照相机机壳模具数控编程与仿真

1、成都理工大学工程技术学院毕业论文照相机机壳模具数控编程与仿真作者姓名：彭典兵专业名称：机械工程及自动化指导教师：汪超台成都理工大学工程技术学院学位论文诚信承诺书本人慎重承诺和声明：1.本人已认真学习学位论文作假行为处理办法（中华人民共和国教育部第34号令）、成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）（成理工教发201330号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。2.本人已认真学习成都理工大学工程技术学院毕业设计指导手册，已知晓学院对论文撰写的内容和格式要求。3.本人

2、所提交的学位论文（题目： ），是在指导教师指导下独立完成，本人对该论文的真实性、原创性负责。若论文按有关程序调查后被认定存在作假行为，本人自行承担相应的后果。承诺人（学生签名）： 20 年 月 日 照相机机壳模具数控编程与仿真摘要随着当今机械行业的进步，机械的自动化程度越来越高，各种先进的机械自动化加工设备和数控工艺仿真给现代加工有了稳定的发展。随着人们生活水平的提升，对产品的多样美观及实用性的需求，新开发产品的设计任务就交给了机械工作者。在设计中发现不合理的地方，合理设置模具的参数尺寸，以求设计出让广大消费者满意的产品。设计的注塑模具需要满足大量生产需要，也要求便于模具的生产加工。在模具的加

3、工过程中我们要注意几点，一时合理选择加工参数，二是保证模具的加工精度，三是是表面粗糙度，因此一定要保证模具的质量，制造出合格的产品来。关键词：注塑模具 数控机床 CAM UG 加工编程- IV -AbstractNumerical control technology is of great significance and benefits, showing the industrial modernization of the strategic role, and has become a traditional machinery manufacturing industries to

4、 transform and enhance the implementation of automation, flexible, integrated production and an important means of signs. With the development of machinery industry, the degree of mechanical automation is higher and higher. With the improvement of people's living standards, the product diversity

5、 and practicality of the demand, the new product design tasks will be handed over to the mechanical workers. In modern life, people need to have more and more plastic products, and have higher requirements for the structure and technology of plastic products.Design of injection mold needs to meet th

6、e needs of a large number of production is also required for the production and processing of the mould. In the process of mold processing we should pay attention to several points, and sometimes a reasonable choice processing parameters, the second is to ensure the machining accuracy of the mold, a

7、nd the third is the surface roughness, so be sure to ensure the mold quality to produce qualified products.Keywords: injection mold numerical control machine tool UG CAM programming目录摘要IAbstractII目录III前言11 数控加工技术21.1 CAD/CAM技术的概念21.1.1 常用软件的介绍21.2 数控概述31.2.1 数控机床31.2.2 数控机床特点31.2.3 数控机床的组成42 数码相机外壳模

8、具设计52.1 数码相机外壳零件模型52.2 用Mold Wizard 模块进行模具设计52.2.1 分型前的准备62.2.2 塑件分型设计72.2.3 后续处理工作83 数码相机外壳凸模加工103.1 毛坯的选择103.1.1 数控加工工艺过程设计113.2 数控加工仿真123.2.1 加工前的准备123.2.2 加工参数设置133.2.3 轨迹仿真加工153.3 生成数控加工代码163.4 机床实际操作加工173.4.1 机床的开机、回零操作173.4.2 首件试切加工174 照相机外壳凹模模加工184.1 数控加工工艺184.1.1 数控加工工艺过程设计224.1.3 数控加工刀具卡片2

9、34.2 数控加工仿真234.2.1 加工前的准备244.2.2 加工参数设置244.2.3 轨迹仿真加工274.3 生成数控加工代码274.4 机床实际操作加工28总结29参考文献30致谢31前言半个多世纪以来，因为相关技术的发展以及社会需求的不断增加，数控技术得到的飞速的发展，当然这种技术加工几个特点：1. 因为数控技术的全面所以加工时柔性好；2. 只要编程好数控程序自动控制系统工作人员的减轻劳动强度；3. 因为数控技术出错率少所以生产率高；4. 高精度的机床以及机械控制生产工件的精度高；5. 自动化的数控机床很好的改善工人的劳动，当今市场和制造业的发展，消费者对产品很高的要求。传统制造方

