《注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造》 課件 5第1講 凹模零件的編程加工

項(xiàng)目五

模具主要零件的加工及智能制造技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)一

凹模零件的編程加工寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院王正才注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造能力目標(biāo)

能力目標(biāo)1.掌握CAM軟件編程加工方法和技巧。2.掌握數(shù)控加工中心的使用方法。3.掌握模具主要零件的加工工藝。4.掌握模具智能制造加工單元中工業(yè)機(jī)器人的調(diào)試。5.掌握模具智能制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的使用6.掌握三坐標(biāo)測量機(jī)的測量方法。知識目標(biāo)知識儲備能力目標(biāo)

知識目標(biāo)1.熟悉模具主要零件、電極的加工原理。2.熟悉模具零件加工自動(dòng)編程、加工刀具、走刀路線、去除余量等知識。3.熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu)原理及機(jī)床的使用方式。4.熟悉模具智能制造加工單元的運(yùn)行流程。5.掌握模具智能制造單元內(nèi)各加工設(shè)備的連接方式與操作要求。6.熟悉運(yùn)用三坐標(biāo)等測量設(shè)備和工具控制模具零件加工精度的方法。知識目標(biāo)知識儲備能力目標(biāo)

知識目標(biāo)

模具生產(chǎn)屬于單件生產(chǎn)，不同于批量生產(chǎn)造性的模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、生產(chǎn)準(zhǔn)備具生產(chǎn)管理復(fù)雜、難度大?，F(xiàn)代模具生、機(jī)械加工套模具基本上都是新產(chǎn)品，都要進(jìn)行創(chuàng)、裝配及試模修改等幾個(gè)過程，因此模CAD/CAM/CAE集成應(yīng)用的基礎(chǔ)上，建立以工藝管理為中心的科學(xué)管理體制，編制合理的工藝文件并組織實(shí)施，重視生產(chǎn)鏈前端（設(shè)計(jì)）、中端（加工）的能力開發(fā)，重視工序質(zhì)量的控制與設(shè)備管理，以提高模具生產(chǎn)率、縮短模具交貨周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量水平。知識目標(biāo)知識儲備能力目標(biāo)

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模具零件加工工藝規(guī)程的制定步驟包括：在制定模具零件加工工藝規(guī)程之前，應(yīng)詳細(xì)分析模具零件圖、技術(shù)條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、以及該零件在模具中的作用等；制定模具零件坯料的制造方法；初擬工藝路線，注意粗、精加工基準(zhǔn)的選擇，確定熱處理工序，劃分加工階段。在擬定工藝方案時(shí)，應(yīng)擬定幾個(gè)可實(shí)施的工藝方案進(jìn)行分析比較，選擇其中較合理的方案，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。能力目標(biāo)

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一份合理的工藝編制文件，能給模具生產(chǎn)成本的控制與產(chǎn)品質(zhì)量帶來良好的影響。編制工藝文件的基本原則就是“快”、“好”、“省”，并貫穿于編制的始終。根據(jù)自己的人力、物力基礎(chǔ)和客戶提供的數(shù)據(jù)或圖紙的要求，盡快地編制切實(shí)可行的工藝文件，制造出高品質(zhì)的模具產(chǎn)品。能力目標(biāo)

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(1)“快”

要求在最短的時(shí)間內(nèi)編制出耗時(shí)最短的工藝文件。

①工藝員要熟知本單位的機(jī)床設(shè)備加工能力及工人技術(shù)水平，最好親自操作過每一臺機(jī)床，對加工過程十分了解，以適應(yīng)模具零件復(fù)雜性與特殊性的要求，應(yīng)做到拿到一份圖紙，就能夠很快地確定最佳加工流程。

②確定合理的最小加工余量。

③由于模具零件多為單件或小批量生產(chǎn)，工藝卡片不可能像批量產(chǎn)品那樣的仔細(xì)、詳盡，但要力求一目了然，沒有遺漏。

④對于加工過程中需要的夾具、量具、輔助工具等優(yōu)先選用通用裝備，如有特殊要求應(yīng)當(dāng)先行設(shè)計(jì)，提前做好準(zhǔn)備。能力目標(biāo)

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(2)“好”

要求工藝員能夠編寫出最合理、最佳的工藝文件，預(yù)防處理加工過程中可能出現(xiàn)的問題，這也是衡量一個(gè)工藝員是否優(yōu)秀的標(biāo)準(zhǔn)之一。

①嚴(yán)格區(qū)分粗精加工工藝。

②運(yùn)用預(yù)處理工藝措施。

③適當(dāng)?shù)亓舫黾庸せ鶞?zhǔn)。

④來用專業(yè)術(shù)語。能力目標(biāo)

