可乐瓶底曲面造型与凸模设计加工说明书

1、摘要CAXA制造工程师使实体设计跨越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制,不论是经验丰富的专业人员,还是刚接触CAXA制造工程师的初学者,CAXA 制造工程师都能为您提供便利的操作。其采用鼠标拖放式全真三维操作环境,具有无可比拟的运行速度、灵活性和强大功能,使您的设计更快,并获得更高的交互性能。CAXA制造工程师支持网络环境下的协同设计,可以与CAXA协同管理或者其它主流PC/PLM软件集成工作。利用CAXA制造工程师,人人都能够更快地从事创新设计。关键词:CAXA制造工程师;实体造型;数控加工;ABSTRACTCAXA make engineer make the solid design

2、 surmount the traditional parameterization modeling the limit which received in the complex aspect, no matter were the experienced specialist, or the beginner who just contacted CAXA to make engineer, CAXA make engineer all be able to provide the convenience for your the operation. It uses the mouse

3、 to tow and puts the type all really three dimensional operating environment, which has the incomparable running rate, the flexibility and the formidable function, causes your design to be quicker, and obtains much higher interactive performance. CAXA make engineer support the coordination design un

4、der the network environment, can work together with the CAXA coordination management or other mainstream PC/PLM software integration work. Using CAXA make engineer, everybody all can be engaged in the novel design quickly.Key words: CAXA makes engineer; Entity modeling; Numerical control processing;

5、目录第一章使用软件及产品零件介绍 (11.1CAD/CAM制造的现代化 (11.2CAM软件的选择及简介 (11.3CAXA制造工程师软件的功能特点 (21.4模具功能及其应用 (31.5我国模具工业发展和技术现状 (51.6本章小结 (9第二章可乐瓶的三维造型 (102.1二维图加工尺寸说明分析 (102.2造型图 (102.3造型方案 (112.4造型步骤 (112.5本章小结 (18第三章模具设计 (193.1曲面实体凹模造型 (193.2曲面实体凸模造型 (213.3动模板的设计 (233.4导柱孔的构造 (253.5定模板的设计 (263.6导柱孔的构造 (283.7本章小结 (28

6、第四章凸模加工 (294.1可乐瓶底凸模加工 (294.2可乐瓶底凸模的加工 (314.3本章小结 (37致谢 (38参考文献 (39附录 (40第一章使用软件及产品零件介绍1.1 CAD/CAM制造的现代化随着模具制造的技能化逐步向科学化发展,原来依靠主模型和绘制图形制造物体模具的传统方法也逐步由CAD/CAM终端将数字描述物体形状转为加工轨迹的方法所取代。用电话线路遥控加工过程则又将模具制造科学化的水平推向一个新高度。回顾以前,在加工物体时,必须绘制相近的蓝图和冲件精确尺寸制造的主模型。可以说模型是设计和制造模具的母型。再用铸造方法制造模具时,首先必须置备物体的样件。按照一定比例制成的模型

7、称之为“靠模”,常被用作仿形加工中的母型,或作为现实铣床加工轨迹的辅助模型。仿形铣床上的靠模指沿靠模轮廓形状移动,铣刀则按照靠模指的移动对模具材料进行铣削加工,仿出所需的模具型腔。现在的加工方法的作用发生了根本性的变化。由客户所提供的CAD数据生成铣刀的切削加工轨迹,自动缴纳高出物体的冲压模具和进行塑料板材模压成型和型腔模具。虽然用这种新工艺能比以往方法更精确地加工出模具的两对合面,但对于压型还要进行试膜,并对试样进行测量。通常由CAD数据正确地加工出模具的型腔表面,然后由防止磨损整块和其他零件与主要型腔面向配合。各种CAD/CAM 软件可以帮助工程师进行模具设计和生成CNC铣床的刀具轨迹,还