10、式生产的品无法满现代工业以及需求者，对此，数控编程中的优化设计已是重中之重，模具设计与制造中的遇到的麻烦与不便，CAD/CAM技术已经成为了解决这些麻烦的有利技术手段。随着CAD/CAM技术广泛的使用，必定给模具行业带来深远影响，从而使生产产品的效率和利润都有深远的影响。这也就是本文利用UG造型设计与UG数控编程的研究范围，意义在于以优化数控程序来得到最高的生产效率体现价值。本文是将UG软件的功能数控加工技术与数控技术完美的结合，以实例重点讲解Mold Wizard模块、UG数控编程中各个参数，说明该参数意义，以及加工过程中各种参数的选择。对照相机机壳模具设计的各个要求被表现出来。- 29 -

11、1 数控加工技术1.1 CAD/CAM技术的概念CAD/CAM是上世纪发展起来的计算机应用技术。计算机辅助设计和制造，简称CAD/CAM，以计算机为核心的技术手段，计算机处理数字，计算机处理图形等信息。完成产品设计和制造时的每个步骤。1. 计算机辅助设计（CAD）它是指人和计算机相结合，计算发挥所长的设计方法。从思维理论角度看，人创造性进行思维的活动，以将设计方法通过综合与分析转换成计算机能够处理的数学模型和解析其模型的程序。2. 计算机辅助制造（CAM）制造的过程中需要用计算机进行管理，也需要计算机进行设计，同时计算机进行还要进行有效控制。通常说来计算机辅助制造主要有以下内容；第一工艺设计主

12、要内容是确认零件的加工方法（加工工艺设计）；第二是根据工件尺寸参数对需要加工工件的数控编程（数控编程）；第三是机器人编程。加工顺序以及所用设备。20世纪过后，计算机辅助工艺设计（CAPP）已逐渐形成相对独立的技术分支。当选用NC（Numerical control数控）机床加工零件时，需要编制NC机床程序并导入程序，CAD CAM和两者是相互依赖关系。计算机设计系统只能配合数控加工，才可全面的显示其巨大优越性。另外，数控技术也只能通过计算机设计系统产生的模型才能发挥数控技术的效率。所以，在实际操作中二者很自然地结合起来，发展形成了计算机辅助设计与制造集成系统。一般来说，CAD/CAM系统指的就

13、是这类似的集成系统。在CAD/CAM系统中，设计和制造的各个阶段都可利用公共数据库中数据。1.1.1 常用软件的介绍1. 随着计算机技术的飞速发展，设计制造领域对新技术的需求。当前，机械领域所使用的CAD/CAM软件都呈现出百舸争流局面。当然只有及时选择以下类型：（1）最新技术；（2）商品化程度高；（3）操作简便；（4）功能丰富。上述CAD系统中表现出更为强劲的生存力。国外的CAD/CAM软件相对国内软件发展和改进比较好，开发以及应用的时间长，所以国外的应用技术走在前列。当前，国外优秀应用软件如UG、Pro/E、Solidworks、MaterCAM等，已经占据了一部分的国内市场。本次的设计主

14、要用使用了UG。2. UG数控加工应用简介因为UG具有稳定和强大造型的功能，所以使用UG可以设计出复杂曲线，也可以设计出复杂的曲面零件，曲面粗加工和灵活面的精加工也十分强大。它可靠的有效验证功能使UG可以模拟零件加工的过程，模拟中不仅体现刀具和夹具的工作情况，也能检查出刀具和夹具干涉和撞刀的情况，真实反映加工过程时每步的实际情况。1.2 数控概述1.2.1 数控机床Computer numerical control machine tools（数控机床）；是拥有有程序控制系统的机床。其数控装置将控制的程序翻译出来，然后合理并严格按照逻辑处理出来，数字代码表示出来，然后通过信息载体导入设备。经

15、过计算后由装置发出的控制信号，然后控制机床动作，按照图纸要求的尺寸大小，将零件加工出来。1.2.2 数控机床特点1. 因为数控机床功能齐全适应性强，就算是单件工件的生产，也会游刃有余；2. 因为数控所以加工工件的精度高，加工时没有主观思想，稳定的机械设备保证工件质量；3. 多个独立伺服系统可进行多轴联动，以保证形状复杂零件的加工；4. 数控车床的功能性应用灵活，有效的提高工厂的效率；5. 机床设备精度高，产品的合格率高，从而生产效率也相对提高；6. 自动化程度高，工作人员不需要一直照看设备，所以减轻了工人劳动强度；7. 因为减轻了劳动强度，现代化生产管理十分方便；8. 因为机床精度高，设备数控