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(3)“省”

要充分節(jié)約人力、物力及財(cái)力、提高生產(chǎn)率。

①運(yùn)用機(jī)械加工工藝學(xué)和統(tǒng)籌學(xué)的觀點(diǎn)，提高單位生產(chǎn)效率。對于模具之類的單件小批量產(chǎn)品，采用集中工序加工的原則，盡量安排在一臺機(jī)床上加工，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效用，縮短工藝流程，這樣可減少裝夾、識圖、計(jì)算等重復(fù)勞動(dòng)時(shí)間，減少轉(zhuǎn)序交檢的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

②對每臺機(jī)床加工的工時(shí)定額要有充分的估計(jì)，能快加工的盡量不采用慢加工的機(jī)床，能粗加工解決的就不上精加工機(jī)床，有利于保護(hù)機(jī)床的精度和使用期限，節(jié)約成本。能力目標(biāo)

知識儲備二、凹模加工工藝編制知識目標(biāo)知識儲備

(3)“省”

要充分節(jié)約人力、物力及財(cái)力、提高生產(chǎn)率。

①運(yùn)用機(jī)械加工工藝學(xué)和統(tǒng)籌學(xué)的觀點(diǎn)，提高單位生產(chǎn)效率。對于模具之類的單件小批量產(chǎn)品，采用集中工序加工的原則，盡量安排在一臺機(jī)床上加工，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效用，縮短工藝流程，這樣可減少裝夾、識圖、計(jì)算等重復(fù)勞動(dòng)時(shí)間，減少轉(zhuǎn)序交檢的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

②對每臺機(jī)床加工的工時(shí)定額要有充分的估計(jì)，能快加工的盡量不采用慢加工的機(jī)床，能粗加工解決的就不上精加工機(jī)床，有利于保護(hù)機(jī)床的精度和使用期限，節(jié)約成本。能力目標(biāo)

知識儲備二、凹模加工工藝編制知識目標(biāo)知識儲備

型腔加工工藝表如表5-1-1所示。序號加工方式（軌跡名稱）加工部位刀具名稱刀具直徑刀角半徑刀具長度刀刃長度主軸轉(zhuǎn)速（rpm/min）進(jìn)給速度（mm/min）切削深度（mm）加工余量（mm）程序名稱1型腔銑型腔D12R0.5120.57035600035000.350.151C2型腔銑型腔D8R0.580.570351200025000.100.152C3深度輪廓銑虎口D8R0.580.570351200025000.080HK14底壁銑虎口D101007035800050000HK25深度輪廓銑型腔D8R0.580.570351200025000.080HK36深度輪廓洗型腔D4R0.540.570351200025000.050XQ17底壁銑型腔D4R0.540.570351200050000XQ28精銑壁型腔D6R3637035800020000.10LD表5-1-1凹模加工工藝表能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備1.編程加工準(zhǔn)備

（1）在Windows系統(tǒng)中選擇【開始】|【程序】|SiemensNX12.0|NX12.0命令，進(jìn)入U(xiǎn)GNX12.0初始界面，如圖圖5-1-1所示。圖5-1-1NX12.0初始界面能力目標(biāo)

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（2）在【主頁】工具條中單擊【新建】按鈕，彈開【新建】對話框，新建一個(gè)文檔，將前面設(shè)計(jì)完成導(dǎo)出的型腔文件導(dǎo)入，具體操作如圖5-1-2所示。圖5-1-2型腔文件的導(dǎo)入圖5-1-2型腔文件的導(dǎo)入能力目標(biāo)

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（3）選擇【主頁】|【所有應(yīng)用模塊】|【特定工藝】|【注塑模工具】中【創(chuàng)建方塊】命令，如圖5-1-3所示。。圖5-1-3創(chuàng)建方塊能力目標(biāo)

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（4）選擇【編輯】工具條中選擇【移動(dòng)對象】命令，將型腔上表面中心點(diǎn)移至絕對坐標(biāo)處，并使工作件的長方向?yàn)閄方向、短方向?yàn)閅方向，如圖5-1-4與5-1-5所示。點(diǎn)擊包容塊刪除，再進(jìn)行坐標(biāo)系的移動(dòng)，最終的樣子是，X軸為長方向，Z在工件表面。圖5-1-4移動(dòng)對象圖5-1-5移動(dòng)后坐標(biāo)能力目標(biāo)

