【文章內(nèi)容簡介】 （圖 26 點對話框） 創(chuàng)建曲線的方法有很多種，以數(shù)學(xué)形式定義的曲線主要包括直線和二次曲線（圓弧、圓、橢圓、雙曲線、拋物 線等）。由其他幾何體計算而定義的曲線主要包括抽取曲線、交線、投射曲線、偏置曲線、橋接曲線、曲線纏繞 /曲線展開、簡化曲線、以及曲線連接等。構(gòu)造曲線主要包括樣條曲線、螺旋線、以及規(guī)律線等。 因為該產(chǎn)品多是光滑過渡的曲面，因此要求曲線的連接要光 （圖 27 曲線框架） 順，所以設(shè)計中多采用樣條曲線結(jié)合橋接曲線的方法產(chǎn)生相切連續(xù)的曲線。 當產(chǎn)品主要面的曲線創(chuàng)建完畢后，如圖 27，就可以開始創(chuàng)建曲面。曲面創(chuàng)建也是至關(guān)重要的一步，使用正確的命令和技巧會影響到整個產(chǎn)品的質(zhì)量。在創(chuàng)建前應(yīng)對產(chǎn)品進行分析。原則是先創(chuàng)建主要大 面，一些次要面可以通過倒圓、橋接等方式創(chuàng)建。本產(chǎn)品應(yīng)用到面的命令主要有以下幾個： 通過曲線網(wǎng)格。點擊“通過曲線網(wǎng)格”命令進入到通過曲線對話框，如圖 ，交叉曲線選擇另外兩條相對的邊，注意箭頭方向保持一致。主曲線也可以用點來代替。在“列表”里面可 以查看曲線選擇情況，也可以添加或刪除曲線。如果線與線、線與點之間有間隙，無法創(chuàng)建網(wǎng)格曲面，可以通過調(diào)整“設(shè)置”一欄“交點公差”來解決，最后單擊應(yīng)用或確定?！巴ㄟ^曲線網(wǎng)格”命令使用條件和特點是，要有四個對象，即兩個主曲線，兩個交叉 曲線。四個對象之間不必完全首尾相接，但在公差內(nèi)要相交。 （圖 28通過曲線網(wǎng)格對話框） （圖 29 掃掠對話框） 掃掠。單擊“掃掠”命令進入到掃掠對話框，如圖 29。在“截面”一欄中一條或多條曲線，“引導(dǎo)線”一欄選一條或多條（不超過三條）曲線，保持箭頭方向一致。在“列表”一欄可以查看曲線選擇情況，也可以添加或刪除曲線?！霸O(shè)置”一欄“交點公差”可以解決線與線之間存在縫隙不相交的情況。掃掠的本質(zhì)就是截面曲線沿著引導(dǎo)曲線的走向而形成的曲面。 N邊曲面。單擊 N 邊曲面命令，進入到 N邊曲面對話框，如圖 210。依 （圖 210 N邊曲面對話框） （圖 211 鏡像體對話框） 次選擇曲面的幾條邊。在“設(shè)置”一欄勾選則生成的曲面是邊界形狀的曲面，如果去掉勾選就是沒有邊界的曲面。同樣在這一欄里可以設(shè)置公差?！?N 邊曲面”的使用條件是曲線必須嚴格的首尾相連，優(yōu)點是沒有邊界條數(shù)限制。 以上是創(chuàng)建曲面過程中所用到的最基本的曲面命令，其他還有“修剪和延伸”、“偏置曲面”“拉伸”等。 曲面建立完畢后，將曲面縫合成一個整體。單擊“縫合”命令，進入縫合對話框，如圖 211。依次選取目標片體和刀具片體。在“設(shè)置”一欄可以調(diào)整公差，以解決曲面之間有縫隙而不能縫合的情況，最后單擊確定。在縫合過程中，一般先縫合小面，再縫合大面。 （圖 212 縫合對話框） 之后對縫合好的面進行鏡像，選取縫合面為體， ZY 面為鏡像平面，如圖 212.單擊確定。 將鏡像體和被鏡像體縫合好之后，大致形狀的玩具汽車外殼的外表面就出來了。 接下來是做玩具汽車外殼的內(nèi)表面。因為內(nèi)表面是看不見的部分，因此精度等級應(yīng)該比外表面低。用偏置曲面 命令將所有曲面向內(nèi)偏置 2mm，不能偏置的曲面通過偏置線的方法，重建曲面。