16、技术复杂，相对的操作和维修要求高；1.2.3 数控机床的组成数控机床的结构如下图1.1所示：图1.12 数码相机外壳模具设计2.1 数码相机外壳零件模型照相机外壳结构相对比较简单，在设计过程中，要求协调照相机外壳的外形尺寸，否则就会出现不搭配，外形设计的合理性是决定模具制造三个决定因素；复杂性、工艺性以及制造成本。图2.12.2 用Mold Wizard 模块进行模具设计利用UG Mold Wizard 模块进行模具设计，确定好模具设计流程，以及型芯和型腔的相关知识，相机外壳模具设计流程如下图2.1所示；图2.1 Mold Wizard设计流程2.2.1 分型前的准备模具设计的第一步；将要做成

17、模具的零件成品文件导入UG，第二步；将照相机外壳模型进行初始化项目，第三步；设置单位为mm，如上图2.1所示。这个模型是由UG的建模模块所建立的，通过基本的造型命令，如参数化草图、拉伸、倒角、圆角、抽壳、特征镜像等命令即可实现。完成了数控加工，之后基本操作，要做工作是；1. 模具坐标系的创建。2. 确定产品收缩率。3. 确定模具工件的大小。模具坐标系的创建，在相机模具设计中是很重要的，因为调用产品模型必须和Mold Wizard中所用的模具坐标一样，在导入产品时要通过 “按钮”来调整WCS坐标位置，然后以模具坐标系定义。确定相机外壳的收缩率：因为热胀冷缩，受热加工得到的相机外壳，冷却定型后的相

18、机外壳会偏小，所以在正确的设计中，需要把相机外壳的收缩量补偿到相机外壳模具的理论尺寸中，才会制造出符合要求的相机外壳。通常在模具设计中；要求的塑件必须按设计手册来大致确定塑件收缩率的数值，对于要求高的塑件，要按照严格的要求来测量确定塑件收缩率，同时也要在设计模具时要留有修正余量。所谓工件：即是指在零件外形的基础上每个方向都增加了一定的尺寸，生成模具中的型芯、型腔的实体，在程序中预先定义的种子块生成，种子块是根据部件尺寸参数大小确定的长方体。2.2.2 塑件分型设计在本次设计中，取出浇注系统凝料的平面，为相机模具的分型面。因为分型面的位置及其形状设计的影响，很大程度上决定相机模具的复杂性，与此同

19、时分型面不仅影响相机的复杂程度，也会影响模具质量和操作，因此分型面的重要性可想而知。分型面对相机模具影响还有以下几个方面；模具结构、模具制造工艺、熔体的流动、外壳脱模分离。所以选用分型面时，要遵守以下几点；1在最大截面处选择分型面，方便相机外壳脱模；2动模一侧保留型芯塑件，方便相机外壳脱模；3选择的分型面不能影响到相机外壳的尺寸参数；4方便相机模具排气、并简化模具结构。1. 修补创建分型线对照相机外壳的进行修剪、修补通孔。并合并到上盖中。鼠标单击分型中的搜索分型线 “按钮”，系统默认选取窗口视图中的模型，其中自动创建的分型线，以及两个转角过渡点，窗口将会自动显示搜索到如下图2.2所示的分型线。

20、图2.2 分型线2. 创建分型面在完成分型线和过渡点建构，曲线类型中选取拉伸按钮，向x-y平面的四个不同方向拉伸或者点击扩展面工具，拖动滑动条到适当距离，使分型面完成扩展及分割工作。然后将系统扩建到分型面，并跟随引导线自动创建分型平面，与原的过渡曲面进行连接，合并成一张如下图2.3所示的曲面。图2.3 分型面3. 建构型芯与型腔当如图2.3建立好分型面之后，使点击抽取区域和分型线按钮，检查总面数型腔面加型芯；210= 73+ 137，因此可得设计正确合理。如果计算总数与结果不同，那就存在两种可能；第一没有修补修剪通孔，第二可能有创建空的区域，需重新进行修补创建分型线到创建分型面的操作，。如图2

21、.4和图2.5，是分割后得到的型腔和型芯。 图2.4 型腔 图2.5 型芯2.2.3 后续处理工作在UG Mold Wizard中将零件分型完成后，系统会生成凹凸模如下2.6图所示，将凹凸模作装配设计，设计六要点包括；1模架的组建支撑、2顶出机构、2抽芯机构、4浇口、5流道、6冷却系统，这些零部件的选用和设计是注塑模具后续的处理工作。详细的后处理工作在本文不再详述。图2.6 模具实体模型3 数码相机外壳凸模加工3.1 毛坯的选择相机外壳模具毛坯选择模具钢；大小规格为160mm×115mm×42mm，相机对模具材料的要求是：1. 对相机模具型腔表面的耐蚀性的要求；因为添加剂和

