mastercamx3學(xué)習(xí)情境4 拉桿鍛模的設(shè)計(jì)與制造

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。mastercamx3學(xué)習(xí)情境4 拉桿鍛模的設(shè)計(jì)與制造學(xué)習(xí)情境2 拉桿鍛模的建模與制造學(xué)習(xí)情境4 拉桿鍛模的建模與制造4.1 設(shè)計(jì)與制造任務(wù)圖4- 1 拉桿鍛模毛坯圖材料 H13， HRC4044數(shù)量：3件4.2 任務(wù)目標(biāo)4.2.1 技能目標(biāo)1能使用布爾運(yùn)算命令合并、切割實(shí)體2能通過選擇實(shí)體邊界、實(shí)體面和實(shí)體等選項(xiàng)對(duì)實(shí)體進(jìn)行倒圓角和倒角操作3能合理選擇曲面粗、精加工方式4能正確選擇曲面粗、精加工刀具5能正確設(shè)置曲面加工參數(shù)4.2.2 知識(shí)目標(biāo)1實(shí)體布爾運(yùn)算中結(jié)合、切割、交集的概念2曲面加工參數(shù)中加工面、

2、干涉面、切削范圍的概念3曲面粗加工挖槽加工的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合4曲面粗加工平行銑削加工的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合5曲面精加工殘料加工的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合6曲面精加工交線清角加工的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合4.3 知識(shí)準(zhǔn)備4.3.1 實(shí)體倒圓角與倒角實(shí)體倒圓角就是對(duì)實(shí)體的部分或全部邊界進(jìn)行圓角處理，是一種邊的順接形式。實(shí)體倒角就是在實(shí)體上切削斜邊。方式有3種：?jiǎn)我痪嚯x、不同距離和距離/角度。表4-1 實(shí)體倒圓角與倒角命令命令說明圖例實(shí)體倒圓角實(shí)體倒圓角對(duì)實(shí)體的部分或全部邊界進(jìn)行圓角處理，是一種邊的順接形式。實(shí)體表面倒圓角實(shí)體表面倒圓角是選擇兩個(gè)相鄰的實(shí)體表面進(jìn)行圓角處理實(shí)體倒角單一距離不同距離距離/角度4.3.2 曲面粗加工

3、和曲面精加工粗加工功能主要應(yīng)用于成形結(jié)構(gòu)零件或普通機(jī)床難于成形的結(jié)構(gòu)零件，比如模具中的型芯、型腔、滑塊等結(jié)構(gòu)。粗加工時(shí)，為提高效率，在保證刀具、夾具和機(jī)床強(qiáng)度鋼性足夠的條件下，切削用量的選擇順序是：先把切削深度選大一些，其次選取較大的進(jìn)給量，然后選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣?。若加工余量小，切削深度不可能大時(shí)，可適當(dāng)增加進(jìn)給量。當(dāng)銑削材料表面有硬質(zhì)的材料（如鑄鐵）時(shí)，一次切削深度應(yīng)超越硬皮層厚度，使刀具在首次切削時(shí)刀刃不易磨損，避免刀具與材料硬皮層直接接觸時(shí)產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。曲面精加工就是把粗加工后的3D模型精修到工件的幾何形狀并達(dá)到尺寸精度，其目的就是為了精確地將3D模型結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來，其切削方式根據(jù)3D模型

4、結(jié)構(gòu)進(jìn)行單層單次切削（也就是沿著曲面表面進(jìn)行切削，一刀過），精加工要求加工余量要小，同時(shí)為了保證工件的表面光潔度，盡可能增加切削速度，進(jìn)給量可適當(dāng)減少。精加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)曲面造型特點(diǎn)來選擇相應(yīng)的精加工刀路進(jìn)行加工。在MasterCAM X3系統(tǒng)中，曲面粗加工提供了8種加工方式來適應(yīng)不同的工件結(jié)構(gòu)，曲面精加工提供了11種加工方式圖4- 2曲面粗加工菜單圖4- 3曲面精加工菜單4.3.3 曲面粗加工挖槽挖槽粗加工是依曲面形狀，于Z方向下降產(chǎn)生逐層梯田狀粗切削刀具路徑。挖槽粗加工就是通過對(duì)型芯、型腔等模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行粗加工，粗加工的目的就是為了減少工件的余量，以及達(dá)到半精加工和精加工的要求，挖槽加工的刀路

