模具制造工艺4

1、 第四章第四章 模具数控加工模具数控加工n 数控加工技术n 数控加工程序编制基础n 数控加工的程序编制n 计算机辅助制造（CAM） 第一节第一节 数控加工技术数控加工技术一、数控加工基本概念1、数控与数控机床 数字控制 (数控NC) (Numerical Control )它是指用数字化信号对机床运动及其加工过程中进行控制的一种方法。 数控机床（NC Machine Tools）数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的最新成果。 数控技术是一种特殊的和多用途及柔性自动化技术。2、数控加工 数控加工是指在数

2、控机床上进行零件切削加工的一种工艺方法。实现数控加工的关键是数控编程。适合多品种，小批量生产方式。3、数控加工研究的主要内容（1）数控加工工艺设计，工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完成。工艺设计内容主要如下所述：1）选择并决定零件的数控加工内容。2）零件图纸的数控加工工艺性分析。3）数控加工的工艺路线设计。4）数控加工的工序设计。5）数控加工专用技术文件的编写。（2）对零件图形的数学处理。（3）编写数控加工程序单。（4）按程序单制作控制介质。（5）程序的校验与修改。（6）首件试切加工与现场问题处理。（7）数控加工工艺技术文件的定型与归档。1、数控机床的工

3、作原理编程手册数控机床的工作原理图机床 数控装置输入装置穿孔带随动进给系统穿孔机编程卡片加工图样图图1-2 数控机床的工作原理图数控机床的工作原理图编程手册编程手册加工图样加工图样编程机编程机穿孔机或存储穿孔机或存储装置装置穿孔带、磁盘穿孔带、磁盘等等输入装置输入装置数控装置数控装置随动进给系随动进给系统统 机床机床二、数控机床的工作原理与分类程序编制程序编制输入装置输入装置数控装置数控装置CNC伺服驱动伺服驱动及及位置检测位置检测辅助控辅助控制制即强电控制装置即强电控制装置机床机床主运动机主运动机构构进给运动机进给运动机构构辅助动作机辅助动作机构构图图2-2 2-2 数控机床的组成框图数控机

4、床的组成框图2、数控机床的组成（一）程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。即把加工零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息，按规定的方法、格式和代码，所编制的程序。 程序载体存放程序以便输入到数控装置的装置。（二）输入装置 将所输入的程序载体上的数控程序变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。 （三）数控装置及强电控制装置 数控装置是接受输入装置送来的脉冲信号，经过编译、运算和逻辑处理后，输出指令控制机床的各个部分，按程序动作的装置。 （四）伺服驱动系统及位置监测装置（五）机床的机械部件 强电控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制系统。其主要作用是编译

5、、判断和功率放大。 伺服驱动系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并与机床的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。 机械部件包括主运动部件、进给运动执行部件、床身、冷却、定位夹紧装置等。 一、 按机床运动轨迹分类 1.点位控制数控机床 为点到点控制，只要刀具从某一位置向另一位置移动时，不管中间的轨迹如何，只要刀具最后能正确到达目标位置的控制方式，称为点位控制。这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床等。3、数控机床的分类点位控制加工原理图点位控制加工原理图 2. 直线控制数控机床直线控制的加工原理图 除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行

6、控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要。 简易数控车床、数控镗铣床，一般有23个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。 3. 轮廓控制的数控机床 能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可进行曲线或曲面的加工。2轴控制，同时控制两个坐标 3轴联动，轴联动，(3轴控制轴控制)4轴控制轴控制多轴联动数控加工的原理图多轴联动数控加工的原理图 5轴联动加工轴联动加工 5轴联动加工轴联动加工1. 对加工对象的适应性强。 2. 生产效率和加工精度高、加工质量稳定。 3. 能完成复杂型面的加工。 5.数控机床是一种高技术的设备。 它具有故障诊断的能力，监控功能强，能减轻操作者的劳动

7、强度、实现加工自动化和操作简单化，有利于生产管理的现代化和有利于向高级计算机控制与管理方面发展 4. 工序集中，一机多用。缺点： 1. 造价相对较高。 2. 测试和维修比较复杂，需要专门的技术人才。 3. 需要高度熟练和经过适当培训的零件编程员。三、数控加工的特点与应用2、数控加工的应用数控加工对于加工多品种、中小批量以及结构形状复杂、精度要求高，需要频繁改型的产品零件更具有选用价值。3、数控加工技术的发展智能化智能化小型化小型化提高可靠性提高可靠性具有更高的通信功能具有更高的通信功能高速度高精度化高速度高精度化具有具有开开放性放性发发展展趋势趋势 第二节第二节 数控加工程序编制基础数控加工程

