【正文】 明，CAD /CAM 技術(shù)是模具制造的發(fā)展方向。 4）超精加工和復合加工隨著精密成型模具日益增多，必須用超高精度的模具來制造超高精度的零件。二、研究內(nèi)容本課題主要按照老師的安排，完成某個零件的相關(guān)模具設(shè)計和數(shù)控加工過程，主要研究設(shè)計的內(nèi)容有： 完成零件的分模。完成設(shè)計零件的數(shù)控加工。三、研究方法及步驟綜合運用機械設(shè)計及其有關(guān)課程的專業(yè)理論知識，明確設(shè)計的任務和要求，并擬定設(shè)計計劃，注意掌握進度，在老師的指導下按時完成。設(shè)計步驟如下： 明確本課題的設(shè)計要求； 收集、分析、消化原始資料，收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備及特殊加工資料等，以備設(shè)計模具時使用； 把所給的零件進行分模； 選擇合適的數(shù)控加工方案； 按照選定的方案進行模具的數(shù)控加工； 整理資料并行歸檔。了解數(shù)控銑床在旋紐模具加工中的運用，從而完成旋紐模具數(shù)控銑削工藝性分析以及編寫數(shù)控加工工藝文件。從數(shù)控機床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為CAD/CAM系統(tǒng)的重要組成部分，各工業(yè)發(fā)達國家業(yè)投入了大量的人力物力開發(fā)實用的數(shù)控編程系統(tǒng)。此次設(shè)計采用CAXA制造工程師軟件，CAXA制造工程師從設(shè)計、編程到生成G代碼完全由軟件來實現(xiàn)，設(shè)計和加工效率大大提高。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T) 與制造技術(shù)(MT) 結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。并利用 CAXA 制造工程師軟件完成零件的三維造型，進行加工軌跡設(shè)計，實現(xiàn)加工仿真。利用 CAD/CAM 軟件及G 代碼指令進行手工編程。普通機床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機床所代替，制造業(yè)正朝著高自動化、高智能化的方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)在短短幾十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，并己形成了巨大的生產(chǎn)力。從數(shù)控機床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為 CAD/CAM 系統(tǒng)的重要組成部分，各工業(yè)發(fā)達國家也投入了大量的人力物力開發(fā)實用的數(shù)控編程系統(tǒng)。 [1]通過此次的設(shè)計，讓我掌握模具設(shè)計，數(shù)控加工所需的工藝知識，提高合理設(shè)計模具的數(shù)控編程能力。鍛煉我把所學專業(yè)知識運用在實際設(shè)計生產(chǎn)中的實踐能力，為以后在實際生產(chǎn)設(shè)計中打下良好的基礎(chǔ)。培養(yǎng)理論聯(lián)系實踐的設(shè)計思想，訓練綜合運用機械設(shè)計，數(shù)控加工編程和有關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實踐分析和解決工程實踐問題的能力，鞏固、加深和寬展有關(guān)機械設(shè)計和數(shù)控加工方面的知識。 數(shù)控編程技術(shù)的歷史零件加工程序的編制是數(shù)控加工的基礎(chǔ)，國內(nèi)外數(shù)控加工統(tǒng)計表明，造成數(shù)控設(shè)備空閑的原因大約 20％～30％是編程引起的，可見數(shù)控編程直接影響設(shè)備的使用效率。自動編程根據(jù)編程信息的輸入與計算機對信息的處理方式不同，有數(shù)控語言自動編程和圖形交互自動編程。近年來，計算機技術(shù)發(fā)展十分迅速，計算機的圖形處理能力有了很大的增強。“圖形交互自動編程”是一種計算機輔助編程技術(shù)，它是通過專用的計算機軟件(如機械 CAD 軟件)來實現(xiàn)。這種編程方法，不需要編制零件加工源程序，編程方法簡單易學，與語言自動編程相比，具有速度快、直觀性好、使用簡單、便于檢查等優(yōu)點。二十世紀八十年代，在 CAD/CAM 一體化概念的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了并行工程的概念。進入二十世紀九十年代，隨著 Web 技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)模式正在發(fā)生深刻的變革，出現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計制造、異地設(shè)計制造、全球制造等一系列新概念和新技術(shù)。目前正在研制的新一代 CAM 系統(tǒng)將采用面向?qū)ο?、面向工藝特征的基本處理模式，系統(tǒng)的自動化水平、智能化程度將大大提高。 