Mastercam在模具中的应用实例

• （4）编制数控加工工序卡
表7.3
数控加工工序卡
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速 进给速度 r/min mm/min
1
粗加工
T1
Φ 20波纹铣刀
350
50
2
粗加工型芯面
T2
Φ 16球头铣刀
350
50
3
精加工分型面
T3
Φ 20普通铣刀
500
100
4
精加工止口顶面 T3
Φ 20普通铣刀
800
80
图7.130 窗选型芯曲面
图7.134 加工模拟效果
• 3．精加工刀具路径生成
• 步骤1
• 采用Φ 20直柄立铣刀对分型 面、止口侧面部位进行精加工。
• 步骤2
• 精加工止口顶面,采用Φ 20直 柄立铣刀轮廓铣削方式加工。
• 步骤3 半精加工型芯曲面。
图7.141 切削模拟效果
图7.142 曲面加工选项设置
• 然后选择
•
/
/
/
命令。
• 串连上步所绘矩形和底面边界 线内侧等距线作为截面边界。
• 单击
/
生
成分型平面。
图7.120 分型面边界矩形绘制
图7.121 分型面绘制结果
• 4．生成止口与曲面相交处边界线
•
选择
/
/
•
命令，选择止口顶面
与曲面交界边生成曲线。
• 7.3.4 凸模加工刀具路径生成
图7.70
图7.71
• 步骤5 修剪实体
图7.72
• 5．创建电话听筒话筒部分球体 • 步骤1 绘制旋转体曲线
图7.73
图7.74
图7.75
图7.76
图7.77
• 步骤2 创建旋转实体
图7.78
• 6．实体倒圆角
图7.79
• 7．创建零件实体
图7.81
7.2.3 数控加工自动编程
图7.104 修剪结果
• 2．绘制基体 • 步骤1 绘制扫描曲面
图7.105 扫描曲面结果
图7.106 边界选取
图7.107 扫描面绘制结果
图7.109 实体保留方向
图7.110 实体修剪结果
图7.112 实体倒角结果
• 3．实体抽壳
图7.113 抽壳参数设置
图7.114 抽壳结果
5 半精加工型芯曲面 T4
Φ 10球头铣刀
800
80
6
精加工型芯曲面 T1
Φ 10球头铣刀
1000
150
7.3.2 零件造型
• 1．绘制骨架线 • 步骤1 设置工作环境 • 步骤2 绘制底边骨架线
图7.101 圆角绘制结果
图7.102 镜像后的底边线
• 步骤3 绘制前侧面的骨架线
图7.103
• 加工球面，采用R5球头刀使用 环绕等距精加工方法。
• 最后，仿真结果如图7.95所示。
图7.95 第一次装夹加工仿真结果
• 第二次装夹粗/精加工电话听 筒回转曲面，读者可以自己试着 完成。
• 9．后处理
图7.97 后处理生成的NC代码
• 10．程序的传输与机床操作
• 7.3 香皂盒面壳的凸模造型与 数控加工
• 材料为：45#钢。
• 技术要求：曲面的表面粗糙 度Ra1.6；拔模斜度3度；去除毛 刺。
图7.48 电话听筒凹模零件图
图7.49 电话听筒3D实体造型图
7.2.1 工艺分析
• 1．零件的形状分析
• 2．数控加工工艺设计 • （1）加工工步设置 • （2）工件的装夹与定位
图7.50 第二次装夹示意图
刀具号
刀具规格
主轴转速 进给速度
r/min
mm/min
T01 φ 20插削式铣刀
1500
50
T01 φ 20插削式铣刀
1500
50
T02 φ 12键槽铣刀
600
80
T03 R5球头铣刀
1500
150
T03 R5球头铣刀
1500
150
T04 R2球头铣刀
2500
100
圆锥形球头立铣
T05
刀，锥度为3 1500
钻Φ 5mm中心孔 钻Φ 11.8mm的通孔 钻Φ 34mm的通孔 镗Φ 35mm和Φ 36mm阶 梯孔
• 步骤5 加工Φ 12H7mm的8个圆孔 • （1）钻中心孔：
• 依次捕捉8个Φ 12mm圆孔的圆心作为 钻孔中心点，选用Φ 5mm中心钻。
• （2）预钻Φ 11.8mm通孔：
• 选用Φ 11.8mm的钻头，依次 定义8个Φ 12mm圆孔的圆心为钻孔 中心点。
• 步骤4 精加工型芯曲面。
图7.146 加工模拟效果
图7.147 曲面加工选项设置