8、序编制基础一、程序编制的基本步骤与方法 从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程，称为程序编制。 零件图纸 确定工艺过程 计算加工轨迹和尺寸 编制程序单 制作控制介质 程序校检和试切校 核校 核检 验 Y Y YN N N手工编程过程的框图完成1、分析零件图分析零件图，以确定零件是否合适在数控机床上加工，或适宜在何种数控机床上加工，或确定零件的哪几道工序在数控机床加工。 2、确定工艺过程 选定机床、刀具与夹具，确定零件加工的工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数。 3、计算加工轨迹和加工尺寸（数值计算） 根据零件图纸、加工路线和零件加工允许的误差，计算零件轮廓的坐标植。对无刀具补

9、偿功能的机床，还要计算刀具中心的轨迹。 4、编写加工程序单和校核 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作以及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单。 5、制作控制介质将零件程序清单上的内容记录在控制机床的控制介质上，作为数控系统的输入信息。控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘等。 6、程序校验和试切削 机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离的坐标系。 标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。图4-3 右手笛卡尔直角坐标系二、坐标轴的命名（1）

10、先确定Z轴。以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴，若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为Z轴。Z轴正方向是使刀具远离工件的方向。 （2）再确定X轴。X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。正方向也是使刀具远离工件的方向 （3）最后确定Y轴。可按右手定则定出Y轴正方向。（4）附加坐标轴。（5）旋转运动。（6）主轴回转运动方向。2、机床坐标轴的确定 机床原点是指机床坐标系的原点，即X=0, Y=0, Z=0的点，一般在机床上是固定的 机床坐标系：机床上固有的坐标系，并设有机床原点（M），同时机床原点是通过回零操作执行完成的。数控机床坐标系的定义3、机床原点与机床坐标系4、机床参考点

11、 机床参考点是由机床制造厂人为定义的点，它与机床原点之间的坐标位置关系是固定的，并被存放在数控系统的相应机床数据存储器中。 机床参考点的作用就是每次数控机床启动时，执行机床返回参考点的操作，使数控系统的坐标系统与机床本身坐标系统相一致。5、工件原点与工件坐标系工件原点选择的原则：（1）工件原点选在工件图样的尺寸基础上。（2）能使工件方便地装卡、测量和检验。 （3）工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度较细的工件表面上（4）对于有对称形状的几何零件，工件零件最好选在对称中心上。 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点位原点（也称工件原点）所建立的坐标系，编程尺寸都按工

12、件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系的各坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴平行。机床原点工件原点机床参考点编程原点数控车床坐标系及相关点的关系对刀点：刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。机床零点机床零点对刀点对刀点工作零点工作零点y0 x0 x1y1换刀点换刀点x2y2对刀点的坐标值xy6、起刀点与对刀点对刀点的选择原则 对刀点应便于数学处理和程序编制； 对刀点在机床上容易校准； 在加工过程中便于检查； 引起的加工误差小。常用的 对刀方法有定位对刀法、光学对刀法、试切对刀法，如图所示

13、： a）对称零件的对刀点选择 b）钻孔加工时的对刀点选择图2-4 对刀点的选择（一）准备功能G指令（1）快速直线插补(G00) G00快速直线插补控制机床各轴以最大速率从现在位置移动到指令位置。G00是模态代码。 其编程格式为：G00 X Y Z 。 XYZ起点(x0, y0, z0)终点(x, y, z)三、数控程序的指令代码 （2）直线插补(G01) 直线插补G01程序段控制各轴以指定的进给速率沿直线方向从现在位置移动到指令位置。G01是模态代码 XYZ起点(x0, y0, z0)终点(x, y, z)（3）顺圆弧插补（G02） 圆弧插补G02程序段可以使机床从现在位置沿圆顺时针弧轨迹运动