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（5）先修改一下幾何體的透明度，再把幾何體復(fù)制到一個(gè)圖層備份，再利用【刪除面】命令補(bǔ)上鑲件孔、頂桿孔等刪除一些暫時(shí)不加工的東西，如圖5-1-6所示。圖5-1-6補(bǔ)面過程及結(jié)果能力目標(biāo)

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（6）工件分析。選擇菜單命令【分析】/【測量距離】，得到待加工區(qū)的集合特征信息，零件頂平面和底面的最大距離為35，外形尺寸為100*100*35，測量型腔最小曲率、最小尺寸。

（7）在【文件】工具條中單擊【加工】按鈕，彈出【加工環(huán)境】對話框，選擇合適的加工配置模板，單擊【確定】按鈕，如圖5-1-7所示。能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備圖5-1-7加工環(huán)境能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備1.編程加工準(zhǔn)備（8）打開工序?qū)Ш狡髻Y源條，如圖5-1-8所示。圖5-1-8工序?qū)Ш狡髂芰δ繕?biāo)

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在【導(dǎo)航器】工具條中單擊【幾何視圖】按鈕，在MCS_MILL中雙擊，彈【MCS銑削】對話框，指定MCS為【絕對-顯示部件】，設(shè)定安全距離為30，如圖5-1-9所示。圖5-1-9MCS銑削設(shè)置能力目標(biāo)

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（10）在【工序?qū)Ш狡?幾何】雙擊WORKPIECE,彈出【工件】對話框，如圖5-1-10所示。圖5-1-10銑削幾何體能力目標(biāo)

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（11）在【銑削幾何體】對話框單擊【選擇或編輯部件幾何體】按鈕，彈出【部件幾何體】對話框，選擇型腔，然后單擊【確定】按鈕退出對話框，如圖5-1-11所示。再點(diǎn)擊【毛坯幾何體】對話框，類型里面選擇包容塊，，如圖5-1-12所示。圖5-1-11部件幾何體圖5-1-12包容塊能力目標(biāo)

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（12）選擇【創(chuàng)建程序】命令，創(chuàng)建程序文件夾4個(gè)，如圖5-1-13所示。。圖5-1-13創(chuàng)建程序文件夾能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備1.編程加工準(zhǔn)備

（13）在【主頁】工具條中單擊【創(chuàng)建刀具】按鈕，彈出【創(chuàng)建刀具】對話框，設(shè)置刀具的創(chuàng)建類型和名稱，單擊【確定】按鈕，彈出【銑刀-5，參數(shù)】對話框，設(shè)置刀具幾何參數(shù)，然后單擊【確定】按鈕退出對話框，D12R0.5的刀具操作如圖5-1-14所示。能力目標(biāo)

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圖5-1-14D12R0.5的銑刀參數(shù)設(shè)置能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備1.編程加工準(zhǔn)備

（14）參考上一步操作創(chuàng)建D10R0.5、D4R0.5、D6R3把刀具，D6R3刀具幾何參數(shù)如圖5-1-15所示。圖5-1-15D6R3刀具幾何參數(shù)能力目標(biāo)

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2.編寫加工型腔銑程序

編寫輪廓粗加工程序

（1）在工具條中單擊【創(chuàng)建工序】按鈕，彈出【創(chuàng)建程序】對話框，將【類型】設(shè)置Mill_contonr，【程序】選文件夾1，【刀具】選D12R0.5，【幾何體】選WORKPLECE,【方法】選METHOD,如圖5-1-16所示。能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備圖5-1-16創(chuàng)建工序能力目標(biāo)

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2.編寫加工型腔銑程序

編寫輪廓粗加工程序

（2）彈出【型腔銑】對話框，將【切削模式】設(shè)置為【跟隨周邊】，【步距】設(shè)置為【%刀具平直】，【平面直徑百分比】設(shè)置為75，【每刀的公共深度】設(shè)置為【恒定】，【最大距離】設(shè)置為0.35，如圖5-1-17所示。能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備圖5-1-17型腔銑能力目標(biāo)

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（3）單擊【切削參數(shù)】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-18所示。圖5-1-18切削參數(shù)能力目標(biāo)

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（4）單擊【非切削移動(dòng)】設(shè)置參數(shù)，如下圖設(shè)置。

（5）單擊【進(jìn)給率和速度】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-19所示。圖5-1-19非切削移動(dòng)、進(jìn)給率和速度能力目標(biāo)

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（6）創(chuàng)建“型腔銑”工序，單擊【指定切削區(qū)域】，設(shè)置切削區(qū)域。（完全開粗時(shí)可不用選擇加工區(qū)域）如圖5-1-20所示。圖5-1-20切削區(qū)域示意圖能力目標(biāo)

