烟灰缸实体设计与加工

第五章烟灰缸实体设计与加工

一、烟灰缸实体设计过程

1.1零件设计思路

设计如图5-1所示的正方形设计锌合金烟灰缸。该烟灰缸模型零件比较简单，同时形状也较为规范。虽然简单但也很有特色，该烟灰缸是正方形设计，中间搭配圆形锌合金烟缸，更显得大气，高档。

图5-1烟灰缸实体

创建烟灰缸时，通过以下步骤：

拉伸生成烟灰缸外形实体140*140*32mm的毛坯；通过删除拉伸得到烟灰缸深30mm的圆形凹槽；通过删除拉伸得到搁置香烟的直径为φ10的通槽；实体圆角生成烟灰缸地面圆角；实体圆角生成烟灰缸圆形凹槽顶面左右两边圆角。

设计过程具体的流程图的每一步骤的结果如图2-2所示。

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图2-2 烟灰缸设计流程

2.2 拉伸生成烟灰缸外形实体

2.2.1新建文件零件

①在桌面上双击CimatronE8.0的快捷方式，打开CimatronE。

②在工具条上单击“新建文件”按纽。系统弹出如图2.3所示的新建文档对话框。

③在新建文档中选择“单位”为毫米，“类型”为零件，单击“确定”按纽新建一个零件文件。

图2.3 “新建文档”对话框

2.2.2作外形拉伸的草图

①单击“草图”按纽，系统直接以默认的XOY平面为绘画平面，进入草图绘制状态。

②绘制矩形。单击草图工具栏上的“矩形”按钮，浮动菜单上提示矩形创建方式为“自由的”，单击“自由的”改变为“尺寸”，并设置高度=140，宽度=140。移动鼠标到坐标系原点附近，系统将自动捕捉到该原点，并预显示矩形位置。单击鼠标左键确定创建矩形。

③退出草图状态。单击草图工具栏上的“退出草图”按纽，退出草图绘制状态。单击视图工具栏上的“轴侧图”按纽，在轴侧图中显示的草图如图 2.4所示而在特征树中将显示“草图11”。

图2.4 完成的矩形草图

2.2.3利用新建--拉伸生成拉伸体

①选择拉伸功能。选择主菜单上“实体”→“新建”→“拉伸”，系统将弹出拉伸实体特征向导栏。并且自动选择了刚生成的草图，绘制区上出现浮动菜单，显示参数并自动预览一个拉伸实体。

②设置拉伸参数。在浮动菜单中确认使用“增量”方式拉伸实体，拉伸方向为“单向”，“增量=32。

③确认拉伸方向。移动光标到图形上的箭头，箭头将变成绿色，如图2.5所示。

④确认生成实体。在图形预览确定模型正确后，在特征向导栏中单击“确定”按纽生成实体。生成的基本拉伸实体如图2.6所示，而在特征树中将显示“拉伸12”。

图2.5改变拉伸实体参数图2.6 拉伸基本主体

2.2.4做圆形凹槽的草图

①单击基本主体的上端面，单击右键点草绘再点“旋转到平面”进行草绘状态。草绘状态的图为如下图2.7。

②点“圆”绘制半径为50的圆。如下图2.8所示。

③退出草图状态。单击草图工具栏上的“退出草图”按纽，退出草图绘制状态。

图2.7进入草绘状态图2.8草绘圆

2.2.5删除拉伸

选择主菜单上的“实体”→“删除”→“拉伸”，系统弹出删除拉伸的特征向导栏。在图形上选择刚生成的草图，确认方向箭头朝下，在浮动菜单中确认使用“增量”方式拉伸实体，拉伸方向为“单向”，拉伸距离为“增量=30”，则在图形上预显示删除拉伸实体。

在图形预览确定模型正确后，在特征向导栏中单击“确认”按纽进行删除拉伸操作。生成的删除拉伸后实体如图2.9所示。

图2.9删除拉伸后实体

2.3绘制香烟通槽

2.3.1通槽草图

①单击基本主体的四个侧面中的其中一个，单击右键点草绘再点“旋转到平面”