14、到指令位置，进给速率沿圆弧的切线方向，大小等于编程的进给率F。G02表示刀具沿顺圆运动(CW) 。 XYZ起点(x0, y0, z0)终点(x, y, z)（4）逆圆弧插补（G03） 圆弧插补G03程序段可以使机床从现在位置沿逆时针圆弧轨迹运动到指令位置，进给速率沿圆弧的切线方向，大小等于编程的进给率F。G03表示刀具沿逆圆运动(CCW)。 XYZ终点(x0, y0, z0)起点(x, y, z)代码功 能代码功 能G11坐标轴的平移和旋转G17选择XY平面G10取消G11G18选择ZX平面G15工件坐标系选择(模态)G19选择YZ平面G16工件坐标系选择(非模态)表2-1与坐标设定有关的指令

15、 G52局部坐标系设定G53机床坐标系选择G54直线偏移XG55直线偏移YG56直线偏移ZG57直线偏移XYG58直线偏移XZ2与坐标轴移动有关的指令 代码功 能代码功 能G00定位（快速直线插补）G03逆圆或螺旋线插补G01直线插补G30回零G02顺圆或螺旋线插补 表2-2与坐标轴移动有关的指令 3刀具补偿指令 代码功 能G40刀具半径补偿取消G41刀具半径左补偿G42刀具半径右补偿表2-3与刀具补偿有关的指令 G43刀具长度正补偿G44刀具长度负补偿G49刀具长度补偿取消 4与指令确定的数值有关的指令 代码功 能代码功 能G90绝对值编程G95进给量（每转）G91增量值编程G20输入值为英

16、制G94进给速度（每分钟）G21输入值为米制表2-4与指令确定的数值有关的指令 5可简化编程的指令 代码功 能代码功 能G50几何缩放取消G83深孔钻孔固定循环G51几何缩放G84旋攻螺纹固定循环G62镜象加工G85镗孔固定循环(切速退刀G73高速深孔钻孔固定循环G86镗孔固定循环(快退刀)G74左旋攻螺纹固定循环G87背镗固定循环(快退刀)G76精镗固定循环G89背镗固定循环(同G85)G80固定循环功能取消G274左旋同步攻螺纹G81钻孔固定循环G284右旋同步攻螺纹G82固定循环（同G81） 表2-5 可简化编程的指令 6宏指令 G100120各代码可供建立用户指令，以简化程序编制。 7

17、其他功能G代码 代码功 能G04进给暂停G09急停检查（非模态）G22程序行程极限有效G23程序行程极限无效G31跳步G174圆简周边切削无效表2-6 其他功能G代码 辅助功能代码（辅助功能代码（M M代码）用于指令控制功能和机床功能，多与程序执行代码）用于指令控制功能和机床功能，多与程序执行和机械控制有关。和机械控制有关。1M00 程序停止。执行M00后程序停止，可按机床上的起动按钮使机床重新起动，继续执行以后的程序。2M01 可选择的程序停止。当按下机床操作面板上的“选择开机”按钮时，执行M0l以后程序停止，重新起动则继续执行下段。 3M02和M30 程序结束。4M03、M04和M05 主

18、轴正转、反转和停转。2、辅助功能M指令（二）（二）代码作用代码作用代码作用M00程序暂停 M06自动换刀M19主轴准停M01条件暂停 M07开切削液1 M30程序结束并返回M02程序结束 M08开切削液2 M60更换工件M03主轴正转 M09关切削液M98子程序调用M04主轴反转 M10夹 紧M99子程序返回M05主轴停转 M11松 开 （1）F指令为进给速度指令，该表示方法有： a代码法：F后跟两位数，这两位数字表示该进给速度的序号。 b直接指定法：F后所跟的数字就是实际进给速度。如F50表示进给速度为50mm/min。（2）S指令主轴转速指令，也有两种表示方法： a代码法：S后跟两位数，表

19、示主轴转速的序号。 b直接指定法： S后所跟的数字就是实际主轴转速。如S1000表示主轴转速为1000r/min。 （3）T指令刀号指令，T后跟两位数字，这两位数字表示刀具的编号。3、其他功能指令1程序的组成 一个完整的零件加工程序由程序段组成；一个程序段 由若干个代码字组成；每个代码字由字符（字母、数字、符号）组成。n N01 G91 G00 X50 Y60 LFn N02 G01 X1000 Y5000 F150 S300 T12 M03 LFn n n N10 G00 X-50 Y-60 M02 LF每个程序段以序号“N”开头，以LF(Line Finish)结束，M02=END作为整个