8、可以提供用于改进铸造品质的有限元分析和模具的热性能分析,实际上,任何客户的数据库都不易直接被输入,或者通过转换以后输入。从而给客户提供了极大的方便。1.2 CAM软件的选择及简介在这次设计中我选择的是CAXA制造工程师软件,它是国内自主版权加工软件的代表,是北航海尔软件公司及北京航空航天大学科技实力的具体体现,是取代国外软件的最佳选择。随着全球制造业向中国的转移,以及我国加入WTO,企业面临的将是一个全球化的市场与竞争。为了能在激烈的国际竞争中赢得先机,您需要一个能适应中国国情,而且能与国际先进技术接轨的创新三维设计软件,这就是CAXA制造工程师。CAXA多年来在CAD/CAM领域的经验积累及

9、对国内五万家用户的了解相结合,使企业参与国际化竞争的必备工具。突出表现在微机运行环境,全中文界面,功能菜单高度集成,使用大众化,例如CAXA 电子图版即源于CAXA制造工程师的技术;齐全的加工类型,满足国内现用的进口,国产各类数控机床,适应不同的加工指令代码;精确的曲面造型功能和齐全的曲合类型、高效的曲面编辑功能;直观的真实加工模拟功能灵活。设置加工参数及对到轨迹的编程功能。选取机床类型自动生成缴纳高程序;实现在线加工,克服了长程序分段加工的麻烦;利用DXF和IGES 格式文件,可接受其他CAD/CAM软件的设计结果,保护了用户投资,便于进行对外生产技术协作;全面的技术服务支持。从实践看,CA

10、XA制造工程师是微机上的加工软件,但它不是低水平的代名词,它代表一种发展潮流,一种蓬勃活力,其功能丝毫不亚于国外的知名的工作站及软件。它的性能定位是满足企业对CAD/CAM,技术的使用要求,它既是于大多大型国家骨干企业也是与小型国有、乡镇企业,即适于工作站及老用户实现向微机过渡,也更适于众多新用户使用。CAXA制造工程师使实体设计跨越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制,不论是经验丰富的专业人员,还是刚接触CAXA制造工程师的初学者,CAXA制造工程师都能为您提供便利的操作。其采用鼠标拖放式全真三维操作环境,具有无可比拟的运行速度、灵活性和强大功能,使您的设计更快,并获得更高的交互性能。CA

11、XA制造工程师支持网络环境下的协同设计,可以与CAXA协同管理或者其它主流CPC/PLM软件集成工作。利用CAXA制造工程师,人人都能够更快地从事创新设计。1.3 CAXA制造工程师软件的功能特点1、特征实体造型;2、 NURBS自由曲面造型;3、两轴到五轴的数控加工;4、三轴加工方式;5、四轴到五轴加工方式(可选配置;6、支持高速加工;7、参数化轨迹编辑和轨迹批处理;8、生成加工工序单;9、通用后置处理;10、最新技术的知识加工;CAXA制造工程师专门提供了知识加工功能,针对复杂曲面加工,为用户提供一种零件整体加工思路,用户只需观察出零件整体模型是平坦或是陡峭,运用老工程师的加工经验,就可以

12、快速地完成加工过程。老工程师的编程和加工经验是靠知识库的参数设置来实现的。知识库参数的设置应由有丰富经验的编程和加工经验的工程师来完成,设置好后可以存为一个文件,文件名可以根据自己的习惯任意设置。有了知识库加工功能,就可以使老的编程者工作起来更轻松,也可以使新的编程者直接利用已有的加工工艺和加工参数,很快地学会变成,先进行加工,在进一步深入学习其他的加工功能。1.4 模具功能及其应用本课题主要的方向在于借助计算机的辅助设计软件CAXA来实现注塑件与注塑模的设计,在讨论注塑模设计之前,先让我们了解国内外塑料模具工业的状况,塑料模具工业的发展方向。首先让我们对模具有一个整体性的认识什么是模具,模具

13、是就能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具,也就是通常人们说的模子。简而言之,模具是用来成型物品的工具,这种工具有各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础,模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,在国际上被称为“工业之母”,对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”;美国工业界认为“模具工业是美国工

14、业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来,由于其原料丰富、制作方便和成本低廉,塑料工业发展很快,它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮

15、革、陶瓷、木材和玻璃等,成为各个工业部门不可缺少的材料。目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件,都已经向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高,因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大,预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化,塑料制件的使用范围将会越来越大,塑料工业的生产量也将迅速增长,塑料的应用将覆盖国民经济所有部门,尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前,世

