模具型腔设计及其数控编程实验指导书

模具型腔设计及其数控编程实验指导书一、实验名称
模具型腔设计及其数控编程6学时
二、实验内容
1、熟练使用三维造型软件（UG）进行CAD产品造型及型芯型腔设计，对模具结构有
一定了解，能独立、准确设计型芯、型腔及上下模；
2、熟悉使用三维造型软件（UG）的CAM模块，完成数控加工程序，完成仿真校验和
后置处理，并得到所需NC代码；
3、准确完成数控机床的相关功能操作，熟悉数控加工过程，独立进行数控加工操作，
并分析工艺参数设定对数控加工效果的影响；
4、深刻理解CAD/CAM一体化的基本概念、一般过程及其关键技术，了解数控机床的
工作原理与过程。

三、实验设备
1. 仪器设备：小型数控雕铣机，配套夹具及刀具。

安装了UG全模块系统的计算机。

2. 耗材：标准蜡模或者泡沫塑料。

四、实验具体安排如下：
表1、实验安排
五、实验目的
利用所学工艺知识，完成基于UG平台的模具型腔三维设计，掌握UG的CAM模块功能，并编制数控加工程序，生成合乎机床代码格式要求的加工程序，然后进行数控加工过程
的三维仿真。

了解数控机床的工作原理，掌握实验用机床的使用方法，并完成所设计零件的数控加工，进行加工质量分析。

通过实验，使学生加深对CAD/CAM一体化概念及一般过程的理解和认识，熟悉三维设计与制造中的关键技术，了解数控机床的工作原理及过程。

通过对零件加工的质量分析，掌握零件设计的要点和难点，并对数控加工参数的选择、设置及其对加工质量的影响有较深刻的感性认识。

图1、模具CAD/CAM系统组成结构
六、实验流程
1、自主设计或者利用实验一的产品三维模型，利用UG的实体造型功能模块生成模具的型芯和型腔（模具的工作部分），允许添加一些个性化的设计，例如添加花纹、图案或者个人姓名等。

2、进入UG 的CAM环境，熟悉平面铣削、型腔加工和曲面加工三大类常用的加工方法，掌握其参数设置要点，根据自己的零件形状，选择合适的加工方法和工艺参数，生成刀具轨迹。

3、在UG 的CAM环境中进行刀具轨迹的仿真校验，然后进行后置处理得到能被机床识别的NC代码。

4、以标准蜡模为毛坯材料，进行装夹校正。

5、开启数控机床，读入数控代码，并进行加工前的检验。

6、完成零件的数控加工，并对工件的加工质量进行分析，了解刀具轨迹规划以及主要参数设置对于零件加工质量的影响。

图2、实验总体流程图
七、数控加工操作实验步骤
（一）开机操作：
●首先打开机床后面的总电源，操作面板上的电源指示灯点亮。

●打开钥匙开关，启动计算机系统。

●双击SKY数控系统的图标进入数控系统。

●打开“紧急停止”旋钮，按下“机床工作”按钮，机床进入运行状态。

（二）输入NC程序：
点击“自动方式”中的“加工控制”载入要加工的NC文件，文件格式为软件默认格式。

同时也可以对文件进行编辑。

（三）空运行试加工以检查程序的正确与否
(1)调整刀具位置以设置临时原点和加工原点，加工原点要设在合理位置防止运行程
序造成超程。

调整刀具位置方法有二，可任选其一：（1）手轮方式设置。

鼠标点击主菜单条中的“F2手轮方式”或键盘F2键，进入手轮方式。

先点1手轮打开，使用手轮调整刀具位置，首先依据精度要求，在手轮上选择单位进给量为X1、X10、X100，一般情况先用X100粗调，然后用X10、X1微调。

在手轮中依次选择X、Y、Z三个方向，将刀具位置调整到达所需位置。

退出手轮方式：手轮调整完成后，在进行其他操作之前必须首先退出手轮方式，通过鼠标点击菜单栏中的手轮关闭退出手轮方式。

（2）手动方式设置。

鼠标点击主菜单条中的“F3手动方式”或键盘F3键，进入手动方式。

选择运行方式，通过控制“1连续/增量”实现变换，两种方式分别适用于粗调和微调。

手动连续方式：选择连续方式，需要进行“F设定”，设定运动的进给速度；然后通过功能选项“5”进行运动轴X、Y、Z的设定；然后通过“7＋”“８－”选择移动方向，手动连续方式下要求长按方向控制键进行刀具坐标调整，且运动速度为进给速度F设定的值。

手动增量方式：此方式下机床以一固定步距运动，因此需要设定“STEP”的值，可通过PageUp、PageDown键调节，选择范围为1、10、100、1000、10000µm五种；然后通过功能选项“5”进行运动轴X、Y、Z的设定；然后通过“7＋”“８－”选择移动方向；可长按运行多个进给量，也可点按每次运行一个进给量。

此方式可实现精确定位，数值可以在显示屏幕上看到。

【注意】：当发生过载时，手轮方式失效，这时就要通过手动方式将刀具调整回有效范围以内，但是必须注意运动方向。

(2)刀具位置调整好以后，进入返参方式设置临时原点和加工原点。

设置临时原点：“1原点设定”用于设置临时原点。

操作者开机后根据加工的需要将机床运行至某位置后，选中此功能，输入PassWord为“refret”（不区分大小写），确认后，即可将此位置设定为临时原点。

设置加工原点：“5加工设定”用于设置加工原点。

操作者首先通过“3机床原点”回到机床原点，然后根据加工的需要将机床运行至某位置后，选中此功能，输入PassWord 为“mzset”（不区分大小写），确认后，即可将此位置设定为加工原点。

(3)进入自动方式运行程序。

如果不需要设置参数可直接按照默认参数进行空加工模拟，连续按两下“F6”，程序即可开始运行，按“ESC”键或鼠标点击自动方式下的“ESC”结束运行。

加工程序的运行控制：a)自动运行：调入加工程序后，连续按两下“F6”，程序开始运行；b)暂停运行：程序运行过程中，按“F9”键可使各坐标轴自动减速后，暂时停止运行；c)继续运行：暂停之后，连续按两次“F6”就可以继续运行；d)结束运行：需终止程序时，按“ESC”键或鼠标点击自动方式下的“ESC”。

♦刀具补偿设定：通过“5刀具”进行刀具的长度补偿和半径补偿设置。

♦视图的转换与缩放：通过“6视图切换”可以实现二维和三维显示方式的切换；通过“7缩小”和“8放大”可以实现视图的缩放。

（四）实际加工：
确定程序正确后进行实际加工。

将加工毛坯装夹到工作台上，设置加工原点，设置XY 位置应根据要加工零件的形状参考设定。

可以采用步骤（三）中的刀具位置调制方法调整刀具位置。

而Z方向上，应将刀具恰好调至毛坯上表面，以刚刚接触为好。

设置好以后，为不破坏刀具的安全考虑在将刀具Z方向上调高一点。

再进入自动方式加工即完成操作。

【注意】：加工过程中应将玻璃窗关闭以保证安全。

（五）收拾工作台关机：
程序运行完成后，清理工作台，按照顺序关闭机器，先关系统，再关掉机床工作按钮，然后关掉钥匙，最后断开总电源。

八、实验报告
阐述从零件设计到模具工作部分设计的三维设计方法，综述UG 软件CAM模块的功能。

对数控加工程序的编制过程进行图文并茂的说明，并说明用数控机床完成零件加工的操作过程和要领。

最后，总结自己的体会与收获。

（用Word文档完成）。