5、計(jì)算時(shí)間短，刀具負(fù)荷均勻，加工效率高，適合大多數(shù)模具結(jié)構(gòu)的加工。4.3.4 曲面粗加工平行銑削粗加工平行銑削加工是對(duì)加工的工件產(chǎn)生有一定角度且刀路間相互平行的加工路徑。粗加工平行銑削加工主要用于對(duì)單一凸起或凹狀的簡(jiǎn)單造型工件和平坦的曲面做粗加工，造型復(fù)雜的工件不適合采用。粗加工平行銑削加工的優(yōu)點(diǎn)是，都是直線平行刀具路徑，刀具的負(fù)荷穩(wěn)定，每刀的切深和間距較大，適合作重切削；缺點(diǎn)是只能直線下刀，殘料和提刀次數(shù)較多。4.3.5 精加工殘料加工精加工殘料加工就是產(chǎn)生刀具路徑用于清除以前因較大直徑刀具加工所殘留的材料，所選刀具要比以前所選刀具小，還可以給定加工曲面的斜率范圍，刀具就根據(jù)斜率范圍進(jìn)行加工。

6、4.3.6 精加工交線清角加工如果兩曲面是以相交方式連接（不是相切），那交線清角加工就會(huì)在兩曲面相交處產(chǎn)生一刀式刀具路徑，供用戶清除曲面間交角處的殘料4.4 任務(wù)實(shí)施4.4.1 拉桿鍛模的實(shí)體建模1.構(gòu)建鍛?；A(chǔ)實(shí)體繪制150×75矩形（層別1，連續(xù)線）和中心線（層別2，點(diǎn)劃線），結(jié)果如圖4-4所示；按圖中尺寸（如圖4-5所示）繪制輪廓線并修剪，結(jié)果如圖4-6所示；鏡像復(fù)制圖素，添加直線，完成輪廓繪制，如圖4-7所示；圖4- 4 繪制矩形和中心線圖4- 5 輪廓尺寸圖4- 6 繪制輪廓線圖4- 7 完成輪廓線擠出矩形底座實(shí)體（層別3），擠出設(shè)置如圖4-8所示，結(jié)果如圖4-9所示；旋轉(zhuǎn)

7、實(shí)體（層別3），旋轉(zhuǎn)設(shè)置如圖4-10所示，結(jié)果如圖4-11所示。圖4- 8 實(shí)體擠出設(shè)置圖4- 9 實(shí)體擠出圖4- 10 旋轉(zhuǎn)實(shí)體設(shè)置圖4- 11 旋轉(zhuǎn)實(shí)體2.完成拉桿鍛模實(shí)體按如圖4-12所示尺寸繪制輪廓線（注意在R5圓角處的直線在交點(diǎn)處斷開），鏡像復(fù)制圖素，結(jié)果如圖4-13所示；圖4- 12 輪廓尺寸圖4- 13 繪制輪廓擠出并合并實(shí)體，擠出設(shè)置如圖4-14所示，結(jié)果如圖4-15所示；擠出并切割實(shí)體，擠出設(shè)置如圖4-16所示，結(jié)果如圖4-17所示；實(shí)體倒圓角，選擇實(shí)體面，如圖4-18所示，倒圓角設(shè)置如圖4-19所示，結(jié)果如圖4-20所示。圖4- 14 實(shí)體擠出設(shè)置圖4- 15 實(shí)體擠出圖4