进行草绘状态。草绘状态的图为如下图2.10。

②根据香烟直径判断确定绘制的半径，单击“增加几何”添置在要画圆的那条线上，单击“圆”绘制半径为5的半圆。再单击“剪切”命令将圆的上半个去掉，再单击“直线”命令将下半圆补满。如下图2.11所示。

③退出草图状态。单击草图工具栏上的“退出草图”按纽，退出草图绘制状态。

图2.10进入草绘状态图2.11直径为Φ10通槽的草图

2.3.2删除拉伸

选择主菜单上的“实体”→“删除”→“拉伸”，系统弹出删除拉伸的特征向

导栏。在图形上选择刚生成的草图，确认方向箭头朝下，在浮动菜单中确认使用“增量”方式拉伸实体，拉伸方向为“单向”，拉伸距离为“增量=150”，（要是通槽，只要大于实体长度140即可）则在图形上预显示删除拉伸实体。如图2.12所示。

在图形预览确定模型正确后，在特征向导栏中单击“确认”按纽进行删除拉伸操作。生成的删除拉伸后实体如图2.13所示。

图2.12显示拉伸图图2.14拉伸后实体

2.4实体圆角生成烟灰缸圆角

2.4.1选择圆角功能

选择主菜单上的“实体”→“圆角”，系统弹出圆角.曲面特征向导栏。

2.4.2选择底面圆形边界

倒圆角操作首先选择要进行倒圆角的实体底面圆形边界，使用“光滑串打开”方式，在图形上选择基本拉伸体的下底面的边界。单击鼠标中键完成底面边界边界选择。

2.4.3设置圆角半径

在浮动菜单中输入“半径值=5，使用统一的半径。在特征向导栏中单击“确定”按纽生成实体圆角，结果如图2.10所示。

图2.10完成实体圆角

2.5保存文件

完成实体模型各个特征的建立后，选择主菜单的“文件”→“保存”，系统弹出CimatronE浏览器，选择需要保护的文件夹，并输入文件名“烟灰缸零件”单击“保存”按纽保存文件。

3烟灰缸模型的3轴加工

3.1加工工艺分析

对烟灰缸模型加工，根据加工方式可以选择粗粗加工体积铣—环切-3D，而精加工的方式选择曲面铣—根据角度铣，水平面精加工是曲面铣—精铣水平区域。进行加工时，相关参数的选择，直接关系到了产品加工的精度。主要参数有主轴转数、进给速率、刀具切入时的S进给速率、步距宽度和切削深度等。主轴转速一般根据切削速度来计算，其计算公式为：n = 1 0 0 0 V c /πd，式中d为刀具直径（mm），Vc为切削速度(m/min)，切削速度的选择与刀具的耐用度密切相关。进给速度的选择直接影响着模具零件的加工精度和表面粗糙度，其计算公式为F=nzf，式中n为主轴转速（r/min），z为铣刀齿数，f为每齿进给量(mm/齿)。在粗加工的时候需要留有0.2-0.5mm的精加工余量，通常采用比较节省时间的方式；精加工则将粗加工的余量全部加工，选择的加工方式则在达到要求的前提下采用时间较少的方式。

该烟灰缸模型我选用锌合金来加工制造。

数控铣床加工工艺是以普通铣床的加工工艺为基础，结合数控铣床的特点，综合运用多方面的知识解决数控铣床加工过程中面临的工艺问题，其内容包括金屑切削原理与刀具、加工工艺、典型零件加工。锌合金的材质比较理想。

锌合金是混合物，所以锌合金的密度要看二者比例，比例不同，锌合金的密度就不一样，通常计算锌合金的密度的方法是分别用密度乘以体积算出质量，相加后除以总体积得到密度，也可以具体测量质量和体积，然后相比得出锌合金的密度。

锌合金密度比较高,一般在6.65-6.75流动性比较强,所压铸出来的产品比较细腻,抛光处理后比较理想. 但是锌合金的价格比普通不锈钢要高。目前许多手机外壳就是用锌合金制成，总体来说比较理想。如果用铝合金来制的话，铝合金压铸温度需要较高,密度较细.抛光产品显得比较粗糙。

加工方式选择刀具切削余量主轴转数进给速度

体积铣—环切-3D D10 0．5 1000 800

曲面铣—根据角

B6 0.1 3000 1800 度铣

曲面铣—根据角

B8R2 0 3000 1800 度铣