數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)、使用、操作步驟等情況簡介數(shù)控銑床形式多樣，不同類型的數(shù)控銑床在組成上雖有所差別，但卻有許多相似之處。Ⅺ鋸 040A 型數(shù)控立式升降臺銑床配有Ⅳ四 3MA 數(shù)控系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流伺服驅(qū)動。(1)床身床身內(nèi)部布局合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有 4 個調(diào)節(jié)螺栓，便于機床進行水平調(diào)整，切削液儲液襤設(shè)在機床座內(nèi)部。銑頭主軸支承在高精度軸承上．保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性；主軸裝有快速換刀螺母，前端錐采用 1$0505 錐度；主軸采用機械無級變速，其調(diào)節(jié)范圍寬，傳動平穩(wěn)，4 / 66操作方便。啟動主電動機時，應注意松開主軸制動手柄。(3)工作臺工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平導軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺右端的伺服電機驅(qū)動的。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便進行手動操作。(4)升降臺(橫向進路部分)升降臺前方裝有交流伺服電機．驅(qū)動床鞍作橫向進給運動，其傳動原理與工作臺的縱向進給相同。升降臺左側(cè)裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動錐齒輪及升降臺絲桿旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺的升降運動。機床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機床底座的內(nèi)腔里，冷卻泵將切削液從底座內(nèi)儲液池打至出水管，然后經(jīng)噴嘴噴出，對切削區(qū)進行冷卻。潤滑系統(tǒng)是由手動潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。2. 零件模具的造型2. 1 CAXA 制造工程師 CAD/CAM 系統(tǒng) CAM 系統(tǒng)的編程基本步驟如下：1) ? 理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù)5 / 662) ? 建立加工模型或通過數(shù)據(jù)接口讀入3) ? 確定加工工藝（裝卡、刀具等）4) ? 生成刀具軌跡5) ? 加工仿真6) ? 后期處理生成 NC 代碼7) ? 輸出加工代碼現(xiàn)在分別予以說明。作為計算機自動生成刀具軌跡的依據(jù)。被加工零件一般用工程圖的形式表達在圖紙上，用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他 CAD/CAM 系統(tǒng)傳入，因此 CAM 系統(tǒng)針對此類需求應提供標準的數(shù)據(jù)接口，如 DXF、IGES、STEP 等。被加工零件的外形不可能是由測量機測量得到，針對此類的需求，CAM 系統(tǒng)應提供讀入測量數(shù)據(jù)的功能，按一定的格式給出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成零件的外形曲面。CAXA 制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。CAXA 制造工程師在研制過程中深入工廠車間并有自己的實驗基地，它不僅集成了北航多年科研方面的成果，也集成了工廠中的加工工藝經(jīng)驗，它是二者的完美結(jié)合。CAXA 制造工程師還可通過模擬仿真檢驗生成的刀具軌跡的正確性和是否有過切產(chǎn)生。(b) 后期 G 代碼生成在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機床的代碼，需進行所謂后期處理。CAXA 制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機床要求。(c) 加工代碼輸出生成數(shù)控指令之后，可通過計算機的標準接口與機床直接連通。 零件模具的造型a. 在【零件特征 】中選擇 XY 平面，在該平面進行建模。7 / 66圖 21 零件草圖 1b. 單擊【拉伸增料】圖標 ，在對話框中選擇類型為固定深度、深度 10，如圖 22 所示。單擊【草圖】圖標 ，建立草圖。（a）9 / 66b圖 24 拉伸增料e. 在【零件特征 】中選擇 XY 平面，在該平面進行建模。10 / 66圖 25 零件草圖 3f. 單擊【拉伸增料】圖標 ，在對話框中選擇類型為固定深度、深度 5，如圖26 所示 ab圖 26 拉伸增料g. 單擊【拔?！繄D標 ，角度設(shè)為 30，需過渡的元素為邊面，如圖 27 所示。13 / 66圖 29 模型圖3. 零件模具的加工工藝分析 數(shù)控加工工藝數(shù)控銑床加工工藝過程一般是：先通過分析零件圖樣，明確工件適合在數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、加工要求，然后以此為出發(fā)點確定零件在數(shù)控銑削的加工工藝和過程順序。