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（7）單擊【生成】按鈕，生成刀路，如圖5-1-21所示。圖5-1-21刀路軌跡示意圖能力目標(biāo)

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刀路生成后，我們需要參考加工后是什么樣子的，就需要用到刀軌確認(rèn)功能，如圖5-1-22和圖5-1-23所示。圖5-1-22刀路仿真選擇能力目標(biāo)

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刀路生成后，我們需要參考加工后是什么樣子的，就需要用到刀軌確認(rèn)功能，如圖5-1-22和圖5-1-23所示。圖5-1-23刀路仿真檢查確認(rèn)能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序

（1）現(xiàn)在先加工虎口的側(cè)壁。創(chuàng)建【深度加工輪廓】工序，將【陡峭空間范圍】設(shè)置為無，【合并距離】設(shè)置為3，【最小切削長度】設(shè)置為為1，【每刀的公共深度】設(shè)置為【恒定】，【最大距離】0.08，如圖5-1-24所示。能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序圖5-1-24深度輪廓銑設(shè)置能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序（2）單擊【切削層】設(shè)置參數(shù)，默認(rèn)設(shè)置。（3）單擊【切削參數(shù)】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-25所示。圖5-1-25切削參數(shù)設(shè)置能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序（4）單擊【非切削移動(dòng)】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-26所示。（5）單擊【進(jìn)給率和速度】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-27所示。圖5-1-26非切削移動(dòng)設(shè)置圖5-1-27進(jìn)給率和速度設(shè)置能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序（6）單擊【指定切削區(qū)域】，設(shè)置切削區(qū)域，如圖5-1-28所示。圖5-1-28切削區(qū)域示意圖能力目標(biāo)

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3.編寫深度輪廓銑程序（7）單擊【生成】按鈕，生成刀路，如圖5-1-29所示。圖5-1-29刀路軌跡示意圖能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序

（1）現(xiàn)在加工的是虎口平面。創(chuàng)建【面銑削區(qū)域】工序，將【切削模式】設(shè)置為【跟隨部件】，【步距】設(shè)置為【%刀具平面】，【最大距離】設(shè)置為60，【毛坯距離】設(shè)置為3，【每刀深度】設(shè)置為0，如圖5-1-30所示。能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序圖5-1-30面銑削區(qū)域設(shè)置能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序（2）單擊【切削參數(shù)】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-31所示。圖5-1-31切削參數(shù)設(shè)置能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序

（3）單擊【非切削移動(dòng)】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-32所示。

（4）單擊【進(jìn)給率和速度】設(shè)置參數(shù)，如圖5-1-33所示。圖5-1-32非切削移動(dòng)設(shè)置圖5-1-33進(jìn)給率和速度設(shè)置能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序

（5）單擊【指定切削區(qū)域】，設(shè)置切削區(qū)域，如圖5-1-34所示。圖5-1-34切削區(qū)域示意圖能力目標(biāo)

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4.編寫平面銑（底壁銑）加工程序（6）單擊【生成】按鈕，生成刀路，如圖5-1-35。圖5-1-35刀路軌跡示意圖能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序

（1）深度輪廓銑程序加工適用于陡峭面的半精加工或精加工。（可參考該章節(jié)的第三步深度輪廓銑程序）具體操作如下。選擇深度輪廓銑來加工陡峭面和豎直面。先選擇加工區(qū)域，如圖5-1-36所示。當(dāng)陡峭面有圓弧時(shí)，在切削層選擇最優(yōu)化，如圖5-1-37所示。為了減少跳刀，在切削參數(shù)里面的切削方向選擇往復(fù)，如圖5-1-38所示。圖5-1-36選擇切削區(qū)域圖5-1-37切削層最優(yōu)化圖5-1-38修改切削方向能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序

（2）設(shè)置加工部件底部余量為0.05。為了保證加工精度，所以把余量里面的公差改為0.005。為了減少抬刀，選擇對部件進(jìn)刀，圖5-1-39所示。再設(shè)置一下進(jìn)退刀，和刀具切削速度，如圖5-1-40所示。圖5-1-39設(shè)置切削余量及連接方式圖5-1-40設(shè)置進(jìn)退刀和進(jìn)給率圖5-1-46刀路軌跡能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序

（3）接下來加工型腔的平坦面，參考第四步平面銑編程程序，先選擇切削區(qū)域，選擇加工刀具D10R0.5的刀具，設(shè)置切削模式，設(shè)置毛坯厚度和每層切削深度，如圖5-1-47所示。設(shè)置加工精度和進(jìn)退刀方法，如圖5-1-48所示。圖5-1-47基本參數(shù)設(shè)置圖5-1-48設(shè)置公差和進(jìn)退刀方法能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序

