基于Mastercam的电话听筒后盖前模的设计与制造.doc

200( 218.17)R40Y X R22.5 5 ZR6002 WCS 4R1WC X S01分模线分型面顶部扫描线框 顶面侧面倒圆角 R6绘制电话听筒后盖外形俯视图绘制分型面线框生 成 牵 引 曲 面, 得到分型面, 在该分型面上提取投影线作为分模线。该分模线 为后盖与前盖共同的分模线, 也是电话听筒前盖与后盖装配时重 合之线将分模线向上牵引, 形成电话听筒后盖的侧面绘制顶 部扫描线框, 生成顶面扫描曲面在侧面与顶面交角处倒圆角, 修 剪并经镜像处理后, 得到电话听筒后盖外形图。图 1 电话听筒后盖前模图设计过程辅助平面 2分型面辅助平面 1倒圆角倒圆角图 2 模具型芯基于 M a s t e r c a m 的电话听筒后盖前模的设计与制造肖爱武,高永卫,张军( 湖南化工职业技术学院, 湖南株洲 4120041)Mastercam 软件 是 美 国 CNC 公 司 研 制 开 发 的 CAD/CAM 系统。Mastercam 作为基于 PC 平台的 CAD/CAM 软 件, 虽然不及工作站级的软件功能全, 模块多, 但就其性能价格比来说更有灵活性。它对硬件的要求不高, 且操作 灵活, 易学易用, 能使企业很快见到效益。本文结合作者需说明的是:( 1) 电话听筒后盖材料采用 ABS, 缩水率为 5, 模具 型腔需要放大为( 1+缩水率) 倍, 放大比例为 1.005。( 2) 分型面是一个弧形面, 测量与装配模具时都不方便, 因此在分型面两端分别构建辅助平面 1、2 作为测量 与装配的基准面。( 3) 为方便后模的加工, 在辅助平面与分型面之间,的工作经验,介绍基于 Mastercam 的电话听筒后盖前模的设计与制造过程。1 模具设计前模也叫上模、定模, 开模后, 塑料制品随后模离开 前模, 前模不动。前模决定了产品的外表面形状, 因前模 型腔向内凹陷, 也称为凹模; 与之相对应, 后模决定了产 品的内表面, 后模型腔向外凸出, 也称凸模。设计时一般 将模具的型芯镶嵌在模架内, 组成前模。电话听筒后盖前 模型芯设计的思路是: 电话听筒后盖外形图加上分型面 便构成了电话听筒后盖前模的型芯。在数控加工中, 刀具 加工不到的底面的结构可省略不画, 以节省时间。下面具设置圆 角 过 渡 , 后 模 设计时也在对 应 的地 方 倒 圆角, 加 工 时 就 不 需 专 门构建清 角 程 序 , 减 小 了 加 工 时 间 与 编 程 难 度。得到模具型芯如图 2 所示。2 加工工艺加工工艺分析: 该模具的造型并不复杂, 辅助平面 1、2 均为平面, 分型面曲面比较平坦, 因凹槽模倒圆角尺寸 较小, 应该选用直径较小一点的球刀以保证加工精度。2.1 刀具选择为了提高曲面零件的表面质量和加工效率, 在数控 编程阶段, 除了合理规划刀具路径外, 更重要的是合理控 制精度, 减少冗余切削, 使被加工曲面在各点处的误差和 表面粗糙度尽可能相等, 从而达到提高加工效率的目的。 而影响曲面加工精度的因素有很多, 为了获得较高的加 工精度和良好的表面质量, 在编程阶段确定刀位点时要 合理控制走刀步长内的线性插补误差和相邻两切削行之 间的残留高度。尽管球头铣刀在数控加工中的应用相当普遍, 但实 践证明平头铣刀比球头铣刀有明显的优势。一是加工效 率高, 在满足相同残留高度要求的前提下, 平头铣刀加工 可以采用较大的行距。二是切削性能好, 球头铣刀的切削 刃在不同位置处的切削速度不同, 而且在接近球头端点 处的切削速度几乎为零; 而平头立铣刀的切削刃上不同 位置处的切削速度相同。因此, 本模具的粗加工时采用平 刀加工, 以较快的速度去除毛坯的余量; 并用平刀精加工 辅助面 1、2, 再以球刀来精加工各曲面。体介绍电话听筒后盖前模图的设计过程(如图 1 所示) 。摘要：介 绍 了 用 Ma s te rc a m 进 行 电 话 听 筒 后 盖 前 模 设 计 的 过 程 。 分 析 了 电 话 听 筒 后 盖 前 模 的 加 工 工 艺 性 , 用Ma s te rc a m 对模具进行了数控加工的仿真, 生成了加工程序, 并进行了首件试切。