22、树脂对相机模具都有腐蚀的作用，这种腐蚀使型腔表面出现几种情况；1金属溶蚀，2剥落，3表面状况变坏，4塑件质量变差。所以必须要有高耐蚀性的要求，或是对相机模具型腔表面进行镀铬和钹镍工艺处理。2. 对相机模具型腔表面的耐磨性的要求；因为玻纤、无机填料及某些颜料，这些塑料熔体在模具型腔表面的流动产生摩擦。外壳表面的光泽度，外壳的精度，都更耐磨性有关。如果模具不耐磨，会使塑件损伤。3. 对相机模具的良好的尺寸稳定性的要求；因为在注塑成型时，高温会使相机模具型腔的温度达到300以上。高温使材料微观结构改变造成注塑模具尺寸的变化。热处理过的工具钢是最好的选择。4. 对相机模具易于加工的要求；因为金属材料的

23、模具，结构复杂不易加工，所以缩短生产周期、提高效率都是是有益于加工的，5. 对相机模具抛光性能好的要求 因为相机外壳表面必须有光泽和良好状态，所以要对模具型腔表面进行抛光或者研磨。还有就是选用的钢材不能含有粗糙的杂质和气孔。6. 对相机模具受热处理影响小的要求，一般要对相机外壳模具要进行热处理，以提高髙硬度和耐磨性，但这种处理应使其尺寸变化很小。因此，最好采用能切削加工的预硬化钢。在注塑模具生产中，模具材料还分软模和硬模，软模通常选用P-20预硬钢，当然有的用相对便宜碳素钢且是45号以上的，不过此类产能低；在硬模中我们不仅可以选择不锈钢420，也可以选择H-13铬钢，因为硬钢的韧性不足，所以我

24、们要热处理，硬钢的产能是软钢的两倍。根据相机外壳模具对外观以及产能的要求，本次设计选择3Cr2Mo作为模具材料。因为模具加工时不仅受来自机床机械应力，也会受到巨大热应力，所以我们对模具材料有很高的要求，比如高温强度、热疲劳稳定性、导热性以及耐蚀性，所以3Cr2Mo是很好的选择。3.1.1 数控加工工艺过程设计本次加工选择FANUC-Oi数控系统，装夹定位采用平口钳夹紧机构，以铣床工作台面作为定位面，用百分表和光电感应装置进行工件的找正。以下是数控加工工序卡片表3.1和数控加工刀具卡片表3.2。表3.1成都理工大学工程技术学院产品 名称零件 名称图号相机外壳模具凸模型芯01工序号数控程序号夹具名

25、称使用设备FANUC-Oi91111001%10000数控91111工步编号工步内容刀具号背吃刀量主轴转速进给速度备注1粗铣轮廓T013mm2900（r/min）200自动2精铣轮廓T020.1mm3400（r/min）500自动3精铣凹槽T030.2mm2400（r/min）80自动4精铣凸台T041mm2900（r/min）200自动5曲面铣T050.05mm3900（r/min）500自动表3.2产品名称数码相机外壳注塑模具零件名称模具型芯（凸模）工序号刀具编号号刀具规格刀具名称加工方法刀角半径1T01D6mm立铣刀型腔铣02T02D6mm立铣刀深度加工03T03D1mm立铣刀深度加工0

26、4T04D2mm立铣刀深度加工05T05D6mm球头刀固定轮廓铣33.2 数控加工仿真使用UG进行仿真加工，数控编程的核心是刀位点的计算，因人工对数控加工刀位点不易计算。而UGCAM模块就不会出现刀位不易计算的问题。利用UGCAD生成的三维产品造型，产品表面几何信息表示的不仅完整，也符合数控编程对信息的要求，而UG对零件尺寸参数进行刀位点的计算。是以数据库和文件传输格式，为信息集成和数据共享实现了基础，所以利用UG，省去了人工的计算，提高加工效率，也省去人工计算的错误从未保证质量，降低成本。提供工作人员的工作效益。3.2.1 加工前的准备第一步打开UG，选择打开加载相机外壳凸模部件第二步选择创

27、建按钮，选用直径为6的4刃硬质合金刀具如图3.1所示）第三步调整为几何视图单击MCS按钮，单击建立工件坐标系、单击按钮指定部件、单击按钮指定毛坯（如图3.2所示）。 图3.1刀具参数 图3.2 部件、毛坯3.2.2 加工参数设置1. 粗铣轮廓-型芯铣因为相机外壳模具型腔的加工量比较大，所以我们不仅要减小机床负荷，也要保证刀具的使用寿命，而采分层进给方式进行铣削加工，可以有效的解决问题。本次加工采用沿零件外形清除模型的加工方法，加工模具的大致外形。刀具选择如下图2.3所示，带涂层的硬质合金铣刀，规格为6mm，转速和进给速度见图2.3，下刀方式选择螺旋线进刀，每层切削深度设置为6 mm，进给百分比