16、界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。塑料模具一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具,它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致,特别是对大批量生产的机电产品,更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展,塑料模具工业也随之迅速发展。在我国,

17、随着国民经济的高速发展,模具工业的发展也十分迅速。整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO,给塑料模具产业带来了巨大的挑战,同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主,产品价格优势明显,有些甚至只有国外产品价格的1/51/3,加入WTO后,国外同类产品对国内冲击不大,而中国中低档模具的出口量则加大;在

18、高精模具方面,加入WTO前本来就主要依靠进口,加入WTO后,不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利,同时还促使更多外资来中国建厂,带来国外先进的模具技术和管理经验,对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 2006年,中国塑料模具总产值约300多亿元人民币,其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料,2006年中国共进口塑料模具约10亿美元,约合83亿元人民币。由此可以得出,除自产自用外,市场销售方面,2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币,国产模具总供给约为230亿元人民币,市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中,最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为

19、通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低,在国际市场中有较强的竞争力,所以进一步扩大出口的前景很好,近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。1.5 我国模具工业发展和技术现状模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求

20、,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或

21、外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国AC-Tech 公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现CAD/CAM 的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进

22、行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。限制我国模具工业发展的因素还有模具钢材等附属因素,目前国内模具钢按其材质及用户使用情况来看,可以分为低、中、高档三个方面。低档市场,主要是一些日用五金、日用塑料生产企业所用的模具。对模具钢没有特别的要求,只求价格低廉。不需要国有大钢厂

23、的产品,更不需要进口产品,通常选择乡办或民营企业的产品。中档市场,以国内中型模具制造企业为主。对模具钢的要求较严,确保材质稳定、价格适中,基本采用国产模具钢。但注重产地,一般以上钢五厂、抚顺特钢、大治特钢、长城钢厂等国企产品为主。其价格为进口模具钢的1/3左右。高档市场,主体是外资(包括港资、台资企业及出口为主的模具制造厂家。对模具钢质量要求较高,通常采用国际招标的方式组织货源或由母国提供。所以绝大部分为进口产品,少量使用中国的高品质材料。其模具钢进口价格比国产的高2倍左右。从模具钢市场分布格局来看,高档市场这一占主导地位的模具钢市场,迄今为止国内产品的占有率很少,而这一市场将是国内模具业发展

24、的趋势,潜在市场很大。据市场调研,国产模具钢与国外相比,确实存在一定的差距。比如国产的通用性模具钢H13、D2、LD、P20、PMS、SKD61等品种内在质量均能达到美国模具钢通用标准ASTMA681,属国际一般水平,基本上能满足国内外一般模具用户的使用。但对高标准模具钢用户提出的高要求,如冲击韧性、碳化物低偏等残余元素控制、高质量长寿命要求等,目前还无法满足。如冷作模具钢要求在低温条件下具备耐磨损、抗塑性交形、抗崩角、抗整件开裂、可机加工性和可磨削性等各种性能。而塑胶模具用钢要求具有高光洁度表面、耐腐蚀、耐磨损、高热传导性、机加工性、抛光性、蚀刻性能等。据国内外塑料模具技术比较显示,国外的淬

25、火钢模具寿命在160 -300万次,国内只有50-100万次,非淬火钢模具寿命国内也只有国外的一半。钢材质量是造成这一状况的其中一个原因。如一些特钢厂采用普通废钢加生铁电炉的冶炼方式,缺乏优质铁水,导致生产成本高,在残余元素控制上与国外有一定的差距。另外,国产模具钢新品种少。近年来,国外一些著名模具钢生产企业研制开发了许多模具钢新品,如Q90M热作模具钢、高强韧性模具钢、DH13、DH53、火焰淬火模具钢、粉末冶金冷作模具钢等,这些高性能模具钢成了当前国际模具市场的典型品牌产品。现在国外一些特殊钢生产企业紧跟国际模具制造业发展的趋势,以节能、节材、缩短工模具制造周期为出发点,确立模具钢向品种、

26、规格多样化、精料化和制品化方向发展的战略,开发模具钢的深度加工和经淬火回火处理。采用这种模块、模板,可使模具制造企业的生产效率大幅度提高,模具制造周期进一步缩短,从而降低制造成本。由此,赢得了市场的青睐。相比之下,国产的高性能模具钢新品较少,这大大影响了我国模具工业的健康成长。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20, 3Cr2Mo, PMS,SM I、SM II等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下