8、- 16 實(shí)體擠出設(shè)置圖4- 17 實(shí)體擠出圖4- 18 選擇實(shí)體面圖4- 19 實(shí)體倒圓角參數(shù)設(shè)置圖4- 20 實(shí)體倒圓角4.4.2 拉桿鍛模制造表4-2 拉桿鍛模制造工序工步號(hào)工步內(nèi)容刀具進(jìn)給率（mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）加工余量刀具號(hào)類型直徑1粗加工挖槽1圓鼻刀16R460025000.52粗加工平行銑削2圓鼻刀12R450028000.23精加工平行銑削3球刀850030004精加工殘料加工4球刀480035005精加工交線清角4球刀480035001.粗加工挖槽建立加工坐標(biāo)系，設(shè)置毛坯材料。l 打開所有層別，執(zhí)行“平移”命令，選擇所有圖素，設(shè)置平移參數(shù)，如圖4-21所示，結(jié)

9、果如圖4-22所示；l 執(zhí)行【機(jī)床類型】-【銑床】-【默認(rèn)】命令，材料設(shè)置，150×75×50，如圖4-23所示；l 設(shè)置當(dāng)前層別3，關(guān)閉中心線層,結(jié)果如圖2-24所示。圖4- 21 平移對(duì)話框圖4- 22 平移所有圖素圖4- 23 材料設(shè)置圖4- 24 顯示素材執(zhí)行【曲面粗加工】-【粗加工挖槽加工】命令，輸入新NC名稱，如圖4-25所示；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項(xiàng)”工具欄中的“啟用實(shí)體選擇”按鈕，使用“選擇實(shí)體”選項(xiàng)，拾取實(shí)體，單擊“結(jié)束選擇”按鈕。系統(tǒng)彈出“刀具路徑的曲面選擇”對(duì)話框，如圖4-26所示，單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為挖槽加工的邊界范圍；

10、圖4- 25 輸入新NC名稱圖4- 26 選擇邊界范圍設(shè)置 “刀具路徑參數(shù)”，如圖4-27所示。l 從庫(kù)中選擇16R4圓鼻刀，設(shè)置刀具號(hào)碼為1；l 輸入進(jìn)給率600，主軸轉(zhuǎn)速2500；設(shè)置 “曲面加工參數(shù)”，設(shè)置加工面預(yù)留量0.5，如圖4-28所示；其余加工參數(shù)使用默認(rèn)值，單擊確定按鈕，完成粗加工挖槽加工刀具路徑，如圖4-29所示；執(zhí)行實(shí)體切削驗(yàn)證，加工如圖4-30所示。圖4- 27 設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”圖4- 28 設(shè)置“曲面加工參數(shù)”圖4- 29 粗加工挖槽加工刀具路徑圖4- 30 實(shí)體切削驗(yàn)證2.粗加工平行銑削執(zhí)行【曲面粗加工】-【粗加工平行銑削加工】命令；系統(tǒng)彈出“選擇工件形狀”對(duì)話框

11、，選擇工件形狀為凸；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項(xiàng)”工具欄中的“啟用實(shí)體選擇”按鈕，使用“選擇實(shí)體”選項(xiàng)，拾取實(shí)體，單擊“結(jié)束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對(duì)話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為平行銑削加工的邊界范圍；設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-31所示；l 從庫(kù)中選擇12R4圓鼻刀，設(shè)置刀具號(hào)碼為2l 輸入進(jìn)給率500，主軸轉(zhuǎn)速2800設(shè)置“曲面加工參數(shù)”，輸入“加工面預(yù)留量”0.2，如圖4-32所示；設(shè)置“粗加工平行銑削參數(shù)”，輸入“最大切削間距”10，如圖4-33所示；其余加工參數(shù)使用默認(rèn)值，單擊確定按鈕，完成粗加工平行銑削刀具路徑，如圖4-34所示；執(zhí)行實(shí)體