28、为50%，粗加工刀具轨迹为下图3.4。 图3.3加工参数 图3.4加工轨迹2. 精铣轮廓-深度加工轮廓模具的进行完型芯表面的粗加工过后，接下来是深度精加工，轨迹如3.5所示。本次精加工选择硬质合金规格为6mm的涂层球铣刀，选择主轴转速为3900 r/min，进给速度控制在500 mm/min，最小切削深度设置为0.01mm，全局每刀深度设置为0.05 mm，部件侧面以及底部面余量为0.1，如图3.5。图3.5 精加工刀具轨迹3. 精铣凹槽-深度加工轮廓依次加工之后对凹槽加工，图3.6为深度精加工的轨迹。本次精加工选择硬质合金规格为1mm的涂层球铣刀，选择主轴转速为2400 r/min，进给速度

29、控制在90mm/min，最小切削深度设置为0.01mm，全局每刀深度设置为0.05 mm，部件侧面以及底部面余量为0.1。图3.6 精加工刀具轨迹4. 精铣凸台-深度加工轮廓粗加工型芯表面后对凸台精加工，图3.7为深度精加工的轨迹。本次精加工选择硬质合金规格为2mm的涂层球铣刀，选择主轴转速为2900 r/min，进给速度控制在200mm/min，最小切削深度和全局每刀深度设置同上，部件侧面以及底部面余量为0。图3.7精加工刀具轨迹5. 曲面铣-固定轮廓铣在本次的型芯铣加工加工中，分层加工会留有阶梯状刀痕，所以不适合采用分层加工，我们可以选择固定轴加工，并且分半精加工和精加工两种方式精修曲面，

30、这样可以降低模具的表面粗糙度，达到模具的要求。硬质合金规格为6mm的涂层球铣刀，转速3900 r/min，进给速度300mm/min，刀具进给百分比为1%，采用与水平成45°或-45°往复式半精加工与精加工方式来加工型芯表面。图3.8为精加工刀具轨迹；图3.8 精加工刀具轨迹。3.2.3 轨迹仿真加工在“型腔铣”对话框操作栏中，单击生成图标，系统生成型腔铣的切削路线。在“型腔铣”对话框操作栏中，单击确定图标，系统弹出刀轨可视化对话框。选择3D动态选项卡，如图3.9所示，单击播放图标。如图3.1模拟切削所示 图3.9动态选择卡 图3.10模拟切削图3.3 生成数控加工代码利用

31、UG生成NC程序之后，我们必须要对NC程序进行详细后处理工作，保证正确无误，还要满足设备的要求。最后，将后处理之后的程序导入设备加工。在FANUC系统下，利用仿真精加工程序。1.单击后处理”图标，系统弹出后处理对话框。2. 选择机床并指定输出文件，选择“FANUC”后处理器，选择输出文件位置，单击确定。3. 系统弹出“信息”窗口。 图3.11 图3.123.4 机床实际操作加工3.4.1 机床的开机、回零操作开机前的注意事项1. 操作人员不仅要熟悉的数控机床性能，也要熟悉操作方法。并且需要经机床管理人员同意后方可操作机床。2. 机床通电前，先检查电压、气压、油压是否符合工作要求。3. 检查机床

32、可动部分是否处于可正常工作状态。4. 检查工作台是否有越位，超极限状态。5. 已完成开机前的准备工作后方可合上电源总开关。开机、关机过程中的注意事项1. 严格按机床说明书中的开机顺序进行操作。2. 先进行回机床参考点操作，建立机床做标系。3.4.2 首件试切加工首件试切加工准备工作及注意事项：1. 调试检测好程序。试切必须进行空运行，确保程序正确无误。2. 严格按工艺要求安装夹具，并清扫杂物。3. 确保夹具定位夹紧正确。加工过程中不允许发生工件松动现象。4. 刀具在刀库上的刀位号，必须要和程序刀号一样。5. 严格按照工件坐标系对刀，设置坐标系6. 设置刀具补偿值。7. 检查冷却液输出通畅，流量