27、,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。目前,全世界模具的年产值约为650亿美元,我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位,仅次于日本和美国。虽然近几年来,我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步,但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业

28、结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在,大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。1.6 本章小结本章内容主要介绍了CAD/CAM软件的现代化,简介及其功能。简单叙述了模具功能应用及其发展情况。第二章可乐瓶的三维造型2.1 二维图加工尺寸说明分析本课题的已知条件:如

29、图2-1可乐瓶底的曲面造型图。 图2-1 可乐瓶底曲面造型的二维图这张图纸是一个可乐瓶底曲面图,它是在一个长42.5,宽37的矩形,经过X轴和Y轴的偏移、裁剪、删除,再根据有效的尺寸进行画圆操作,修改到要求的尺寸,最后经过平面镜像、曲线组合、阵列、网格面等命令做成。2.2 造型图可乐瓶的三维造型图如图2-2所示。 图2-2 三维造型图2.3 造型方案可乐瓶底的曲面造型比较复杂,它有五个完全相同的部分。用实体造型不能完成,所以利用CAXA制造工程师强大的曲面造型功能中的网格面来实现。其实我们只要做出一个突起的两根截面线和一个凹进的一根截面线,然后进行圆形阵列就可以得到其他几个突起和凹进的所有截面

30、线。然后使用网格面功能生成五个相同部分的曲面。可乐瓶底的最下面的平面我们使用直纹面中的点+曲线方式来做,这样做的好处是在做加工时两张面(直纹面和网格面可以一同用参数线加工。最后以瓶底的上口为准,构造一个立方体实体,然后用可乐瓶底的两张面把不需要的部分裁剪掉,就可以得到我们要求的凹模型腔。2.4 造型步骤打开CAXA制造工程师软件,如图2-3所示。1、按下“F7”键将绘图平面切换到XOZ平面。 图2-3 CAXA工程师软件的界面 2、单击曲线工具中的“矩形”按钮,在界面左侧的立即菜单中选择“中心_长_宽”方式,输入长度42.5,宽度37,光标拾取到坐标原点,绘制一个42.5×37的矩形

31、,结果如图2-4所示。 图2-4 绘制矩形 3、单击几何变换工具栏中的“平移”按钮,在立即菜单中输入DX =21.25,DZ=-18.5,然后拾取矩形的四条边,单击鼠标右键确认,将矩形的左上角平移到原点(0,0,0,结果如图2-5所示。 图2-5 平移后矩形道原点 4、单击曲线工具栏中的“等距线”按钮,在立即菜单中输入距离3,拾取矩形的最上面一条边,选择向下箭头为等距方向,生成距离为3的等距线,结果如图所示2-6所示。 图2-6 绘制等距线5、相同的等距方法,生成如图所示尺寸标注的各个等距线,结果如图2-7所示。 图2-7 绘制各等距线6、单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮 ,拾取需要裁剪的线

32、段,结果如左图所示,然后单击“删除”按钮,拾取需要删除的直线,按右 键确认删除,结果如图2-8所示。 图2-8 剪切直线 7、作过P1、P2点且与直线L1相切的圆弧。单击 “圆弧”按 钮,选择“两点_半径”方式,拾取P1点和P2点,然后按空格键在弹出的点工具菜单中选择“切点”命令,拾取直线L1。作过P4点且与直线L2相切,半径R 为6的圆R6。单击 “整圆”按 钮,拾取直线L2(上一步中点工具菜单中选中了“切点”命令,切换点工具为“缺省点”命令,然后拾取P4点,按回车键输入半径6。作过直线端点P3和圆R6的切点的直线。单击 “直线”按 钮,拾取P3点,切换点工具菜单为“切点”命令,拾取圆R6上