关键词：模具设计; 加工工艺; 数控加工; CAM中图分类号：TP391.7文献标识码：B文章编号：1002- 233（3 2006）07- 0038- 03图 3 粗加工刀具路径 图 4 粗加工仿真效果图因刀具直径较大而 加工不到位的地方图 5 分型面及凹槽精加工刀具路径 图 6 精加工仿真效果图图 7 曲面流线精加工刀具路径 图 8 曲面流线精加工仿真效果图2.2 刀具路径的选择满足加工精度要求固然重要, 而提高加工效率也是 十分迫切的需求。在编程阶段主要涉及两个方面: 一方面 如何产生优化的刀具轨迹, 以获得较短的加工时间; 另一的切削余量很少, 所以不存在分层铣削的问题, 故没有了最大 Z 轴进 给 量( Max stepover) 和 下刀 控 制 中 的 各 项 设 置, 允许刀具沿曲面上升和下降方向进行切削。其刀具路 径如图 5 所示。但由于刀具直径较大, 倒圆角处会加工不到位,如图6 所示, 再选用一把直径较小的刀具( 2mm) 用曲面流线 加工进行精加工。其刀具路径及加工仿真效果分别如图 7和图 8 所示。方面则是如何确定刀具的参数,求的最大切削行宽。( 1) 粗加工刀具路径的规划以获得满足残留高度要Mastercam 共有八种曲面粗加工的刀具路径, 分别是平 行 加 工 、径 向 加 工 、投 影 加 工 、流 线加 工 、等 高 外 形 加 工、残料加工、挖槽加工、插入式加工。这 8 个加工模组用 于切除工件上大余量的材料。能生成用于切削曲面的刀 具路径。本模具加工选用平行铣削进行粗加工。平行铣削适合各种形态的曲面加工, 生成的是一组 与 X 轴同向或倾斜一定角度的、而且切削痕迹平行的刀 具路径。其特点是切削效率较高, 因而应用广泛。加工工艺参数的设定:刀具选择: 采用直径为 12 的平刀最大削间距 Max stepover: 用来设置两相邻切削路径 层间最大间距, 该设置值必须小于刀具直径。这两个值设置得越大, 生成的刀具路径数目越少, 加工结果越粗糙;设置得越小, 生成的刀具路径数目越多, 加工结果越平 滑, 但生成路径的时间越长。在粗加工时因选择平刀, 故 该值可选得较大, 考虑到刀痕之间应留有一定的重叠量, 该值设为 5。Z 轴进给量( Max stepover) : 最大为 1.5mm精加工余量: 0.2mm。加工角度设为 90, 沿 Y 轴的正向进行加工。粗加工刀具路径及粗加工仿真效果图分别如图 3 和 图 4 所示。曲 面 流 线 加 工 是 顺 着 曲 面 的 流 线 方 向 形 成 刀 具 路径, 该加工方法可以控制残留高度( 该高度直接影响加工 表面的残留面积, 是导致表面粗糙的主要原因) , 因而可 以得到较精细的加工表面质量。常用于曲率半径较大( 即 曲面较为平坦, 没有剧烈的起伏) 的曲面或某些较复杂、 且加工质量要求较高的关键表面的加工, 当然, 残留高度 定得越小, 计算量就越大。3 加工程序的生成及修改3.1 加工程序的生成本模具在华中数控铣床上加工, 该机床属三坐标联 动的机床, 可加工各种曲面, 只能手动更换刀具。因些生 成加工程序时, 同一把刀生成的后处理程序为一个文件, 本模具加工共用了 3 把刀, 因此共生成 3 个加工程序。生成加工程序的步骤:( 2) 精加工刀具路径的规范精加工是为了全面达到零件的各项技术要求,选择“刀具路径”“ 操作管理”执行“后处理”, 如即尺直径 12 的平刀生成的后处理程序为:% O0000(PROGRAM NAME - 电话听筒后盖前模 3A)寸精度要求、形状和位置精度要求、表面粗糙要求等。经过了粗加工后, 精加工阶段的材料去除量已经很小了。Mastercam 中共有 10 种精加工方法,分别是平行铣削、陡斜面加工、放射状加工、投影加工、流线加工、等高外形加工、浅平面加工、交线清角、清除残料和环绕等距 加工。本模具辅助平面的精加工刀具选用直径为 12 mm的平刀。凹槽及分型面的的刀具路径也采用平行铣削, 选用 直径为 10mm 的球刀。这样切削效率比较高。