12、切削驗(yàn)證，加工如圖4-35所示。圖4- 31設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”圖4- 32 設(shè)置“曲面加工參數(shù)“圖4- 33 設(shè)置“粗加工平行銑削參數(shù)“圖4- 34 粗加工平行銑削刀具路徑圖4- 35 刀具路徑及實(shí)體切削驗(yàn)證3.精加工平行銑削執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工平行銑削】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項(xiàng)”工具欄中的“啟用實(shí)體選擇”按鈕，使用“選擇實(shí)體”選項(xiàng)，拾取實(shí)體，單擊“結(jié)束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對(duì)話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為平行銑削加工的邊界范圍；設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-36所示；l 從庫(kù)中選擇8球刀，設(shè)置刀具號(hào)碼為3l 輸入進(jìn)給率500，主軸

13、轉(zhuǎn)速3000其余加工參數(shù)使用默認(rèn)值，單擊確定按鈕，完成精加工平行銑削刀具路徑，如圖4-37所示；執(zhí)行實(shí)體切削驗(yàn)證，加工如圖4-38所示。圖4- 36 設(shè)置刀具路徑參數(shù)圖4- 37 精加工平行銑削刀具路徑圖4- 38 實(shí)體切削驗(yàn)證4.精加工殘料加工執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工殘料加工】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項(xiàng)”工具欄中的“啟用實(shí)體選擇”按鈕，使用“選擇實(shí)體”選項(xiàng)，拾取實(shí)體，單擊“結(jié)束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對(duì)話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為精加工殘料加工的邊界范圍；設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-39所示；l 從庫(kù)中選擇4球刀，設(shè)置刀具號(hào)碼為4l 輸

14、入進(jìn)給率800，主軸轉(zhuǎn)速3500設(shè)置“殘料清角精加工參數(shù)”，輸入“最大切削間距”0.5，如圖4-40所示；設(shè)置“殘料清角的材料參數(shù)”，輸入“粗銑刀具直徑”8，粗銑刀具刀角半徑4，如圖4-41所示；其余加工參數(shù)使用默認(rèn)值，單擊確定按鈕，完成精加工殘料加工刀具路徑，執(zhí)行實(shí)體切削驗(yàn)證，加工如圖4-43所示圖4- 39 設(shè)置“刀具路徑參數(shù)“圖4- 40 設(shè)置“殘料清角精加工參數(shù)“圖4- 41 設(shè)置“殘料清角的材料參數(shù)“圖4- 42 刀具路徑及實(shí)體切削驗(yàn)證5.精加工交線清角執(zhí)行【曲面精加工】-【精加工交線清角加工】命令；系統(tǒng)提示“選擇加工曲面”，單擊“普通選項(xiàng)”工具欄中的“啟用實(shí)體選擇”按鈕，使用“選擇

15、實(shí)體”選項(xiàng)，拾取實(shí)體，單擊“結(jié)束選擇”按鈕；在彈出的“刀具路徑的曲面選擇”對(duì)話框中單擊“邊界范圍”按鈕，選擇矩形作為精加工交線清角加工的邊界范圍；設(shè)置“刀具路徑參數(shù)”，如圖4-43所示；l 從列表中選擇4球刀，設(shè)置刀具號(hào)碼為5l 輸入進(jìn)給率800，主軸轉(zhuǎn)速3500設(shè)置“交線清角精加工參數(shù)”，去掉勾選的“限定深度”選項(xiàng)，如圖4-44所示；其余加工參數(shù)使用默認(rèn)值，單擊確定按鈕，完成精加工交線清角刀具路徑，如圖4-45所示；執(zhí)行實(shí)體切削驗(yàn)證，加工如圖4-46所示。圖4- 43 設(shè)置“刀具路徑參數(shù)“圖4- 44 設(shè)置“交線清角加工參數(shù)“圖4- 45 精加工交線清角刀具路徑圖4- 46 實(shí)體切削驗(yàn)證4.5 項(xiàng)目總結(jié)1.曲面加工時(shí)，指定一個(gè)或幾個(gè)由封閉曲線鏈構(gòu)