33、充足。8. 再次检查所工件坐标系和刀具补偿值是否正确。以上各项准备好后方可进行首件试切加工。4 照相机外壳凹模模加工4.1 数控加工工艺确定加工工艺路线、加工顺序首先我们要认真分析零件图，详细分析加工时的工艺路线，并确定最高效率的加工顺序。高效的加工顺序乐意提高零件的加工质量，提高生产效率，降低加工成本，因此，根据零件图可知；相机外壳模具加工顺序为；第一步先外形轮廓开粗；第二步对表面大面积挖槽开粗；第二步对上一步进行精铣；第四步粗精加工中小形的槽。第五步加工孔系。选择加工用的刀具。用于加工的刀具必须要适应数控机床的加工特点，刀具的选择应遵循以下几点原则：1. 需要加工型面形状来选择刀具的类型；

34、平面轮廓用平底立铣刀，曲面用球头刀。2. 工件材料和加工要求来选择刀具材料及尺寸（1）工件材料的切削加工性能和加工条件，抓住切削中主要矛盾，同时考虑成本来决定取舍，一般遵循以下原则：加工普通材料时我们用普通高速钢；因为常规刀具材料不能满足加工高硬质材料或精密，当此类加工精度有要求时，才选择立方CBN刀片（氮化硼）和PCD刀片（聚晶人造金刚石）。人造金刚石的硬度可达6000-10000HV。材料的韧性、耐磨性、强度和硬度不能同时拥有，在选用刀具时，可根据工件材料来选择刀具，首先是考虑刀具的耐磨性，崩刃就是要考虑刀具参数。如因为刀具的材料太大造成崩刃，才考虑刀具耐磨性的要求，选用韧性和强度较好的刀

35、具。通常情况下，低速切削过程不稳定，很容易出现生崩刃情况，最好选择韧性强度好的刀具材料；高速切削温度对刀具材料的磨损影响最大，应选用耐磨性较好的刀具材料。（2）刀具的尺寸选择，环形铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次进给路线需要搭接，起作用的刀具底刃半径为Re=0.95*（R-r），式中的因数0.95是为了保证刀具微小磨损时仍能搭接而设置的保险因数。立铣刀的尺寸参数，推荐按下述经验数据选取： 刀具半径Rmin最小曲率半径，所以R取值为（0.80.9）min。 铣刀的每刀加工深度H（1/41/6）R，以保证刀具有足够的刚度。 加工通孔深槽时，选择的刀具切削部分的长度为L=H+（510）mm。 加工外

36、型及通槽时，选取L=H+r+（510）mm（r为端刃圆角半径）。 粗加工内轮廓时，铣刀最大直径D可按下式计算：D=2（sin0.5-1）/（1-sin0.5）D1式中D1轮廓的最小凹圆角直径（mm）；圆角邻边夹称等分线上的精加工余量（mm）；1精加工余量（mm）；圆角两邻边的最小夹角（°）。3. 根据从大到小的原则选取刀具尺寸如果被加工零件上的内轮廓角半径min过小，为提高加工效率，可以选择直径大的刀具进行粗加工，再按上述要求选择较小的刀具对轮廓上残留余量过大的局部区域进行处理，然后再对整个轮廓进行精加工。合理选择切削用方法、切削液、切削用量编程人员掌握切削用量和刀具的选择原则，以保

37、证零件的加工效率，产品质量。发挥数控机床的优点，提高工厂效率和利润。切削用量的大小对切削功率有明显的影响，切削功率增大时切削力增，切削力增大时刀具所受到的力变大，所以刀具磨损增大、工件精度减小，都会使生产率下降，产品质量变差，所以我们需要选择大小合理的切削用量，并编入程序单内。以下几点是削用量选择要点。（1）切削深度t。数控机床的刚度、工件材料刚度以及刀具刚度达到要求的前提下下，t等效于加工余量，提高生产率可以使用提高切削深度。但是t增大时，工作效率相对提高，所以零件的表面粗糙度会降低，所以最开始可以适当增大t提高效率，然后减小切削深度留出加工余量进行精加工。（2）切削宽度B。铣削宽度B，又被

38、称为“步距”，是在一次进给中指铣刀切掉工件表层的宽度。通常铣削宽度B与刀具的直径d成正比，和背吃刀量成反比。粗加工过程中，适当增大步距有可以增加加工效率。经济型的数控加工过程中，平底刀取值范围为；B=（0.60.9）；当我们徐州讷河圆鼻刀具加工时，刀具直径D应扣除刀尖的圆角部分（r），所以d=D-2r，因此B取值范围为；B=0.80.9d；当使用球头刀具进行精加工时，当步距确定过后，加工过后工件的表面粗糙度要符合要求。并且生产效率也不能低于要求，所以要合理选择步距。（3）进给速度vf，每转进给量f，每齿进给量fz.粗铣时，因为要提高加工效率，节省时间，选择进给量大小的要素也不一样；结合工艺系统