20、程序的结束。四、数控加工程序的结构与格式（1）地址符可编程序段格式这种格式称字-地址程序格式，其特点是程序简单，可读性强，易于检查，因此，现代数控机床广泛采用这种格式。 （2）分隔符固定顺序程序段格式该种格式是用分隔符“HT”代替地址符，而且预先规定了所有可能出现的代码的固定排列顺序，根据分隔符出现的顺序，就可判断其功能。由于该格式不直观，编程不便，现在已很少使用。3 3主程序和子程序主程序和子程序n （1）子程序：将重复出现的程序串单独抽出来，按一定的格式写成子程序，供主程序调用。n （2）子程序的格式：除有子程序名或子程序开头代码字外，还要有子程序结束代码字。其余部分与主程序相同。n （3

21、）主程序：程序中字子程序以外的部分便称为主程序。五、手工编程与自动编程 零件图纸 确定工艺过程 计算加工轨迹和尺寸 编制程序单 制作控制介质 程序校检和试切校 核校 核检 验 Y Y YN N N手工编程过程的框图完成n 2.自动编程n 即如上图所示的过程由计算机代替手工进行完成。可分为2种。n 数控语言编程（即批处理方式编程）：根据零件图形用数控语言编写一个简单的零件源程序，一次性输入计算机，经过计算处理后便自动输出加工程序及控制介质，如有错误则修改源程序即可，无需人工参与。n 交互式图形编程（交互式编程）：以人机对话的方式，按菜单提示与图形显示，从零件图形的生成、坐标系的建立、刀具的选择、

22、起刀点与走刀路线的确定、刀具中心轨迹、工艺指令的插入、直至加工程序的生成与运动轨迹的动态显示，都是在编程人员与计算机的对话中完成。这种方法应用广泛。n 不管以那种方式编程，都必须遵循具体数控机床所使用的数控系统规定的指令代码、程序格式及功能指令。 第三节第三节 数控加工的程序编制数控加工的程序编制1、数控铣削的工艺性分析凹圆弧可否统一零件有无统一基准保证零件加工过程不变形选择合理的切削路线方便编程，几何条件充分加工精度尺寸公差得到保证内接圆弧不能太小圆角半径不能太大常常见见的工的工艺艺性性问题问题x-yx-y数控拖板数控拖板变频主轴变频主轴机床本体机床本体数控系统及数控系统及其操作面板其操作面

23、板行程开关行程开关控制电柜控制电柜Z Z轴伺服电轴伺服电机机图图4-1 数控立式铣床数控立式铣床图图4-2 卧式数控铣床卧式数控铣床图图4-3 龙门数控铣床龙门数控铣床2.铣削曲面的加工路线：（1）直纹曲面加工：如下页左图 a,b。对于边界敞开的直纹曲面，加工时常采用球头刀行切法即可，行间距的确定 按照零件的加工精度确定。其中球头刀应该在边界外开始加工。（2）曲面轮廓加工：如中间图a，b。由于a轮廓曲线由平面曲线组成，故用2坐标半联动加工，b轮廓曲线由空间曲线组成，故用3坐标联动加工。（3）直纹扭曲面，如下页右图c，由于侧面为倾斜扭曲面，故适宜用4坐标铣床加工。（1）平面轮廓加工需要两轴需要两

24、轴联动的数联动的数控铣床。控铣床。平面轮廓加工平面轮廓加工2、平面与曲面加工的工艺处理挖槽加工挖槽加工图图4-5 挖槽加工挖槽加工YXOYZXYZXZYZXZXX（ 平面 曲 线 ）（空间曲线）切 削 点 轨 迹摆 角 联 动切 削 点 轨 迹刀 心 轨 迹（ 平 面 曲 线 ）刀 心 轨 迹（ 空 间 曲 线 ）Y(b)(a)两 维 半 坐 标 加 工(a)三 坐 标加 工(b)PyzPyz四 坐 标加 工(c)空间曲面类零件加工空间曲面类零件加工图图4-6 空间曲面零件加工空间曲面零件加工孔系加工孔系加工图图4-7 孔系加工孔系加工数值计数值计算算填写填写程序程序单单按程序按程序单单制作控

25、制介制作控制介质质校校验验程序程序编写编写程序程序说说明卡明卡修修订订技技术术文件文件对零件图进行工艺分析对零件图进行工艺分析确定工艺准备确定工艺准备确定编程过程确定编程过程确定加工路线，刀具运动轨迹等确定加工路线，刀具运动轨迹等确定工艺参数确定工艺参数画出编程草图画出编程草图3 3、数数控控铣铣削程序削程序编编制制过过程程规则规则如下如下用数控铣床加工图用数控铣床加工图4-9所示的轮廓所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。A10101010O工工O机机YYXXBCR103040O1O2DR1030 E20 机床原点，起刀点