因精加工(DATE=DD- MM- YY - 04- 01- 06 TIME=HH:MM - 12:55)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(UNDEFINED TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 12.)N104T1M6N106G0G90G54X89.523Y- 32.A0.S600M3N108G43H1Z30.39机械工程师 2006 年第 7 期C1C2生 约 产 束 规 知 范 识订单合同 I1运行模具企业 甘特图 01订单合同 I2 生产计划与调度系统 数据资料集 02软 各 各 件 类 种 硬 人 技 件 员 术M1M2M3图 1 系统整体功能模型基于 M A S 的模具企业生产计划与调度系统研究侯艳君( 华北水利水电学院, 郑州 450008)为适应新的模具企业生产方式, 本文提出一种基于MAS 的 生 产 计 划 与 调 度 系 统 , 运 用 合 同 网 协 议 实 现 Agent 的协调处理, 并将其应用到开发的 M- EMS(Moulds manufacturing- Execution Management System) 模 具 制 造 执行管理系统的生产计划与调度部分中。1 系统分析并建模为应对当前模具企业的生产方式变革, 本系统运用 IDEF0 方法 1 针对模具企业现状, 建立了系统整体功能模 型, 该模型将模具企业生产计划与调度系统以订单合同 信息和项目组及成员( 资源) 的基本信息作为输入, 辅以 模具制造系统软硬件以及人员和技术等支持, 在生产规 范和资源等的约束下进行工作, 最后以甘特图及有关数 据资料的形式输出。如图 1 所示。根据系统的整体功能模型,对整个系统进行更详细的功能活动分解。图 2 是用 IDEF0 表示的基于 MAS 的模具企业生产计划与调度系统详细功能模型图, 主要模块!N2846G28X0.Y0.N2846G28X0.Y0.A0.N2848M30%3.2 加工程序的修改Mastercam 的后处理程序中, 没有与华中数控系统完N2848M30修改后的程序在我院的华中 ZJK7532A 数控钻铣床 上已进行过首件试切, 实践证明完全能达到加工要求。 参考文献 1颜新宁 , 等.Mastercam 软 件应 用技术 基础 M 北京: 电子 工业出版社,任秉银, 唐余勇.数控加工中的几何建模理论及其应用 M .哈 尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2000.吴长德.Mastercam9.0 系统学习与实训 M 北京: 机械工业出版 社, 2003.张导成.三维 CAD/CAM- Mastercam 应用 M . 北京:机 械工 业出 版社, 2003.严烈.Mastercam9 应用基础教程 M : 北京: 冶金工业出版社,2003.吴 国 梁 . 铣 工 实 用 技 术 手 册 M . 南 京: 江 苏 科 学 技 术 出 版 社,2002.D.S.Shelth et.al.CAD/CAM for Geometry and Process Analysis ofHelical Groove Machining.Annals of the CIRP,1991,39 (1):129 -全匹配的后处理程序,因此所得的 NC 程序还需要编辑 2修改, 使其符合华中数控系统的格式。其具体操作步骤为:用编辑软件修改零件程序, 删除零件程序中的注解 部分( 点划线所在行) , 去掉无用的程序段( 如打了"/" 的部 分) 。套用华中数控系统的程序格式: 程序开头格式为%, 即程序起始行为“%2000”; 将最后一行结束符“%”去掉.; 删除与加工中心有关的指令“M06 T01”; 去掉与第四轴有 关的代码 A( 有阴影的地方) 。修改后程序为:%2000N100G21N102G0G17G40G49G80G90N106G0G90G54X89.523Y- 32.S600M3N108G43H1Z30. 3 4 5 6 7132.（ 编辑 毕 胜）!作者简介：肖爱武，女，主要研究方向为机电一体化及其应用，数控技术及其应用。 收稿日期:2006- 03- 08摘 要：采用 Ag e nt 技术进行模具企业生产计划与调度的研究, 用 IDEF0 方法建立了系统功能模型, 对关键技术进行 了研究分析, 并采用合同网协商机制使系统得以实现。系统运行测试结果表明, 研究方法有效, 该系统对模具制造企业 有良好的实用和推广价值。关键词：多 Ag e nt 系统; 生产计划与调度; 合同网协议中图分类号：TP18; TH165 文献标识码：A 文章编号：1002- 233（3 2006）07- 0040- 03