33、一点,得到切点P5,结果如图2-9所示。图2-9 绘制圆和直线8、作与圆R6相切过点P5,半径为6的圆C1。单击 “整圆”按 钮,选择“两点_半径”方式,切换点工具为“切点”命令,拾取R6圆;切换点工具为“端点”,拾取P5点;按回车键输入半径6。P1L1P2P3 P4 L2 P5作与圆弧C4相切,过直线L3与圆弧C4的交点,半径为6的圆C2。单击 “整圆”按 钮,选择“两点_半径”方式,切换点工具为“切点”命令,拾取圆弧C4;切换点工具为“交点”命令,拾取L3和C4得到它们的交点;按回车键输入半径6。作与圆C1和C2相切,半径为50的圆弧C3。单击 “圆弧”按 钮,选择“两点_半径”方式,切换

34、点工具为“切点”命令,拾取圆C1和C2,按回车键输入半径50,结果如图2-10所示。图2-10 绘制圆C1和C2相切的圆弧C3 图2-11 隐藏圆弧C49、单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮和“删除”按 钮,去掉不需要的部分。在圆弧C4上单击鼠标右键选择“隐藏”命令,将其隐藏掉,结果如图2-11所示。10、按下F5键将绘图平面切换到XOY 平面,然后再按F8显示其轴侧图。11、 单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮 ,在立即菜单中选择“拷贝”方式,输入角度41.6度,拾取坐标原点为旋转中心点,然后P1L1 P2 P3P4L2 P5L3 C2C3C1C4 R6框选所有线段,单击右键确认,结果如

35、图2-12所示。 图2-12 旋转拷贝12、单击“删除”按 钮,删掉不需要的部分。按下Shift+方向键旋转视图。观察生成的第一条截面线。单击“曲线组合”按 钮,拾取截面线,选择方向,将其组合一样条曲线,结果如图2-13所示。 图2-13 生成第一条截面至此,第一条截面线完成。因为作第一条截面线用的是拷贝旋转,所以完整地保留了原来绘制的图形,我们只需要稍加编辑就可以完成第二条截面线。13. 按F7将绘图平面切换到XOZ面内。单击“线面可见”按 钮,显示前面隐藏掉的圆弧C4,并拾取确认。然后拾取第一条截面线单击右键选择“隐藏”命令,将其隐藏掉,结果如图2-14所示。 图2-14 显示圆弧C4并隐

36、藏第一条截面线第一条截面线P2P314、单击 “删除”按钮 ,删掉不需要的线段。单击“曲线过渡”按钮,选择“圆弧过渡”方式,半径为6,对P2、P3两处进行过渡。 15、单击“曲线组合”按 钮,拾取第二条截面线,选择方向,将其组合一样条曲线,结果如图2-15所示。 图2-15 生成第二条截面线16、按下F5键将绘图平面切换到XOY 平面,然后再按F8显示其轴侧图。 17、单击 “圆弧”按钮,选择“圆心_半径”方式,以Z 轴方向的直线两端点为圆心,拾取截面线的两端点为半径,绘制如图所示的两个圆,结果如图2-16所示。 图2-16 以圆心_半径方式绘制两个圆18、删除两条直线。单击“线面可见”按钮,

37、显示前面隐藏的第一 条截面线。 19、单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮,在立即菜单中选择“拷贝”方式,输入角度11.2度,拾取坐标原点为旋转中心点,拾取第二条截面线,单击右键确认,结果如图2-17所示。第二条截面线 图2-17 旋转拷贝第二条截面线 可乐瓶底有五个相同的部分,至此我们完成了其一部分的截面线,通过阵列我们就可以得到全部,这是一种简化作图的有效方法。 20、单击“阵列”按钮,选择“圆形”阵列方式,份数为5,拾取三条截面线,单击鼠标右键确认,拾取原点(0,0,0为阵列中心,按鼠标右键确认,立刻得到如图2-18所示的结果。至此为构造曲面所作的线架已经完成。 按F5键进入俯视图,单

38、击曲面工具栏中的“网格面”按钮,依次拾取U 截面线共2 条,按鼠标右键确认;再依次拾取V 截面线共15条,按右键确认,稍等片片刻曲面生成,结果如图2-19所示。 图2-19 生成网格面依次拾取V 截面线共15条 依次拾取U 截面线共2 条底部中心部分曲面可以用两种方法来做:裁剪平面。直纹面(点+曲线。这里用直纹面“点+曲线”来做,这样的好处是在做加工时,两张面(网格面和直纹面可以一同用参数线来加工,而面裁剪平面不能与非裁剪平面一起来加工。 1、单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮,选择“点+曲线”方式。2、按空格键在弹出的点工具菜单中选择“圆心”命令,拾取底部圆,得到先圆心点,再拾取圆,直纹面立即