最后修剪片體、縫合等命令將內(nèi)表面縫合成一個整體 然后在 XY平面建立一個方塊，包容住所有片體。用“修剪體”以方塊為目 （圖 213 修剪體對話框） （圖 214 模型） 標體，以外面片體為刀具修剪方塊，如圖 。再以汽車外形實心體為目標體，內(nèi)表面片體為工具修剪體，得到厚度為 2mm 的玩具汽車殼體。 最后便是細節(jié)特征處理，凸臺、圓孔、螺紋、倒圓、等，最后完成模型設(shè)計 如圖 214。 完成主要零件的公母模設(shè)計 在 UG中點擊開始 → 所有應(yīng)用模塊 → 注塑模向?qū)Т蜷_注塑模工具條。選擇“產(chǎn) （圖 215 初始化項目） （圖 216 模具 CSYS 對話框） 品”為模 型，在“項目設(shè)置里設(shè)置文件保存目錄，和文件名稱（由字母、數(shù)字、下劃線）材料點擊下拉菜單選擇 ABS，單擊確定，如圖 215。將自動設(shè)置材料的收縮率 單擊模具 CSYS 命令，進入到模具 CSYS 對話框，如圖 216。更改產(chǎn)品位置位置為產(chǎn)品體中心，鎖定 XYZ位置為 Z位置，單擊確定。該步驟的目 的在于設(shè)置模具的中心與模型的中心重合。 單擊工件按鈕，如圖 17。系統(tǒng)將自動尋找工件和模型的中心生成工件在“定義工件”一欄單擊草圖按鈕進入草圖可合理設(shè)置工件四周與模型輪廓距離。在“限制”可設(shè)置工件上下面與截面 （圖 217 工件對話框） 的距離，單擊確定按鈕。 在分型前應(yīng)對模型結(jié)構(gòu)進行分析確定脫模方向、分型線位置、大致的型芯型腔區(qū)域、應(yīng)補片的孔、滑塊和斜抽芯、等。 單擊分型按鈕，進入分型管理器對話框，如圖 218 單擊“編輯分型線”，點擊“自動搜索分 型線”，點“應(yīng)用”，“確定”，得到分型線。 如圖 219。 單擊“編輯分型線”按鈕，依次選擇四個角上的線段，點擊“確定”。 （圖 218 分型管理器） （圖 219 分型線） 依次單擊創(chuàng)建 /編輯分型面 → 創(chuàng)建分型面 → 拉伸 → 拉伸方向 → 確定，創(chuàng)建分型面。 如圖 220a （圖 220a 創(chuàng)建分型面對話框） （圖 220b 分型面） 單擊編輯分型面，選取四角上的其中一條線段，點擊編輯主要邊，選取與改線段相鄰的其他兩條分型邊， 單擊確定。以此類推編輯其他三個角上的分型面，完成分型面，如圖 220b. 單擊設(shè)計區(qū)域按鈕，點擊確定，在“區(qū)域”一欄中將所有分型面以上的面指派為型腔區(qū)域，分型面以下的面指派為型芯區(qū)域，單擊應(yīng)用。如圖 221. （圖 221 指派區(qū)域） 單擊抽取區(qū)域和分型線按鈕，點擊 Cavity region，勾選創(chuàng)建區(qū)域，點擊應(yīng)用以創(chuàng)建型腔。點擊 core region，勾選創(chuàng)建區(qū)域，點擊確定以創(chuàng)建型芯，如圖222。 （圖 222 定義區(qū)域?qū)υ捒颍? （圖 223 創(chuàng)建型芯和型腔） 單擊“創(chuàng)建型芯和型腔”按鈕，點擊 All Regions，單擊確定。在查看分型結(jié)果對話框中單擊確定。分型結(jié)果如圖223. 單擊菜單中的編輯 → 移動對象按鈕，選擇對象為型腔，制定矢量為 +Z方向，制定距離為200mm，單擊確定。同理將型芯向下移動 200mm。至此，公母模的設(shè)計就此完成 ,如圖 224。 （圖 224 移動對象對話框） 第三章 玩具汽車主要零件的制造工藝設(shè)計 、型芯的數(shù)控加工工藝設(shè)計 工藝就是制造產(chǎn)品的方法 。在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。 一、 零件圖工藝分析 為了提高數(shù)控機床的使用壽命，保持數(shù)控銑床的精度、降低零件的加工成本，把零件的基準面，定位面在普通機床上加工。其它部位在數(shù)控銑床上加工。 根據(jù)基面先行的原則，先在普通機床上按順序洗出出毛坯的 A、 B、 C、 D、 E面。本工序是在銑床上加工出曲面外形部分。一些部分銑刀難以滿足加工要求，需要在電火花成型加工機床上加工，如孔的圓錐部分，和尖角部分，如圖 31 和 32所示。 （圖 31） （圖 32） （ 1）、毛坯分析、該零件圖如圖 33所示。 毛坯選擇時應(yīng)考慮的因素： 零件的材料及機械性能； 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸； 生產(chǎn)綱領(lǐng)； 生產(chǎn)條件； 充分考慮利用新技術(shù)。 （圖 33 型芯模型圖） 結(jié)合改零件的設(shè)計和運用領(lǐng)域等方面，零件材料、性能以及現(xiàn)有的設(shè)備要求選擇材料為 45鋼。根據(jù)產(chǎn)品的尺寸為 23512556選擇尺寸為 245 135 65的毛坯，毛坯如圖 34所示 （ 2） 、定位基準的選擇 選擇定位基準時應(yīng)符合兩點要求 ； （ 3） 各加工表面應(yīng)有足夠大的加工余量，非加工表面的尺寸、位置符合設(shè)計要求； （圖 34 毛坯） 定位基面應(yīng)有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受大的切削力，保證定位可靠。 精基準的選擇：考慮到基準統(tǒng)一原則，采用型芯的底面為精基準。 粗基準的選擇：考慮到合理 分配各加工面的加工余量，加工面與不加工面之間的相互位置關(guān)系，選擇毛坯的 A 面為粗基準。 （ 3） 加工工藝路線的擬定 考慮到以下因素： 型芯對應(yīng)的零件表面是內(nèi)表面，表面粗糙度要求低， Ra 值定為 ，經(jīng)濟精度級定位 8 級。加工方法為粗銑 半精銑； 型芯與型腔配合面 Ra值定為 ，經(jīng)濟精度級定位 7級，加工方法為粗銑半精銑 精銑； （ 4） 加工順序的確定：由于該產(chǎn)品是玩具汽車外殼的模具，硬度要求不高，不需淬火，成型零件尺寸精度要求不是很高，所以加工過程的工序安排如下：下料— 鍛造 — 正火 — 粗加工 — 半精加工 — 調(diào)質(zhì) — 精加工 — 修整拋光 — 鍍硬鉻 — 裝配。（ 5）設(shè)備及工藝裝備的選擇 機床的選擇 機床的選擇主要依據(jù)以下幾個方面： ?、加工內(nèi)容。車床主要用來加工零件的回轉(zhuǎn)表面，如圓柱面、圓錐面、球面、螺紋，以及一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面，如雙曲面等。 普通任意兩坐標聯(lián)動的數(shù)控銑床只能用來加工平面曲線的輪廓。對于有特殊要求的數(shù)控銑床可以加進一個回轉(zhuǎn)的 A坐標或 C坐標來加工立體曲面零件。數(shù)控銑床比普通銑床加工精度高，精度穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強，操作勞動強度低，適應(yīng)于板類、盤類、殼具類、磨具類等復(fù)雜形狀的零件。 