精密模具表面的數(shù)控雕刻

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1、精密模具表面的數(shù)控雕刻一、工作室名稱：?電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心114A二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：?精密模具表面的數(shù)控雕刻?三、學(xué)時(shí)：32?四、實(shí)驗(yàn)原理：?應(yīng)用數(shù)控技術(shù)和高速銑削實(shí)現(xiàn)對(duì)零件表面的精密加工?數(shù)控技術(shù)：簡(jiǎn)稱數(shù)控，即采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。?高速銑削：普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)，高速銑削

2、加工相對(duì)于普通銑削加工具有如下特點(diǎn)?（1）高效?高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速一般為15000r/min～40000r/min，最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時(shí)，其切削速度約為400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高5～10倍；在加工模具型腔時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法(傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。??（2）高精度?高速銑削加工精度一般為10μm，有的精度還要高。???（3）高的表面質(zhì)量?由于高速銑削時(shí)工件溫升小（約為3°C），故表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1

3、μm，減少了后續(xù)磨削及拋光工作量。?????（4）可加工高硬材料?可銑削50～54HRC的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá)60HRC。??鑒于高速加工具備上述優(yōu)點(diǎn)，所以高速加工在模具制造中正得到廣泛應(yīng)用，并逐步替代部分磨削加工和電加工。?但是，高速銑削在加工過程中應(yīng)滿足無干涉、無碰撞、光滑、切削負(fù)荷平滑等條件。而這些條件造成高速切削在刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)、刀具裝夾以及機(jī)床的主軸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和CNC系統(tǒng)上提出了特殊的要求；并且主軸在加工過程中易磨損且成本高（目前）。數(shù)控雕銑加工范圍：主要加工對(duì)象為復(fù)雜精

4、細(xì)的圖案“小刀具的快速銑削”。另外主要對(duì)軟金屬的加工上比較有優(yōu)勢(shì)。數(shù)控雕銑加工方法：計(jì)算機(jī)控制的小刀具銑加工，主要分為粗加工和精加工數(shù)控雕銑的編程方式：編程方式可分為手工編程和計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。其中手工編程主要是編一些簡(jiǎn)單的程序。對(duì)于復(fù)雜的程序需要計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行編程，這里用到的軟件為artCAM。利用灰度圖自動(dòng)生成加工程序。（操作步驟中有其他原理部分）五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.了解數(shù)控雕刻機(jī)床的工作原理以及性能指標(biāo)；2.?了解高速切削對(duì)精密表面質(zhì)量的影響；3.?熟練掌握編程代碼及編程技巧和方法；?4.合理制

5、定加工工藝；?5.正確確定精密表面精細(xì)雕刻的切削參數(shù)。?六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:?1.設(shè)計(jì)精密模具表面的雕刻圖案，編制雕刻圖案的雕銑程序；2.?制定加工工藝規(guī)程，在數(shù)控雕銑機(jī)床上雕刻出設(shè)計(jì)的圖案；?3.掌握精密加工。?七、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）：?雕銑機(jī)床（雕銑刀）、平底銑刀、球頭銑刀、雕刻刀、游標(biāo)卡尺、計(jì)算機(jī)、115*85鋁合金塊、ArtCAD軟件八、實(shí)驗(yàn)步驟：（一）選取并ps精密模具表面的雕刻圖案選定浮雕加工的灰度圖如圖1。（二）編制雕刻圖案的雕銑程序打開ArtCAD軟件，將ps好的灰度圖拖至軟件中。設(shè)

6、置相關(guān)尺寸：原點(diǎn)位置，圖像尺寸（長(zhǎng)、寬、高），單位等。視圖調(diào)至3D后制定刀具路徑：加工浮雕——確定策略——設(shè)置加工安全高度——選取刀具——材料設(shè)置——計(jì)算刀具路徑（名字用兩個(gè)英文字母即可）——仿真刀具路徑——刀具路徑——保存刀具路徑——按myLathen[*.PIM]格式輸出加工文件——保存文件（6位數(shù)字）——打開生成程序——倒數(shù)第三行GOY300,M30改為GOY200,M30——保存。（三）在數(shù)控雕銑機(jī)床上雕刻出設(shè)計(jì)的圖案用游標(biāo)卡尺測(cè)板材尺寸，劃出中心點(diǎn)。將板材固定在工作臺(tái)上。將編制好的粗加工程

7、序?qū)霗C(jī)器。機(jī)器——換刀——回零——確定原點(diǎn)——回零——選擇程序——開始粗加工——結(jié)束。將編織好的精加工程序?qū)霗C(jī)器。機(jī)器——換刀——回零——確定原點(diǎn)——回零——選擇程序——開始精加工——結(jié)束。九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：雕刻圖案：見附圖2（一）加工參數(shù)安全高度：15mm圖像尺寸：108.09mm×79.0mm加工方式刀具名稱刀具規(guī)格（直徑）mm下切步距mm行距mm主軸轉(zhuǎn)速rad/min進(jìn)給率mm/min下切速率mm/min吃刀深度mm粗加工X方向平行加工BallNose60.50.4120007005

8、001精加工方框螺旋加工BallNose10.50.12000011009001.1(二）粗加工程序：%,MX--,;(FROMARTCAM2008TOFAGOR8055i(M));(X=108.090Y=79.000Z=0.971);(T2is6.000毫米直徑的球頭刀)S12000M3G71G0G90G17G40G51E0.01M8G04K500G54G0Z15.000G0Z20.000G0X0.000Y0.000G0X-54.044Y-39.499Z15.000