39、生成,结果如图2-20所示。 图2-20 生成直纹面3、选择“设置”“拾取过滤设置”命令,取消图形元素的类型中的“空间曲面”项。然后选择“编辑”“隐藏”命令,框选所有曲线,按右键确认,就可以将线框全部隐藏掉,结果如图2-21所示。 图2-21 隐藏线框2.5 本章小结分析可乐瓶底的曲面比较复杂,它由5个完全相同的部分构成,本章主要用到CAXA制造工程师的强大曲面造型功能,通过网格面来完成曲面造型,底面造型通过直纹面中的“点+面”方式来完。第三章模具设计3.1 曲面实体凹模造型造型思路:先以瓶底的上口为准,构造一个立方体实体,然后用可乐瓶底的两张面(网格面和直纹面把不需要的部分裁剪掉,得到我们要

40、求的凹模型腔。多曲面裁剪实体是CAXA制造工程师中非常有用的功能。1、单击特征树中的“平面XOY”,选定平面XOY为绘图的基准面,如图3-1所示。 图3-1 选平面XOY为基准面 2、单击“绘制草图”按钮,进入草图状态,在选定的基准面XOY 面上绘制草图。 3、单击曲线工具栏中的“矩形”按钮,选择“中心_长_宽”方式,输入长度170,宽度170,拾取坐标原点(0,0,0为中心,得到一个170×170的正方形,结果如图3-2所示。 图3-2 绘制正方形 4、单击特征生成工具栏中的“拉伸”按钮,在弹出的“拉伸”对话框中,输入深度为50,选中“反向拉伸”复选框,单击“确定”得到立方实体,结

41、果如图3-3所示。 图3-3 反向拉伸5、选择“设置”-“拾取过滤设置”命令,在弹出的对话框中的“拾取时的导航加亮设置”项选中“加亮空间曲面”,这样当鼠标移到曲面上时, 曲面的边缘会被加亮。同时为了更加方便拾取,单击“显示线架”按钮,退出真实咸显示,进入线架显示,可以直接点取曲面的网格线,结果如图3-4所示。 图3-4 线架显示 6、单击特征生成工具栏中的“曲面裁剪除料”按钮,拾取可乐瓶底的两个曲面,选中对话框中“除料方向选择”复选框,切换除料方向为向里,以便得到正确的结果,结果如图3-5所示。 图3-5 曲面裁剪除料7、单击“确定”,曲面除料完成。选择“编辑”-“隐藏”命令,拾 取两个曲面将

42、其隐藏掉。然后单击“真实感显示”按钮,造型结果如图所示3-6所示。 图3-6 凹模造型3.2 曲面实体凸模造型造型思路:先调出可乐瓶底的曲面造型,因为它是开口向上的,要想加工凸面,除非把它旋转到开口向下,最后在设置参数进行加工,就得到我们要求的凸模。平面旋转是CAXA制造工程师中非常有用的功能。 图3-7 可乐瓶底曲面造型图1、先调出上次绘出的可乐瓶底的曲面造型,如图3-7所示。2、单击曲线工具栏中的直线按钮,在XOY平面内画一条过原点的直线结果如图3-8所示。 图3-8 绘制直线 3、单击几何交换栏中的“旋转”按钮,在界面左侧的立即菜单中选择“移动”输入角度180 ,光标拾取直线两端点,然后

43、拾取可乐瓶底的两个面(直纹面和网格面右击确定,结果如图3-9所示。 图3-9 曲面旋转4、拉伸生成实体,切换到X_Y平面点击草图按钮创建草图,单击曲线 工具栏中的“矩形”按钮,选择“中心_长_宽”方式,输入长度170,宽度170,拾取坐标原点(0,0,0为中心,得到一个170×170的正方形,结果如图3-10所示。 图3-10 绘制正方形 5、单击特征生成工具栏中的“拉伸”按钮,在弹出的“拉伸”对话框中,输入深度为50,单击“确定”得到立方实体。 6、单击特征生成工具栏中的“曲面裁剪除料”按钮,拾取可乐瓶底的两个曲面,选中对话框中“除料方向选择”复选框,切换除料方向为向外。7、再用同