39、刚性，我们选择速度相对快的fz每齿进给量。当然我们要综合考虑考虑刀齿的强度、容屑、切削层厚度是否能满足对加工效率的要求。精铣时，因为进给量要选择小一些；小的进给量能保证加工精度，保证表面粗糙度，f与表面粗糙度成正比关系，f小加工出来的表面粗糙度就越小，故半精铣和精铣时我们要合理选用f的大小值。以保证加工效率和加工质量因为数控铣床的两个伺服电动机分别传动主运动和进给运动，两个运动之间没有内在的联系，因此无论按每转进给量还是按每齿进给量fz选择，最后都要计算出进给速度vf。vf与f及fz之间的关系是：vf=n =nZfz式中n铣床主轴转速（r/min）；Z铣刀齿数。通常vf大小和表面粗糙度反比关系

40、，加工时vf大表面粗糙度月不理想，而取值过大的vf也不能满足加工精度的要求，当然vf还要受工件材料和刀具来影响。vf的增大时可以提高加工速度从而提高生产效率。当然如果加工时对粗糙度的要求并不高时，vf可以适当增大些。修调开关也能进行调整。（4）主轴的转速r/min。主轴转速通常以切削速度来计算，计算公式；n=1000vc/d（mm）式中d刀具的直径；Vc切削速度为m/min。（5）背吃刀量背吃刀量的选取主要根据机床、夹具、刀具和工件所组成的加工工艺系统的刚性、加工余量及对表面质量的要求来确定。 工件对表面粗糙度值有要求：Ra=12.5-25m时，加工余量较小时（56mm），粗铣一次就可以满足要

41、求；加工余量较大的时候，动力不足，工艺系统刚性较差，我们可以进行两次铣削。第一次的背吃刀量应该取大些，好处是可以避免刀具在表面缺陷层内切削，同时也可减轻第二次铣削进给负荷，有助于获得较好的表面精度。通常粗铣铸钢或铸铁时，ap=5-7mm；粗铣五无硬皮的钢料，ap=35mm。 工件对表面粗糙度值有要求；Ra=3.2-12.5m时，我们可以先粗铣，然后进行精铣。粗铣时ap的选择同前述；需要留有0.5-1mm的加工余量，余量半精铣时切除。 工件对表面粗糙度值有要求；Ra=0.8-3.2m时，我们可以先进行粗铣，然后进行半精铣，左后进行精铣。半精铣时ap=1.5-2mm，精铣时ap=0.2-0.5mm

42、。表3.4 铣刀每齿进给量参考值工件材料每齿进给量fz （mm/t）粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.30表3.5 铣削速度的参考值表工件材料硬度（HBW）铣削速度vc （m/min）高速钢铣刀硬质合金钢低、中碳钢22021-40801502252901536601153004259204075合金钢22015355512022532510244080325425593060灰铸铁19021366615019026091845901603204.51021302. 切削液的选用原

43、则切削液效果因为不同，切削液不一样而选择，不同加工方法也会出现不同的情况，而不同的刀具材料和工件材料需要的切削液也不一样，所以我们要综合考虑的方式来合理选择切削液，以下是选用原则。（1）在粗加工，因为的切削热量多，高温使刀具迅速磨损。此类加工通常采用以冷却为主的切削液。切削速度低时，刀具主要是机械磨损，而因为切削速度低温度不高，所以应该选择润滑刀具为主的切削液。硬质合金刀具的热性好，热裂敏感，可以不选用切削液，如采用切削液，有以下几点；1必须连续2充分浇注。（2）在精加工，切削液的作用是提高工件表面加质量和加工精度。加工一般的钢件时，我们可以分以下几种情况：速度小于6.030m/min的时候；

44、选择极压切削油进行润滑，也可以选择百分之十到百分之十二的极压乳化液，而这两种润滑液可以使刀具与工件的摩擦降低，预防积屑瘤影响工件质量。4.1.1 数控加工工艺过程设计数控加工设备的选用：这里选择FANUC-Oi数控系统，装夹定位采用平口钳夹紧机构，以铣床工作台面作为定位面，用百分表和光电感应装置进行工件的找正。以下是数控加工工序卡片表4.1和数控加工刀具卡片表4.2。表4.1成都理工大学工程技术学院产品名称零件名称零件图号相机外壳模具凹模模型芯01工序号程序号夹具名称使用设备91111001%10000数控91111工步工步内容刀具号背吃刀量主轴转速进给速度备注1粗铣轮廓T013mm3000（