加工中心是之中功能較全的機 床，集銑、鉆、鉸、鏜、攻螺紋于一身，自身帶有刀庫，可實現(xiàn)自動換刀。 ?、機床的精度與工件精度相適應(yīng)。在滿足精度要求的前提下，盡量選擇低精度機床。這樣保證了機床合理使用。 ?、選擇的機床應(yīng)與現(xiàn)有的加工條件相適應(yīng)，如設(shè)備負荷的平衡狀況等。 結(jié)合該產(chǎn)品選擇立式加工中心。該零件表面由多個復(fù)雜曲面構(gòu)成，需 軸以上多坐標聯(lián)動，選擇 3坐標聯(lián)動。參考資料 [6]P385表 94確定型號為 JCS018，其主要參數(shù)如下： X 軸行程 900mm Y 軸行程 375mm Z 軸行程 470mm 主軸轉(zhuǎn)速 ~2250r/min 刀庫容量 16 把 夾具的選擇 在確定裝夾方案時，值需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準確定工件的定位夾緊方式并選擇適合的夾具在選擇夾具時，能選擇通用夾具的盡量選通用夾具，這樣在經(jīng)濟上可減少開支。數(shù)控機床上使用的夾具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。所以我根據(jù)零件的形狀和以下幾點選擇平口鉗。： ①、夾緊力要大小適當，要保證不能因為夾持過松使產(chǎn)品在加工中產(chǎn)生松動，也不能過緊使工件產(chǎn)生夾緊變形和表面損傷； ②、夾緊機構(gòu)不得影響進給，加工部位要敞開； ③、裝卸方便輔助時間盡量短； ④ 、對小型零件或工序時間不長的零件，可以考慮在工作臺上同事安裝幾個零件，以提高加工效率； ⑥、夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單； ⑦、夾具應(yīng)便于與機床工作臺及公件定位表面間的定位元件連接。 刀具的選擇 (1) 銑刀材料的選擇考慮到經(jīng)濟性，互換性，選用硬質(zhì)合金刀片。硬質(zhì)合金的特點： 硬質(zhì)合金中高熔點、高硬度碳化物含量高，因此硬質(zhì)合金常溫硬度很高，熱熔性好，熱硬性可達到 800～ 1000℃ 以上， 切削速度比高速鋼提高 4～ 7倍。 硬質(zhì)合金缺點是脆性大，抗彎強度和抗沖擊韌性不強。 （ 2）銑刀主要參數(shù)的選擇，粗加工時選擇韌性好的刀片，需切除 大量余量，要求半徑較大。為了提高加工效率選擇 248。20的立銑刀，粗加工時齒數(shù)較少，這里選擇齒數(shù)為 2。 半精加工曲面時，選擇 248。16的球頭銑刀。半精加工平面時，選擇 248。16 的平頭立銑刀。齒數(shù)為 2。 考慮到小圓角等表面加工，選擇 248。4 整體結(jié)構(gòu)的球頭銑刀加工難加工部分。 精加工加工平面時選用 248。16整體結(jié)構(gòu)的平頭立銑刀，精加工是齒數(shù)較大，這里選 3。 二、 加工尺寸的確定 （ 1）、加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。在某加工表面切除金屬層總厚度，稱為該加工表面的總余量。一般情況，總余量并不是一次性去除，而是在各個工 序中分次去除。因此每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序的工序余量。確定加工余量的方法有三種： ?查表修正法 ?經(jīng)驗估計法 ?分析計算法 本零件總余量確定如下： 精銑加工總余量為 ； 半精銑加工