44、样的方法画草图3,反向拉伸50,单击“确定”。 8、单击“过渡”按钮,在弹出的对话框里输入半径10,在实体上选择过渡边,单击“确定”。结果如图311所示。 图3-11 凸模实体造型3.3 动模板的设计动模板主要用于固定动模,限制动模在加工时的位置,保证铸造的尺寸及结构的稳定性,动模板的主要结构有凹槽及连接孔,分别起到定位和固定作用。动模板的三维造型如图3-12所示。 图3-12 三维造型图1、打开CAXA制造工程师的工作界面,在零件特性下选择XY基面, 点击“”按钮构建草图,然后用“中心长宽”的方式以坐标原点为中心构建300x400的矩形如图3-13。 图3-13 生成矩形2、然后 点按钮完成

45、草绘,点 击“”拉伸增料再出现的拉伸增料对话框中设置参数拉伸80mm新型拉伸造型,结果如图3-14所示。 图3-14 拉伸实体然后点确定按钮完成拉伸增料,如图3-15所示。 图3-15 生成实体3、然后选择生成的实体上表面为基准面,单 击构建草图在上表面构建草图2,再用“中心长宽”的方法以坐标原点为中心构建170x170的矩形。4、倒圆角,单击圆弧过渡按钮,在左边出现的立即菜单中输入倒角半径10,分别选取相邻的两条直线,完成圆角过渡,然后点 击完成草绘过程,如图3-16所示。 图3-16绘制矩形5、单击拉伸除 料“”在出现的拉伸除料对话框中设置相关参数,拉伸除料深度为50,单击确定按钮完成17

46、0x170槽的造型,如图3-17。 图3-17 拉伸实体3.4导柱孔的构造1.选择动模板得上表面为基准面,创建草绘然后绘制坐标为(80,110直径为30的孔,然后阵列选择矩形阵列。选择两孔右键确定。然后退出草绘。得到如图3-7所示。2.选择动模板得下表面为基准面,创建草绘然后绘制坐标为(80,110直径为40的孔,然后阵列选择矩形阵列。选择两孔右键确定。然后退出草绘。得到如图3-18所示。 图3-18柱销孔草图3.然后,选择实体造型方法中的拉伸出料,分别对直径30通孔,和直径40深度10的沉孔。得到如图3-19所示。 图3-19 柱销孔三维图3.5 定模板的设计定模板主要用于固定定模,限制定模

47、在加工时的位置,保证铸造的尺寸及结构的稳定性,定模板的主要结构有凹槽及连接孔,分别起到定位和固定作用。定模板的三维造型如图3-20所示。 图3-20 三维造型图1、打开CAXA制造工程师的工作界面,在零件特性下选择XY基面, 点击“”按钮构建草图,然后用“中心长宽”的方式以坐标原点为中心构建300x400的矩形如图3-21。 图3-21 生成矩形 2、然后点按钮完成草绘,点击“”拉伸增料再出现的拉伸增料对话框中设置参数拉伸80mm新型拉伸造型,结果如图3-22所示。然后点确定按钮完成拉伸增料,如图3-23所示。 图3-22 拉伸实体 图3-23 生成实体 3、然后选择生成的实体上表面为基准面,

48、单击构建草图在上表面构建草图2,再用“中心长宽”的方法以坐标原点为中心构建170x170的矩形。4、倒圆角,单击圆弧过渡按钮,在左边出现的立即菜单中输入倒角半 径10,分别选取相邻的两条直线,完成圆角过渡,然后点击完成草绘过程,如图3-24所示。 图3-24绘制矩形 5、单击拉伸除料“”在出现的拉伸除料对话框中设置相关参数,拉伸除料深度为50,单击确定按钮完成170x170槽的造型,如图3-25所示。 图3-25 拉伸实体3.6 导柱孔的构造1.选择定模板得上表面为基准面,创建草绘然后绘制坐标为(80,110直径为30和40的两孔,然后阵列选择矩形阵列。选择两孔右键确定。然后退出草绘。得到如图

