[教学]mastercamX3学习-不锈钢餐具成型模具的设计与制造

[教学]mastercamX3学习-不锈钢餐具成型模具的设计与制造 学习情境六 不锈钢餐具成型模具的设计与制造 一、工作描述 加工2件如图6-1所示的不锈钢餐具成型模具。 图6-1 不锈钢餐具成型模具 【】 , 数控加工工艺的制订 , 绘制文字 , 基本实体 , 扫描实体 , 布尔运算 , 实体旋转 , 实体的挤出 , 实体倒圆角 , 实体转为曲面 , 毛坯、刀具库、材料库的设定 , 刀具的选择 , 曲面刀路、切削参数的设定 , 加工模拟、优化 , NC程序、加工报表的生成 【技能点】 , 产品的加工工艺分析与确定 , 轮廓线的绘制 , CAD实体建模 , 曲面的CAM编程 , 加工模拟、优化 , 生成NC程序、加工报表 二、工作任务分析 从不锈钢餐具成型模具的图样分析看，加工的难点主要在模具的凸台外形结构复杂，须采用数控加工;从外形轮廓看，主要由直线、圆弧、曲线构成，可通过矩形、点、曲线、旋转、复制布尔运算等功能进行构建;从零件的材料、热处理分析看，刀具材料宜选择硬质合金类的刀具;从加工工艺分析看，可采用普通机床进行产品的半成品加工，利用数控机床进行精加工。所以本项目主要由以下任务构成: , 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定; , 零件的CAD建模 , 零件的CAM编程 , 零件的加工模拟、优化、NC程序、加工报表的生成 , 数据传输 , 数控加工 , 产品检验、入库 任务1. 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定 1.1零件的加工工艺分析 根据所要加工零件的数量及使用状况看，不锈钢餐具成型模具的加工属于单件生产。从零件的工作状况、结构特征及材料分析看，毛坯宜采用锻件，所以零件的加工工艺可按以下路径进行: 毛坯(锻件)——粗铣——粗车——调质——精铣——数控加工——修配——文字雕刻——淬火——修模——试模——入库 毛坯 粗铣 粗车 调质 精铣 数控加工 文字雕刻 1.2 零件的数控加工工艺方案的确定 在数控加工阶段，由于零件的底座外形为的矩形，因此采用平口钳装夹即可，一般分两次进行数控加工，第一次粗加工，一般采用平面挖槽、曲面等高外形加工。刀具尽可能采用大刀具，精加工采用放射状加工，刀具采用球形铣刀。考虑到零件材质较硬。刀具 材料宜采用涂层硬质合金刀具。 任务2. 零件的CAD建模 在零件建模过程中要将“建模制造化、建模积木化”的思路带到建模工作中去，在建模过程中切忌将所有轮廓线全部绘制完毕后再建模，这样容易思路不清，发生错误。比较正确的做法是:先进行大的特征的构建，绘制一个特征的轮廓线，建立一个实体模型，一个一个特征叠加上去，再进行细节特征的修改，特征叠加与修改的过程尽可能与加工工艺一致。在实际工作中，对无关紧要、不需进行数控加工的特征可以不用建模，这里考虑到学习，所以对所有特征均进行建模。具体建模过程如下: 2.1 模具底座绘制 1.打开Mastercam软件 使用俯视图为构图面、屏幕视角为俯视图。 2.轮廓线绘制与修剪 , 图层及轮廓线属性设置:按键盘上的“F9”键，打开系统的坐标原点，?鼠标左键在线型处点击，选择“连续线”;?线宽默认“粗线”;?设置轮廓线的层别“2”;?鼠标左键在“系统颜色”处点击;点“绿色10”，?鼠标左键在“2D/3D”处点击，设为“2D”。 5 1 4 3 2 , 轮廓线的绘制:利用【矩形】功能绘制中心在原点，长110，宽100的矩形。 3.底座实体生成 , 图层设置:将实体图层设为第3层，。 , 实体建模:利用【挤出实体】功能完成实体建模。拉伸距离“10”，方向向下。 2.2 型芯绘制 1.轮廓线绘制与修剪 , 图层、构图面及轮廓线属性设置::将轮廓线图层设为第2层， ，将构图面设为前视图 。 , 轮廓线绘制与修剪:?点绘制【点】?输入点坐标?确认。绘制八个关键点。?点【手动画曲线】 ，?选择刚刚绘制的八个关键点，选完最后一个点回车，?确认，?绘制y=0和y=25的两条水 平线，?绘制x=0的垂直线，?利用【两物体修剪】修剪多余线条。 1 2 3 6 4 5 7 9 8 2.实体生成 , 图层设置:将实体图层设为第3层，。 , 实体建模:利用【实体旋转】功能完成实体建模。选择刚刚绘制的轮廓线串作为选择对象，选择 x=0的垂直线作为回转中心，旋转360?。 2.3 周围花纹绘制 1.花纹引导线串的绘制与修剪 , 图层、构图面及轮廓线属性设置::将轮廓线图层设为第2层， ，将构图面设为前视图。 , 轮廓线绘制与修剪:?利用【圆心+点】绘制圆，圆心坐标为(12.808,-5.361,0),另一点为曲线与 y=0水平线的交点。?绘制一条x=9.77的直线修剪圆弧，?利用【一物体修剪】和【两物体修剪】修 去多余线条，并删除刚刚绘制的垂直线。 3 1 2 2.花纹截面线串的绘制与修剪 , 构图面切换:将构图面设为俯视图。 , 轮廓线绘制:利用【圆心+点】绘制圆，如下图所示，直径为φ7.5。 3. 其他几条花纹截面线串与引导线串绘制 , 其他几条花纹截面线串与引导线串绘制:利用【旋转】功能产生其他几条花纹，注意在旋转前要 将构图面放到俯视图上。 4.花纹实体生成 , 图层设置:将实体图层设为第3层，。 , 实体建模:利用【扫描实体】功能按照步骤1~6完成实体建模。其他几条花纹可以利用【扫描实体】 功能或者【旋转】来生成。 1 4 2 3 5 6 5.花纹与型芯结合 , 实体建模:利用【布尔运算-结合】功能完成实体建模。 5.边界倒圆角 , 边界倒圆角:利用【实体倒圆角】功能完成实体建模。?点【实体倒圆角】，?选择边缘线， ?回车，?输入圆角半径“2”，?确定。其他几条花纹倒圆角也类似。 2 1 4 5 2.4 文字雕刻 1文字的绘制 , 图层、构图面、构图深度及轮廓线属性设置::将轮廓线图层设为第2层，构图深度设为25， ， 将构图面设为俯视图。 , 文字绘制:?点【绘图】下的【绘制文字】?点选真实字型，?选择隶书，确定，?选择圆弧顶部， ?输入高度“5”?输入圆弧半径“6”?输入文字“开元食品机械厂”，?确定，?选择顶圆的圆心， 1 3 2 4 5 7 6 8 9 2文字的拉伸 , 图层设置:将实体图层设为第3层，。 , 实体建模:利用【挤出实体】功能完成实体建模。串选文字线条拉伸，拉伸距离为“0.5”，方向朝下。 注意拉伸时要选择切割的实体。 2.5顶部圆环花纹绘制 1.圆环绘制 , 圆环实体建模:利用【画圆环体】功能按步骤1~6完成实体建模。利用【镜像】功能产生另一个圆环 实体。 1 2 3 4 5 6 2.切割实体 , 实体切割:利用【布尔运算-切割】功能切割出圆环花纹。选择型芯作为目标体，两个圆环作为工具体。 任务4 零件的CAM编程 1. 数控加工前半成品的设置 1.1毛坯绘制 数控加工前零件已经经过粗铣、粗车、精铣等工序，零件已经加工成一个矩形底座加圆锥凸台的形状，并留有一定得余量。 首先绘制出毛坯，(1)将图层设置为第254层，图层2打开，图层3关闭，构图深度设为2，2D绘图，(2)绘制110*100的矩形，(3)将图层设置为第255层，并命名为毛坯层，(4)点击挤出实体，拉伸刚刚绘制的矩形线框，(5)向下拉伸12，(6)因为凸模体已经加工成了一个圆椎体，所以绘制椎体凸台，点击画圆锥体，(7)点击实体，(8)输入基础半径40，高度25，顶部半径23，(9)点击布尔运算-结合，生成毛胚实体。 2 4 5 7 8 1.2曲面片体生成 在做曲面加工时，不需要雕刻文字，以及凸模台顶部的细节特征，所以将这些特征隐藏掉，切换图层至第3层，其他图层隐藏，(1)点击操作管理中的实体管理，(2)将不需要加工的特征隐藏掉。(3)切换图层至253层，(3)点击绘图->曲面->由实体生成曲面，(4)选择实体，(5)回车，生成曲面，隐藏第3层。 1 2 4 2、机床类型选择 3、毛坯材料设定 为了方便毛坯的选择，关闭其他图层，只留255层即毛胚层，(1)选择材料设置，(2)点选实体， (3)点击选择按钮，(4)选择刚刚生成的毛坯，(5)确定。 2 3 1 4 5 4.曲面粗加工(挖槽) (1)点击刀具路径->曲面粗加工->粗加工挖槽加工，(2)确定NC名称，(3)选择要挖槽加工的曲面，(4)回车，(5)指定进刀点，(6)选择Mill-MM刀库中的φ20的平底刀，并定为1号刀，(7)修改切削参数，(8)高度设置，勾去参考高度，工件表面为0，(9)Z轴最大进给量为1，(10)勾选G铣平面，(11)选择等距环切作为切削方式，(12)确定，生成刀路并仿真。 3 1 5 6 7 9 8 10 11 12 4.曲面粗加工(等高外形) (1)点击刀具路径->曲面粗加工->粗加工挖槽加工，(2)选择要加工的曲面，(3)回车，(4)指定进刀点，(5)选择Mill-MM刀库中的φ10的圆鼻刀，刀角半径为3，并定为2号刀，(6)修改切削参数，(7)高度设置，勾去参考高度，(8)加工面预留量为0.2，(9)等高外形粗加工参数中，选择逆铣，(10)勾选切削顺序最佳化，(11)勾选S浅平面加工，(12)勾选F平面区域，(13)确定，生成刀路并仿真。 2 1 4 5 6 8 7 9 8 7 10 11 12 13 4.曲面精加工(放射) (1)点击刀具路径->曲面精加工->精加工放射状，(2)选择要加工的曲面，(3)回车，(4)选择干涉面，(5)选择边界范围(6)放射加工中心，(7)选择Mill-MM刀库中的φ8的球刀，并定为3号刀，(8)修改切削参数，(9)高度设置， (10)放射状精加工参数中，起始补正距为2，(11)确定，生成刀路并仿真。 2 1 3 7 9 8 10 11 8、执行后处理，生成NC程序 刀具路径生成后，经检验无误后，就可以进行后处理操作了。 9、生成加工报表 在刀具路径管理器空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷键菜单中选择“加工报表”即可。