣床上。 6.数控机床在接受了传输程序,按按AUTO键启动自动加工功能,再按“执行外部程序”按钮,数控铣床开始接受传送过来的程序,按开始键机床开始加工。 7.当程序执行完了以后数控机床自动停止加工。 8.用游标卡尺测量第二把刀具长度,用可编程零点偏移指令G158,对半精加工程序,做零点偏移修改。 9.换第二把Φ6球铣刀,执行5-7步操作进行半精加工。 10.用相同步骤进行精加工,清根和光整加工。 11.加工完毕后将工件取下。 实体加工验证结果,如图5-3所示。 21 运城学院学士学位论文 图5-3 前壳凸模实体加工结果 (2)其他模具实体加工过程与上述过程相似,在此不再敖述。实体加工验证结果,见附录?前 壳凹模实体加工结果、后壳凸模实体加工结果、后壳凹模实体加工结果。 5.4实验总结 (1)质量检测 1.尺寸变动量为检测。 凹模尺寸变动量 1 um 凸模尺寸变动量 0.5 um 2.模具表面平行度检测。 凹模平行度 15 um 凸模平行度 15 um 3.表面粗糙度的检验 主要检验型腔内直接由铣削加工成型的表面。 4.凹模和凸模的斜度检查。 凹模曲面粗糙度 ?3.2um 凹模平面粗糙度 ?1.6um 凸模曲面粗糙度 ?3.2um 凸模平面粗糙度 ?1.6um 凸模拔模面斜度 1? 1? 凹模拔模面斜度 22 运城学院学士学位论文 (2)结论 1. 通过实验,加工出了数码相机壳壳模具的上下型腔。在精铣和光整加工时走到过快,表面粗糙度达到Ra3.2和Ra1.6与要求的精度Ra1.25有一定差距。 2. 加工好的模具的尺寸变动量为0.5um-1um,在允许的变化范围之内,符合模具的尺寸要求。平行度为0.015,达到了设计要求。 3. 模具的一些比较精细的部分需要用到电火花机,由于实验室条件限制,没有对那些精细部分进行加工。只做完了铣削加工部分。 4. 由于时间限制未进行光整加工,导致加工制造精度不足。 23 运城学院学士学位论文 第六章 结论 1. 采用Pro/E软件的实体设计模块使用拉伸、旋转、倒圆、抽壳、加筋等操作对三星Digimax S600数码相机外壳进行了复杂三维模型的精确造型。造型几乎与实物无差别。 2. 使用Pro/E的Mold Design模块通过模具制作的一般步骤。进行了三星Digimax S600数码相机壳模具凹凸模的制作。但模具型腔的浇道设计、滑块设计与工程要求还有一定差距。 3. 进行三星Digimax S600数码相机模具凹凸模数控工艺编制,根据工艺编制加工程序然后模拟仿真发现问题后修改加工工艺再进行程序编制与模拟仿真,重复上述过程,终于编制出了较为合理的工艺。 4. 用Pro/E软件的Pro/e NC模块进行了三星Digimax S600数码相机壳模具的数控加工程序的编制及,,检测,后置处理后,进行代码校核。用SDU-NCEdit软件进行程序的仿真。发现问题对程序进行修改。编制出了高效、合理的加工程序。 5.用xk0824数控铣床,对设计好的三星Digimax S600数码相机模具凹凸模程序进行了的实体加工验证。通过实验,加工出了数码相机壳壳模具的上下型腔。但由于精铣和光整加工时走到过快、实体加工过程中刀具的补偿设置上存在误差,表面粗糙度达到Ra3.2和Ra1.6与要求的精度Ra1.25有一定差距。加工好的模具的尺寸变动量为0.5um-1um,在允许的变化范围之内,符合模具的尺寸要求。平行度为0.015,达到了设计要求。 6. 本设计还存在许多不足之处,工艺设计合理性方面与实际要求还有距离。另外在数控程序的编制合理性方面,还存在许多不足。模具的一些细槽部分需要用到电火花机,由于实验室条件限制,没有对那些精细部分进行加工。 24 运城学院学士学位论文 参考文献 [1] 李海平.国内模具工业的现状及研发趋势[J] .科技资 讯,2006,(25):245-246. 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Z8.0025 G01Z-1.9975F120. X18. Y.5 X11.7099 Y-3.5 X21. Y3.5 X8.7099 Y-3.5 X11.7099 Y-6.5 X24. Y6.5 X5.71 X5.7098Y-6.5 X11.7099 33 运城学院学士学位论文 …………………G02X-18.3047Y-31.1549I.0854J3.9981 G01X-19.5439Y-32. G02X-19.9965Y-31.2I4.5432J3.0981 G01X-46.9201 X-46.9524Y-31.1997 G02X-49.5Y-30.5117I.1184J5.4997 G01Y-32. X-19.5439 X-18.3047Y-31.1549 G02X-18.9193Y-29.7I3.304J2.253 G01X-46.9201 