49、3-26所示。 图3-26柱销孔草图2.然后,选择实体造型方法中的拉伸出料,分别对直径30通孔,和直径40深度10的沉孔。得到如图3-27所示。 图3-27柱销孔三维图3.7 本章小结定模板主要用于固定定模模仁,限制定模在加工时的位置,因此也需要保证其精度,利用CAXA软件完成定模板造型。凸模、凹模、动模板和定模板的装配图见附录图1。第四章凸模加工4.1 可乐瓶底凸模加工设定加工刀具:1、选择“加工管理”“刀具库管理”命令,弹出“刀具库管理”对话框,如图4-1所示。 图4-1 刀具库管理对话框2、增加铣刀,这里可以任意增加刀具和删除刀具。单击“增加铣刀”按钮,在对话框中输入铣刀名称,如图4-2

50、所示,刀具名称可以任意给,只要自己好识别就可以了。 图4-2 输入铣刀名称后置设置:用户可以增加当前使用的机床,给出机床名,定义适合自己机床的后置格式。系统默认的格式为FANUC系统的格式。1、选择“加工”“后置处理”“后置设置”命令,弹出“后置设置”对话框。2、增加机床设置。选择当前机床类型,如图4-3所示。3、后置处理设置。选择“后置处理设置”标签,根据当前的机床,设置各参数,如图4-4所示。 图4-3 增加机床设置图4-4 后置处理设置设定加工毛坯:选中加工管理里面的毛坯,定义毛坯,选着参照模型,如图4-5所示。 图4-5 定义毛坯4.2 可乐瓶底凸模的加工加工思路:等高粗加工、等高线补

51、加工、等高精加工、笔式清根1、设置工艺参数。选择“加工”“粗加工”“等高线粗加工”,出现“粗加工参数表”对话框,在“粗加工参数”选项中如图4-6所示设置各项参数。 图4-6 设置粗加工参数表、设置切削用量2、选择“进退刀方式”和“下刀方式”选项标签,设定进退刀方式和下刀切入方式如图所示,结果如图4-7所示。3、单击确定按钮,根据左下角的提示,选着加工实体及边界,然后单击右键确定,生成加工路线如图4-8所示。4、拾取粗刀具轨迹,单击右键选择“隐藏”命令,将粗加工轨迹隐藏掉,以便观察下面的精加工轨迹。1、选择“加工”“补加工”“等高线补加工”命令,弹出等高线补加工对话框,按照图4-9所示设置补加工

52、参数,刀具为R4的球刀,其他参数与等高线粗加工相同;完成后单击“确定”按钮。 图4-7 设置进退刀方式和下刀切入方式 图4-8 粗加工路线2、根据状态栏提示拾取实体,当把鼠标移到实体表面时,实体自动被加亮显示,拾取实体后,按鼠标右键确认,根据提示完成相应的工作,最后生成轨迹,结果如图4-10所示3、拾取粗刀具轨迹,单击右键选择“隐藏”命令,将粗加工轨迹隐藏掉,以便观察下面的精加工轨迹。 图4-9 加工参数图4-10补加工轨迹1、选着“加工”“精加工”“参数线精加工”命令,弹出等参数线精加工对话框,按照图4-11所示设置精加工参数参数,刀具为D6的球刀,其他参数与等高线粗加工相同;完成后单击确定按钮。 图4-11 加工参数2、根据状态栏提示拾取曲面,当把鼠标移到实体表面时,曲面自动被加亮显示,拾取同一高度的二张曲面后,按鼠标右键确认,根据提示完成相应的工作,最后生成轨迹,结果如图4-12所示。 图4-12 加工路线3、拾取粗刀具轨迹,单击右键选择“隐藏”命令,将精加工加工轨迹隐藏掉,以便观察下面的清根加工轨迹。因为实体交接处在参数线加工中,球刀不能加工到位,所以增加笔式清根加工,对未加工的部位进行进一步加工。1、选着“加工”“补加工”“笔式清根加工”命令弹出笔式清根加工对话框,按照图4-13所示设置精加工参数参数,刀具为D4的铣刀,其他参数与等精加工相同;完成后单击确定按钮。