图7.151 加工模拟效果
• 4．后处理
图7.153 后处理得到NC程序
• 5．加工操作
• 利用机床数控系统网络传输功 能把NC程序传入数控装置存储器或 者使用DNC方式进行加工。
• 操作前把所用刀具按照编号装 入刀库，并把对刀参数存入相应位 置，经过空运行等方式验证后即可 加工。
• 7.4 香皂盒面壳的凹模 制作
7.4.1 工艺分析
• 1．数控加工工艺设计 • （1）加工工步设置
• （2）工件的装夹与定位
• （3）刀具的选择
• 工件的材料为40Cr，刀具材 料选用高速钢。
• （4）编制数控加工工序卡
表7.4
数控加工工序卡
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转 速
r/min
/
/
•
/
。
• 选取所做肥皂盒面壳实体并
单击
结束，
• 然后隐藏实体并删除内侧曲 面。
图7.154 凹模曲面
• 步骤2
• 按照塑料件收缩率放大凸模 曲面。
• 选择
/
。
• 窗口方式选取所有绘图区对象，
选择完后单击
。
• 然后点选
作为收缩
原点，按照图7.155所示设置收
缩率参数。
图7.155 收缩率参数设置
•
选择
/
命
令，窗口方式选取所有绘图区对
象。
• 然后单击 原点。
作为收缩
• 按照如图7.119所示设置收缩
率参数，并单击
按钮结
束。
图7.118 凸模曲面
图7.119 收缩率参数设置
• 3．绘制分型面
• 设置构图面为TOP，Z轴深度为 0，绘制120×100矩形，矩形中心 在坐标原点。
• 如图7.120所示，并在矩形左 侧边中点P处打断该边。
进给速度 mm/min
1
粗加工
T1
Φ 16键槽刀
300
50
2
半精加工曲面
T2
Φ 16球头铣刀
500
80
3
精加工曲面
T3
Φ 10球头铣刀
1000
120
7.4.2 零件造型
• 1．零件原型的生成
• 2．模具加工曲面生成
• 步骤1 生成凹模所用曲面
• 根据上步所做零件实体模型， 生成凹模所用曲面。
• 选择
进给速度 mm/min
100 100 50 50 50 100 100 50 80 80 80 100
• 7.1.2 零件造型
图7.2 二维数控加工的CAD模型
7.1.3 数控加工自动编程
• 1．定义刀具
图7.7 所定义刀具的列表
• 2．工作设定
图7.9
• 3．生成数控加工刀具路径
• 步骤1 • 步骤2 • 步骤3 • 步骤4
• （3）刀具的选择 • （4）编制数控加工工序卡
表7.2
数控加工工序卡
工步号
工步内容
1 粗加工上表面，采用插削粗加工
2
粗加工模具型腔，采用插削式粗加 工
3 粗加工球面，采用环绕等距精加工
4 精加工上表面
5 半精加工型腔（回转曲面除外）
6 精加工型腔
7 精加工型腔侧面
8 粗加工回转曲面 9 精加工回转曲面
• 4．执行实体切削模拟并后置处理 生成NC程序
图7.43 操作管理对话框
图7.44 实体切削验证工具条
图7.45 实体切削模拟的结果
图7.47 后置处理所得的NC程序
• 7.2 电话听筒凹模的数控 加工
• 如图7.48所示为某电话机听筒 凹模的零件图。
• 图7.49所示为该零件的3D造型 图。
图7.20
• （3）对8个预钻孔铰削至尺寸Φ 12H7： • 选取8个圆孔的圆心作为钻孔中心点。
• 步骤6 粗铣直槽
图7.23
• 步骤7 粗铣斜槽
图7.27
图7.30
• 步骤8 精加工直槽与斜槽
图7.31
图7.32
图7.35
• 步骤9 粗、精加工型腔
图7.36
图7.42 型腔挖槽粗、精加工的刀具路径
•
1．工件设定
• 2．粗加工刀具路径生成
• 步骤1 粗加工分型面
• 采用Φ 20直柄波纹立铣刀粗加 工去除大部分余量，预留1.5mm半精 和精加工量。
图7.127 分型面粗加工刀具路径生成
图7.128 模拟切削结果
• 步骤2 粗加工型芯面
• 采用Φ 16直柄球头铣刀粗加工 去除大部分余量，预留1.5mm半精 和精加工量。
• 1．粗铣上表面 • 这里采用φ 12插削式铣刀对上
表面执行插削式粗加工。
• 插削式曲面粗加工提供了两种 下刀路径。