45、r/min）250自动2精铣轮廓T020.1mm4000（r/min）1000自动3精铣凸台T031mm2500（r/min）100自动4精雕文字T040.2mm3000（r/min）300自动5曲面铣T050.05mm4000（r/min）1000自动4.1.3 数控加工刀具卡片表4.2产品名称数码相机外壳注塑模具零件名称模具型芯（凸模）序号刀具号刀具规格刀具名称加工方法刀角半径1T01D6mm立铣刀型腔铣02T02D6mm立铣刀深度加工03T03D3mm立铣刀深度加工04T04D1.2mm立铣刀深度加工05T05D6mm球头刀固定轮廓铣34.2 数控加工仿真使用UG进行仿真加工，数控编程的

46、核心是刀位点的计算，因人工对数控加工刀位点不易计算。而UG CAM模块就不会出现上述的问题。利用UGCAD模块生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品表面几何信息， 软件可以根据导入零件尺寸参数进行刀位点的计算。统一的数据库和文件传输格式础， 为信息集成和数据共享实现了基础，又能提高加工效率，也保证质量， 降低成本。4.2.1 加工前的准备第一步打开UG，选择打开加载相机外壳凹模部件第二步选择创建按钮，选用直径为6的4刃硬质合金刀具如图4.1所示）第三步调整为几何视图单击MCS按钮，单击建立工件坐标系、单击按钮指定部件、单击按钮指定毛坯（如图4.2所示）。 图4.1 刀具参数 图4.

47、2 部件、毛坯4.2.2 加工参数设置1. 粗铣轮廓-型芯铣因为相机外壳模具型腔的加工量比较大，所以我们不仅要减小机床负荷，也要保证刀具的使用寿命，而采分层进给方式进行铣削加工，可以有效的解决问题。本次加工采用沿零件外形清除模型的加工方法，加工模具的大致外形。刀具选择如下图4.3所示，带涂层的硬质合金铣刀，规格为6mm，转速和进给速度见图4.3，下刀方式选择螺旋线进刀，每层切削深度设置为6 mm，进给百分比为50%，图4.4为刀具轨迹。 图4.3 加工参数 图4.4 加工轨迹2. 精铣轮廓-深度加工轮廓模具的进行完型腔表面的粗加工过后，接下来是深度精加工，轨迹如3.5所示。本次精加工选择硬质合

48、金规格为6mm的涂层球铣刀，选择主轴转速为3900 r/min，进给速度控制在500 mm/min，最小切削深度设置为0.01mm，全局每刀深度设置为0.05 mm，部件侧面以及底部面余量为0.1，如下图。图4.53. 精铣凹台-深度加工轮廓依次加工之后对凹槽加工，图4.6为深度精加工的轨迹。本次精加工选择硬质合金规格为1mm的涂层球铣刀，选择主轴转速为2400 r/min，进给速度控制在90mm/min，最小切削深度设置为0.01mm，全局每刀深度设置为0.05 ，部件侧面以及底部面余量为0.1mm。图4.6 精加工刀具轨迹4. 精雕文字-深度加工轮廓型腔表面粗加工之后，对文字采用深度精加工

49、。刀具选择硬质合金带涂层铣刀1.2mm，转速2900 r/min，进给速度400mm/min，最小切削深度设置为0.1 mm，全局每刀深度设置为0.2mm，选取需要加工的侧表面，部件侧面余量为0，部件底部面余量为0，图4.7为精加工刀具轨迹。图4.7精加工刀具轨迹5. 曲面铣-固定轮廓铣在本次的型腔铣加工加工中，分层加工会留有阶梯状刀痕，采用半精加工与精加工方式精修曲面且固定轴加工，以模具的表面粗糙度，选择硬质合金规格为6mm的涂层球铣刀，转速3900 r/min，进给速度900 mm/min，刀具进给为2%，采用与水平成45°或-45°往复式半精加工与精 加工方式来加工型芯表面。图3.8为精加工刀具轨迹。图3.8 精加工刀具轨迹。4.2.3 轨迹仿真加工在“型腔铣”对话框 操作栏中，单击“生成”图标，系统生成型腔铣的切削路线。在“型腔铣”对话框 操作栏中，单击 确定图标，系统弹出刀轨可视化对话框。选择“3D动态”选项卡，单击 播放图标。系统模拟实体切削。4.3 生成数控加工代码利用UG生成NC程序之后，我们必须要对NC程序进行详细后处理工作，保证正确无误，还要满足设备的要求。最后，将后处理之后的程序导入设备加工。在FAN