（4）點(diǎn)擊刀路生成按鈕。如圖5-1-49所示。圖5-1-49刀路軌跡能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序

（5）平面加工不干凈處進(jìn)行處理，因平面角落地方平刀加工不干凈，所以用球刀進(jìn)行清除，用固定輪廓銑進(jìn)行清除。首先創(chuàng)建固定輪廓銑命令，如圖5-1-50所示。選擇加工區(qū)域，如圖5-1-51所示。設(shè)置修剪邊界，如圖5-1-52所示。選擇驅(qū)動(dòng)方法使用區(qū)域銑削。如圖5-1-53所示。圖5-1-52修剪邊界設(shè)置圖5-1-50創(chuàng)建固定輪廓銑命令圖5-1-51選擇加工區(qū)域能力目標(biāo)

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5.編寫滑塊接觸面精加工程序(6).設(shè)置驅(qū)動(dòng)方法中區(qū)域銑削參數(shù)，將驅(qū)動(dòng)設(shè)置中非陡峭切削模式設(shè)置為往復(fù)，切削方向設(shè)置為順銑，步距設(shè)置為恒定，最大距離設(shè)置為0.07，步距應(yīng)用在部件上。如圖5-1-54所示。圖5-1-53驅(qū)動(dòng)方法的選擇圖5-1-54區(qū)域銑驅(qū)動(dòng)方法設(shè)置能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備6.設(shè)置切削參數(shù)，設(shè)置余量中的加工精度，如圖5-1-55所示。設(shè)置非切削移動(dòng)中進(jìn)刀方式的設(shè)置，如圖5-1-56所示。最后設(shè)置進(jìn)給率及速度，如圖5-1-57所示生成加工程序，如圖5-1-58所示。圖5-1-55切削參數(shù)設(shè)置圖5-1-56非切削移動(dòng)設(shè)置圖5-1-58生成加工程序圖5-1-57進(jìn)給率和速度設(shè)置能力目標(biāo)

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7.編寫流道加工程序

（1）先進(jìn)入建模環(huán)境。開始正式編程前，當(dāng)時(shí)把工件復(fù)制了一個(gè)放到圖層（Ctrl+L）里面，現(xiàn)在把那個(gè)零件顯示，這個(gè)零件隱藏。點(diǎn)擊曲線功能卡里面的直線命令，選擇流道圓弧的圓心，做一條直線，用來加工流道。如圖5-1-59所示。圖5-1-59做一條直線能力目標(biāo)

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7.編寫流道加工程序

（2）隱藏原來的體，顯示加工的體，進(jìn)入加工模塊。選擇二維加工里面的精加工壁命令，如圖5-1-60所示。圖5-1-60[精銑壁]命令選擇能力目標(biāo)

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7.編寫流道加工程序（3）命令介紹如圖5-1-61所示。先指定部件部件（設(shè)置要加工的線和加工的最高面），選擇刀具相對于加工線的位置，具體設(shè)置如圖5-1-62所示。再點(diǎn)擊指定底面，設(shè)置加工最低面，如圖5-1-63所示。圖5-1-61[精銑壁]命令介紹圖5-1-62加工曲線及加工起始面設(shè)置圖5-1-63加工結(jié)束面設(shè)置能力目標(biāo)

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7.編寫流道加工程序

（4）在切削層里面設(shè)置每刀高度，在非切削移動(dòng)里面設(shè)置進(jìn)退刀。如圖5-1-64所示。設(shè)置每次抬刀高度和切削速度如圖5-1-65所示。圖5-1-64每刀切削深度和進(jìn)退刀設(shè)置圖5-1-65抬刀高度和切削速度設(shè)置能力目標(biāo)

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7.編寫流道加工程序（5）點(diǎn)擊生成刀軌按鈕，如圖5-1-66所示。圖5-1-66刀路軌跡能力目標(biāo)

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8.程序模擬仿真對編寫的程序進(jìn)行模擬仿真是檢驗(yàn)程序正確性最為直觀快捷的方法，編程人員可通過NX12.0附帶的程序仿真功能檢驗(yàn)程序的正確性。具體的操作如下。（1）先把程序順序排好，再選擇所有的程序后右擊，在彈出的快捷菜單中選擇【刀軌】|【確認(rèn)】命令，如圖5-1-67所示能力目標(biāo)

知識儲備三、凹模加工程序編程知識目標(biāo)知識儲備圖5-1-67刀軌排序能力目標(biāo)

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