• 一种是NCI方式，使刀具沿着 预先已生成的一个NCI文件投影在 加工曲面上的路径作插削式加工， 此方法较容易控制。
• 另一种是双向（Zigzag）方式， 通过定义矩形网格，控制刀具在网 格点位置做插削加工。
• 本例采用双向插削方式。
图7.85插削粗加工实体切削仿真效果
• 2．粗加工型腔（回转曲面与球面 除外）
• 采用φ 12插削式铣刀执行插削 式粗加工。
• 步骤1 生成插削加工所参照的 挖槽刀具路径。
• 步骤2 生成插削式粗加工路径。
图7.89
图7.91 插削式粗加工参数设置
• 3．粗加工球面
图7.60
• 步骤3 平移复制扫描曲面
图7.62
• 3．修剪拉伸实体
图7.63
图7.64
• 4．创建电话听筒的耳机部分。 • 步骤1 绘制构图面辅助线
图7.65
• 步骤2 设定绘图构图面
图7.66
• 步骤3 绘制电话听筒耳机部分的圆
图7.67
图7.68
• 步骤4 创建拉伸实体
• 这里采用φ 12键槽刀以曲面环 绕等距精加工方式来实现球面的粗 加工。
• 精加工上表面，使用R5球头铣 刀，参照上步设置环绕等距参数。
• 半精加工模具型腔包括球面， 使用R5球头铣刀，采用环绕等距精 加工方式。
• 精加工模具型腔包括球面，使 用R2球头铣刀，采用环绕等距精加 工方式。
• 精加工型腔侧面，采用圆锥形 球头立铣刀锥度为3度，采用外形 铣削方式。
• （3）其余表面粗糙度Ra3.2。
图7.1 腔体的零件图
7.1.1 工艺分析
• 1．零件的形状分析
• 2．数控加工工艺设计 • （1）加工工步设置 • （2）工件的装夹与定位 • （3）刀具的选择 • （4）编制数控加工工序卡
表7.1
工步号
工步内容
1 钻中心孔 2 钻Φ 11.8孔 3 钻Φ 34孔 4 镗阶梯Φ35孔 5 镗阶梯Φ36孔 6 钻中心孔 7 钻Φ 11.8孔 8 铰孔 9 粗铣直槽 10 粗加工斜槽 11 精加工直槽、斜槽 12 粗、精加工型腔
100
度
T03 R5球头铣刀
1500
150
T03 R5球头铣刀
பைடு நூலகம்
1500
150
7.2.2 零件实体造型
• 1．构建基本实体 步骤1 设置工作环境 步骤2 绘制电话听筒外形曲线
图7.55
• 步骤3 创建拉伸实体
图7.57
• 2．创建曲面 • 步骤1 绘制曲面的线架曲线
图7.59
• 步骤2 创建扫描曲面
数控加工工序卡
刀具号
刀具规格
T1 中心钻A3 T2 钻头Φ 11.8 T3 钻头Φ 34 T4 镗刀Φ35~40 T5 镗刀Φ35~40 T1 中心钻A3 T2 钻头Φ 11.8 T6 铰刀Φ 12H7 T7 键槽铣刀Φ 6 T8 键槽铣刀Φ 10 T8 键槽铣刀Φ 10 T9 圆柱立铣刀Φ 8
主轴转速 r/min 1000 800 500 1000 1000 1000 800 500 600 800 1200 1200
• 步骤3 改变原点位置。
• 调整构图面为FRONT，选择
•
/
• 第7章
• Mastercam在模具中的应用 实例
• 7.1 腔体零件的数控加工
• 如图7.1所示，为某腔体零件的 零件图，材料为LY12（硬铝）。
技术要求:
• （1）Φ 32+0.039、Φ 36+0.039两 阶梯孔要求樘孔。
• （2）2-Φ 12+0.027、3-Φ 12+0.027要 求铰孔。
图7.115 等距线绘制
•
4．存档
•
5．绘制止口
图7.116 拉伸参数设置
图7.117 止口生成结果
• 7.3.3 模具加工曲面、曲线生成
• 1．生成凸模所用曲面
• 选择
/
/
•
/
命令。
• 选取肥皂盒面壳实体即可。之 后隐藏实体并删除外侧曲面，结果 如图7.118所示。
• 2．按照塑料件收缩率放大凸模曲面
•
如图7.99所示为香皂盒面壳模
型,进行该零件的造型以及凸模制作。
图7.99 香皂盒面壳模型
图7.100 香皂盒面壳尺寸
7.3.1 工艺分析
• 1．零件的形状分析
• 2．数控加工工艺设计 • （1）加工工步设置 • （2）工件的装夹与定位
• （3）刀具的选择
• 工件的材料为40Cr，刀具材料 选用高速钢。