數(shù)控銑床加工工藝過程如圖 31 所示。無論是用絕對、增量、還是混合方式編程，都希望零件結(jié)構(gòu)的形位尺寸從同一基準出發(fā)標注尺寸或直接給出坐標尺寸。不從同一基準出發(fā)標注的分散類尺寸，可以考慮通過編程時的坐標系變換的方法，或通過工藝尺寸鏈解算的方法變換為統(tǒng)一基準的工藝尺寸。實際生產(chǎn)中有許多與此相類似的情況，編程時一定要引起注意。雖然數(shù)控銑床的加工精度高，但對一些過薄的腹板和緣板零件應認真分析結(jié)構(gòu)特點。當薄板的面積較大而厚度又小于 3mm 時，就應充分重視這一問題，并采取相應措施來保證其加工的精度。在用同一把銑刀、同一個刀具補償值編程加工時，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，很難同時保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。采用同一把銑刀和同一個刀具半徑補償值加工。 數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的經(jīng)驗總結(jié)。 數(shù)控加工過程是在一個由數(shù)控機床、刀具、夾具和工件構(gòu)成的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)中完成的。工藝設(shè)計的好壞直接影響數(shù)控加工的尺寸精度和表面精度、加工時間的長短、材料和人工的耗費，甚至直接影響加工的安全性。 數(shù)控銑床加工的工藝設(shè)計特點 工藝規(guī)程是工人在加工時的指導性文件。數(shù)控銑床加工的程序是數(shù)控銑床的指令性文件，數(shù)控銑床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動進行的，因此，數(shù)控銑床加工工藝與普通銑床工藝規(guī)程有較大差別，涉及的內(nèi)容也較廣。工藝方案的好壞不僅會影響銑床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。數(shù)控加工工藝上與普通加工工藝也具有一定的差異。 數(shù)控加工工藝：所有工藝問題必須事先設(shè)計和安排好，并編入加工程序中。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數(shù)。 數(shù)控加工工藝：自適應性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導致嚴重的后果。又如非數(shù)控機床加工，可以多次“試切”來滿足零件的精度要求；而數(shù)控加工過程，嚴格按規(guī)定尺寸進給，要求準確無誤。 17 / 66C. 制定數(shù)控加工工藝要進行零件圖形的數(shù)學處理和編程尺寸設(shè)定值的計算 編程尺寸并不是零件圖上設(shè)計的尺寸的簡單再現(xiàn)。 D. 考慮進給速度對零件形狀精度的影響 制定數(shù)控加工工藝時，選擇切削用量要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響。根據(jù)插補原理分析，在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下，進給速度越快，則插補精度越低，導致工件的輪廓形狀精度越差。 E. 強調(diào)刀具選擇的重要性 復雜形面的加工編程通常采用自動編程方式。F. 數(shù)控加工工藝的特殊要求 1) 由于數(shù)控機床比普通機床的剛度高，所配的刀具也較好，因此在同等情況下，數(shù)控機床切削用量比普通機床大，加工效率也較高。 3) 由于數(shù)控機床加工的零件比較復雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計時，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。復雜表面的刀具運動軌跡生成需借助自動編程軟件，既是編程問題，當然也是數(shù)控加工工藝問題。 數(shù)控銑床加工工藝的主要內(nèi)容 根據(jù)實際應用需要，數(shù)控銑床加工工藝主要包括以下內(nèi)容： ① 確定適合在數(shù)控銑床上加工的零件或加工內(nèi)容。通過分析被加工零件的圖樣，針對零件加工結(jié)構(gòu)內(nèi)容及技術(shù)要求初步擬定適當?shù)墓に嚧胧?。包括確定零件整個加工過程的工序劃分、各工序間的順序、數(shù)控銑床上加工工序與非數(shù)控加工工序的銜接等。如選取零件的定位基準、裝夾方案的確定、工步的劃分、刀具的選擇和確定切削用量及確定加工路線等。如對刀方案、換刀點、刀具預調(diào)和刀具補償方案及確定加工路線等。加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。根據(jù)十字架模具的特征，采用數(shù)控銑削加工。設(shè)計工藝路線時應對零件圖、毛坯圖認真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點靈活運用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加