26、机床原点，起刀点编程原点编程原点 4 4、数控铣削应用实例、数控铣削应用实例 1. 绝对坐标程序绝对坐标程序 G92 X-10 Y-10N01 G90 G17 G00 X10 Y10 LFN02 G01 X30 F100 LFN03 G03 X40 Y20 I0 J10 LFN04 G02 X30 Y30 I0 J10 LFN05 G01 X10 Y20 LFN06 Y10 LFN07 G00 X-10 Y-10 M02 LF G92 X-10 Y-10：设定机床坐标系与工件编程坐标系的设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出关系，给出机床坐标原点机床坐标原点O机机相对相对编程原点编程原点O

27、工工的坐标值。的坐标值。A10101010O工工O机机YYXXBCR1030 40O1O2DR1030 E20 图图4-9 例例3图图 2. 相对坐标程序相对坐标程序N01 G91 G17 G00 X20 Y20 LFN02 G01 X20 F100 LFN03 G03 X10 Y10 I0 J10 LFN04 G02 X-10 Y10 I0 J10 LFN05 G01 X-20 Y-10 LFN06 Y-10 LFN07 G00 X-20 Y-20 M02 LFA10101010O工工O机机YYXXBCR1030 40O1O2DR1030 E20 图图4-17（1）加工中心功能 它有刀具和刀

28、库自动交换系统，它可以在一次装夹中通过自动换刀系统改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。（2 2）加工中心分类）加工中心分类龙门龙门加工中心加工中心五面加工中心五面加工中心卧卧式加工中心式加工中心立式加工中心立式加工中心二、加工中心切削加工2 2、加工中心的主要加工、加工中心的主要加工对对象象模具模具类类零件零件各各种种叶叶轮轮、球面和凸、球面和凸轮类轮类零件零件箱体箱体类类零件零件异异形件、形件、盘盘、套、板、套、板类类等零件等零件1234编写在具有刀具补偿功能的铣床上铣削零件外轮廓的零件加工程序。 Y R 150 120 R R 90 B E A C D F 6

29、0 J H G R 3 0 I R O 30 60 90 120 150 180 X图2-29 轮廓铣削加工实例 3、加工中心应用实例N01 G92 X0 Y0 Z0； 建立工件坐标系N02 G30 Y0 M06 T06； 返回第二参考点换刀N03 G00 G90 X0 Y90.0； 快速移至起刀点N04 G43 Z0 H03 S440 M03； 长度补偿，主轴正转N05 G41 G17 X30.0 D30 F100； 半径补偿，移至A点N06 G01 X60.0 Y120.0； 加工AB段N07 G02 X90.0 Y90.0I0 J-30.0； 加工BC段N08 G01 X120.0； 加

30、工CD段N09 G02 X150.0 Y120.0 I30.0 J0； 加工DE段N10 G01 X135.0 Y90.0； 加工EF段N11 X150.0 Y60.0； 加工FG段N12 X120.0； 加工GH段N13 X90.0 Y30.0； 加工HI段N14 X45.0 Y60.0； N15 X30.0 Y90.0； 加工JA段N16 G40 G00 X0 Y90.0； 取消刀补，回到A点N17 X0 Y0 Z20； 返回原点N18 M30； 程序结束第四节第四节 计算机辅助制造（计算机辅助制造（CAMCAM）一、CAM技术的应用情况计算机辅助数控加工包括6个功能模块，软件功能图如图6

31、-1所示。 (1) 工艺分析和加工参数设置模块 (2) 几何分析模块 (3) 刀位轨迹生成模块(如图所示) (4) 刀位仿真模块 (5) 后置处理模块 (6) 加工过程仿真模块二、模具CAM技术的应用实例图图6-1 计算机辅助机械加工软件功能图计算机辅助机械加工软件功能图2 其主要作用是分析零件的图形信息，得到图形的一些特征参数，并将这些参数传递给需要它的加工子程序，用以协调加工的自动完成。3 其作用是设计刀具的运动轨迹，产生历史文件和刀位文件。4 其作用是检验刀位轨迹，避免刀具与工件上被加工轮廓的干涉，优化刀具行程路径等。6 检查数控程序编制的正确性，进行刀具、夹具、机床、工件之间的运动干涉