G02X-50.835Y-25.7I.0861J4. G01Y25.6 G02X-50.3335Y27.538I3.9899J.0014 G01X-50.3337Y28.2898 G02X-45.8172Y32.9I4.6028J.0082 G01X-1.1656 Y33.5 X-51. Y-33.5 X51. Y28.3773 Z10. G500 G0Z0 X0Y0 M02 34 运城学院学士学位论文 前壳凸模半精加工程序单: %_N_N1_MPF N10G90G54G00Z100.00 N12S4000M03F100 G158X0Y0 G0X0Y0 M0 G00X-52.Y-33.5 Z10. Z8.0025 G01Z-1.9975F120. X-52.1726 Y-34.6735 X-51. Y-34.5 Z10. G00X-51.9984Y-33.576 Z6.0025 G01Z-3.9975 X-51.9996Y-34.5 X-51.0707Y-34.4988 Z10. G00X-51.9984Y-33.576 Z4.0025 G01Z-5.9975 X-51.9996Y-34.5 X-51.0707Y-34.4988 Z10. 35 运城学院学士学位论文 ………………Z2.1025 G01Z-7.8975 X51.9996Y34.5 X51.0707Y34.4988 Z10. G00X51.9984Y33.576 Z.1025 G01Z-9.8975 X51.9996Y34.5 X51.0707Y34.4988 Z10. G00X51.9984Y33.576 Z-1.8975 G01Z-11.8975 X51.9996Y34.5 X51.0707Y34.4988 Z10. G00X51.9984Y33.576 Z-1.9975 G01Z-11.9975 X51.9996Y34.5 X51.0707Y34.4988 Z10. G500 G0Z0 X0Y0 M02 36 运城学院学士学位论文 前壳凸模精加工程序单: %_N_N1_MPF N10G90G54G00Z100.00 N12S4000M03F100 G158X0Y0 G0X0Y0 M0 G00X-32.0602Y-28.9918 Z10. Z-1. G01Z-12.F120. X-17.6289 X-17.6324Y-28.6598 X-17.6344Y-28.3328 X-46.4914Y-28.3731 Y-28.9918 X-32.0602 Z-.998 G00X-47.1516Y29.9918 Z-1. G01Z-12. X-47.2273Y29.9237 X-47.3004Y29.8528 X-47.3709Y29.7794 X-47.4326Y29.7074 X-47.4914Y29.6329 Z-.998 G00X44.8472Y-29.9918 37 运城学院学士学位论文 …………………………X4.3269Y.804 X4.3902Y.9991 X4.4559Y1.1931 X4.4775Y1.2557 X4.5456Y1.4484 X4.6162Y1.6402 X4.6893Y1.8313 X4.7894Y2.0833 X4.8677Y2.2731 X4.9485Y2.462 X5.0588Y2.7104 X5.1445Y2.8974 X5.2325Y3.0833 X5.3229Y3.268 X5.4452Y3.5106 X5.5401Y3.6926 X5.6372Y3.8731 X5.7373Y4.0537 X5.7687Y4.11 X5.8701Y4.2873 X5.9738Y4.4634 X6.0033Y4.5121 Z10. G500 G0Z0 X0Y0 M02 38 运城学院学士学位论文 附录3 前壳凹模实体加工结果 后壳凸模实体加工结果 39 运城学院学士学位论文 后壳凹模实体加工结果 40 运城学院学士学位论文 致谢 本文的设计工作得到了指导老师王新海的悉心指导。王老师渊博的学识、严谨的态度、诲人不倦的良师风范使我受益匪浅。王老师对我的严格要求,督促我以客观认真的态度进行毕业设计并及时完成,使我学到了很多东西。王老师还不辞劳苦进入实验室手把手叫我进行数控机床的操作,不厌其烦的为我解答设计中遇到的问题。谨在此向王新海老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。 在毕业设计完成的过程中,还得到了精诚模具厂师傅的指点和教导。特此感谢。还要感谢其他老师和同学们对我的帮助,提供大量的学习资料,让我进步。最后还要感谢母校和所有代课老师四年来对我的悉心教导~谢谢你们~ 41
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