32、碰撞仿真。CAPPCAD零件图CAM 第六章第六章 模具快速成形加工模具快速成形加工n 快速成形加工的基本原理n 快速成形加工分类n 快速成型工艺过程特点 第一节第一节 快速成形加工的基本原理与特点快速成形加工的基本原理与特点一、快速成形加工概述 快速成形加工（rapid prototyping manufacturing，又称为RP技术）是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。 快速成形加工综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术，它可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转变为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验，缩短产

33、品的研制周期。二、快速成形加工的基本原理与基本过程1、快速成形加工的基本原理 快速成形制造是基于离散/堆积的分层成形制造思想。 快速成形加工的基本原理是用CAD三维造型软件设计产品的三维曲面模型，或用实体反求方法采集得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息，从而获得目标原型的概念，并以此建立数字化模型，即零件的“电子模型”。2 2、快速成形加工的基本、快速成形加工的基本过过程程分层叠加成形前处理后处理它包括工件三维模型的构造、三维模型的近似处理、快速成形方向的选择和三维模型的切片处理它是快速成形的核心，包括模型截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合它包括原型零件的剥离、后固化、修补、打磨、抛

34、光和表面强化处理等3、快速成形数据模型的转换与处理 快速成形制造中的数据处理与转换是指CAD数据处理、转换以及将处理后的数据送到成形机生成数控代码的过程，亦即CAD图形与制件之间数据交换与传输的过程。 快速成形制造是用一系列平行于x-y平面并在z方向上间隔一定间距的平面来切割多面体模型，得到平面与物体在计算机内建立的多面体模型相交的交线，即每层轮廓线都是由许多小线段组成的边界信息，同时对轮廓截面进行网格划分。4、快速成形的数据格式 CAD实体数据经一系列相连的空间三角形网格化处理后生成三维多面体的模型即为STL文件，转换后的STL数据模型是一种由许多空间三角形小平面来逼近原CAD实体的数据模型

35、，是原三维实体的一种几何近似。 STL文件是一个包括许多三角形小平面数据的文件，其中每个三角形平面都用一个法向量N和三个顶点坐标（x，y，z）来描述。（1）STL文件格式的规则1）取向规则：用小三角形平面中的顶点排序来确定其所表达的表面是内表面还是外表面，逆时针的顶点排序表示该表面为外表面，顺时针的顶点排序表示该表面为内表面。2）共顶点规则：每相邻的两个三角形平面只能共享两个顶点。3）取值规则：STL文件中的数据是无量纲的，每个小三角形的顶点坐标值必须是正数，不能为零或负数。4）实体封闭规则：STL格式文件不得违反实体封闭规则，即在三维模型的所有表面上，必须布满小三角形平面，不得有任何遗漏；不

36、能有厚度为零的区域；外表面不能从其本身穿过。 另外由许多三角形平面来逼近的正确的多面体，其顶点数V，变数E，面数F以及通孔数H一定符合下列欧拉公式以及推论公式： V+F-E=2-2H 3F=2E F=2V-4+4H E=3V-6+6H(2)STL格式文件的错误及其修复1）出现错误的裂缝或孔洞，应在这些孔洞或裂缝中增补若干个小三角形平面，消除错误。2）三角形过多或多少，进行STL格式转换时，若转换精度选择不当，会出现三角形过多或过少的现象。3）微小特征遗漏或出错：这类问题总是难于解决，因为如果要想用更高的转换精度以及更小的切片间隔来克服这类缺陷，必然会使占用的文件量更大，造成快速成形的困难。三、快速成形加工的特点三、快速成形加工的特点制造的快速性制造技术的高度集成化制造的自由性制造过程的高柔性 第二节第二节 快速成形加工的方法快速成形加工的方法 目前，已有的快速成形技术和快速成形系统有很多种，其中最典型的有：立体印刷成形SLA、层合实体制造LOM、选区激光烧结SLS和熔融沉积制造FDM四种一、立体印刷成形SLA 立体印刷成形工作原理：立体印刷成形技术以盛于容器内的液态光敏树脂为原料，在计算机数控下，采用一定波长的紫外激光按照参数指令，以预定原型各分层截面的轮廓为轨迹逐点扫描，