模具CAM实训报告讲解.docx

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模具CAM实训报告讲解

华东交通大学

材料科学与工程学院

模具CAM课程设计说明书

题目：

清新剂盖子数控加工

专业：

材料成型及控制工程

班级：

材料（模具）2013-2

学号：

姓名：

指导教师：

第一章零件的三维造型……………………………………3

第二章注塑模向导操作……………………………………3

第三章工艺路线的规划……………………………………4

第四章机械加工设备的选择………………………………6

第五章机械加工参数的确定………………………………7

第六章型腔数控加工过程及参数设置……………………9

第七章数控加工程序后处理………………………………17

零件剖视图…………………………………………………18

总结…………………………………………………………18

第一章零件的三维造型

该制件为固体清新剂盒子上盖，外观主要尺寸为直径70mm、高5mm，零件主体厚度为1mm，如图1-1所示：

图1-1零件图

第二章注塑模向导操作

通过注塑模向导进行初始化项目、定义工件、型腔布局、模具分型、加载模架（如图2-1）、建浇口、冷却水道、创建腔体等一系列操作，最终得到一模两腔型腔零件（这是转成stp格式之后的）如图2-2。

整个型腔零件包括浇口衬套、分流道孔、浇口、冷却水道孔、螺钉孔以及型腔。

图2-1

图2-2

第三章工艺路线的规划

3.1毛胚材料的选择和刀具材料的选择

1.毛胚材料

从零件的结构组成和几何形状来看，确定该工件为单件生产，主体为平面，局部有圆弧面、凸台及孔加工，主要加工方法为型腔铣和平面铣。

工件的长宽高为（120

110

20mm），采用长方体料，长宽高（122

122

22mm）。

本凹模零件的精度和表面质量要求高，所有采用模锻。

材料选用优质碳素结构钢（中碳钢），45号钢。

2.刀具材料

刀具的强度、刚度、硬度均要比毛坯材料更高，采用高速钢材料。

高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢。

3.2加工方法的选择

⑴平面加工方法的选择：

对于面型腔件来说，平面粗糙度要求最高的为Ra3.2，所以选择粗铣-半精铣-精铣这一加工方法就能达到要求。

（2）内外轮廓加工方法的选择：

此零件轮廓中的表面粗糙度最高为Ra3.2所以可以采用粗铣-半精铣-精铣的加工方法-。

（3）孔表面加工方法的选择：

此零件中因为孔的直径度小于20，且有精度要求，内孔表面采用钻-铰孔这一加工方法。

3.3加工工序划分

为了减小装夹次数，缩短定位时间，采取各表面集中进行加工。

机械加工工序的顺序原则为：

基准先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。

因此对该零件进行工序的划分为：

（1）以粗基准定位铣上表面，因为上表面作为的设计基准和定位基准，表面粗糙度为3.2μm，粗铣-精铣。

（2）加工型腔内表面，粗糙度要求3.2μm：

粗铣--半精铣--精铣。

（3）加工上表面入水口圆孔，粗糙度要求3.2μm，采用点钻—钻孔。

（4）加工四周表面上的水道圆孔，粗糙度要求3.2μm，采用点钻—钻孔

（5）加工上表面的浇口套孔，粗糙度3.2μm，采用点钻—钻孔

（6）检验。

3.4.1型腔表面及孔和流道的加工

以上表面进行定位，进行型腔表面的加工。

加工面如图所示：

加工该面的各结构由以下工步内容组成：

工步号

工步名称

工步内容

备注

1

铣

利用铣刀在铣床上进行上表面和四周面的粗加工

刀具直径D20

2

铣

利用铣刀在铣床上进行上表面和四周面的半精加工

刀具直径D20

3

铣

利用铣刀在铣床上进行型腔内部的粗加工

刀具直径D4

4

铣

利用铣刀在铣床上进行型腔内部的半精加工

刀具直径D4

5

铣

利用铣刀在铣床上进行型腔内部的精加工

刀具直径D2

6

铣

利用点钻在机床上进行钻中心孔

刀具直径D3

7

铣

利用麻花钻在机床上进行钻孔

刀具直径D6

8

铣

利用麻花钻在机床进行钻孔

刀具直径D16

9

铣

利用铣刀铣分流道

刀具直径D6R3

第四章机械加工设备的选择

4.1加工机床

选择数控铣床X8120。

基本参数如下表：

工作台工作面长*宽

200*650mm

铣头回转角度

±45°

立铣头端面至工作台面距离

0~350mm

工作台最大行程

纵向320mm，横向200mm，垂直360mm

主轴转速

50~2000r/min

电机功率

1.1kw

外形

1075*1068*1570mm

精度

直线度<150:

0.02,平行度<150:

0.02

4.2刀具与量具的选择

刀具的选择时数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

所以在选择刀具时应考虑工件材质、加工轮廓类型及刀具的耐用度等因素。

一般情况下应优先选择标准刀具（特别是硬质合金可转位刀具），综合考虑之后决定铣刀、麻花钻的材料为高速钢。

量具的选择：

对于双面型腔件在加工过程中测量及完成加工后检验的工具可以选择游标卡尺，游标卡尺是常用的一种量具，它能直接测量零件的外径、内径、长度、宽度、深度和孔径等。

使用简便。

所用的刀具有铣刀，钻刀。

查《机械加工工艺装备设计手册》表2-128和《金属切削手册》表6-2参数如下表：

刀具种类

刀具直径D/mm

总长L/mm

切削刃长度l

齿数z

粗齿直柄立铣刀

20

50

25

3

细齿锥柄立铣刀

24

50

25

4

中心钻刀

3

30

4

麻花钻刀

6

30

4

4

麻花钻刀

8

30

4

4

麻花钻刀

6

120

4

4

直柄键槽铣刀

3

32

5

2

4.3铣床夹具和切削液的选择

因为该零件为规则的板类零件，所以选用通用夹具——平口钳

冷却方法有浇注法、高压冷却法、喷雾冷却法和二液冷却法，本次加工时选用溶化油水溶液冷却。

第五章机械加工参数的确定

5.1加工余量的确定

采用锻件、铸造毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量不等，铸造时也会因砂型误差、收缩量及毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定，所以，除金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等，此外，锻造、铸造后，毛坯无论锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量。

根据锻件毛坯余量表，可以查的毛坯在厚度方向的余量为2.1，长度和宽度上的余量为2.

5.2铣削方式的确定

由于铣床选用的是数控铣床，不具有专一性，且工件为锻件，硬度较高。

所以选择铣削方式为逆铣。

逆铣的方式是铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反，铣刀切下的切削层由薄变厚，切削力由小变大。

在铣削力的作用下由于丝杆与螺母总保持接触，因而没有丝杆与螺母间隙对铣削的影响。

5.3切削用量的选择

铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量（铣削深度）和侧吃刀量（铣削宽度）四要素组成。

切削速Vc，切削速度Vc即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算：

一般立铣刀粗铣时的背吃刀以不超过铣刀半径原则，一般不超过7mm，以防止背吃刀量过大而造成刀具损坏，充分利用刀具的切削性能和铣床的功率、转矩等性能，在保证工序质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

由《机械加工实用手册》表5.3.16确定粗铣后毛坯余量1.5mm，半精铣后毛坯余量为1.0mm。

剩下的由精加工去除。

5.4切削速度和每齿进给量确定

铣削速度V=πDn/1000.（D为铣刀外径，n为铣刀转速）

钻削速度V=πDn/1000.（D为钻刀外径，n为钻刀转速）

铣削时S齿=S分/z*n（S齿为每转过一个齿的走刀量，z为齿数，n为转速）

钻削时S钻头前进的距离=（钻头每分钟前进距离/主轴转速）

计算得：

（由5.3的图确定）

直径D/mm

S分mm/min

铣削深度t/mm

铣削速度vm/min

20

74.64

3

15

6

60~72

2

15

4

65.34

0.5

15

3

63.69

0.2

8

带入公式计算可得：

D=20mm主轴转速n=20*1000/3.14*20=318.47r/min，圆整取318r/min。

进给率=齿数x主轴转速x每齿进给率（看上表）

D=24mm主轴转速n=20*1000/3.14*24=265.39r/min，圆整取265r/min。

D=6mm主轴转速n=8*1000/3.14*6=424.63r/min，圆整取425r/min。

D=4mm主轴转速n=8*1000/3.14*3=636.94r/min，圆整取637r/min。

d=6mm孔加工主轴转速n=15*1000/3.14*6=796.18r/min，圆整取796r/min。

d=4mm孔加工主轴转速n=15*1000/3.14*4=1194.27r/min，圆整取1194r/min。

d=3mm孔加工n=8*1000/3.14*3=849r/min，圆整取850r/min。

第六章型腔数控加工过程及参数设置

6.1型腔表面及四周粗加工过程及参数

6.2型腔粗加工过程及参数设置

6.3型腔表面粗加工过程及设置

6.4型腔表面精加工

6.5型腔内面精加工过程及参数设置

因为是精加工，所以余量为0

6.5平面精工过程及参数设置

加工效果如下

6.6浇口衬套孔钻孔过程及参数设置

6.7浇口衬套孔钻孔过程及参数设置

6.8水道钻孔

水道加工与上平面螺钉孔加工方法相同，刀具直径同样选择3mm和6mm的，但是！

定义坐标系时要将加工坐标系移动到侧面！

这里不做赘述。

第七章数控加工后处理

由于加工程序太长，这里只给出前一部分和后一部分

前部分

后一部分

总结

通过这次独立的完成课程设计，从模型设计的建立到最后的模型自动编程，让我更加清楚的认识到了对于UG软件本身及其操作的不足，激发了我玩好这个软件的态度。

并且通过这次课程设计课题的制作，我不仅学会了如何自主学习，如何在不知的情况下于别人合作并且学会了如何在大量的文字图书，电子图书中，如何快速有效的遭到自己所需的信息，从而解决问题。

现在，我敢大胆自信的说，我已经基本掌握了UG建模、自动编程方面的知识，生活中的日用品，只要给我点时间，我都能利用UG建出来。

综合这次实训中，零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、UG的建模和编程及后处理等，这一系列的操作完成对零件型腔的设计及加工任务。

在这次实训中，总结了一下几点教训和经验：

1、建腔时提示发生错误，可能是目标体和工具体不小心选到了同样的部件：

2、孔刀具选择后不能加工不在同一个平面的直径相同的孔：

3、在加工处理看加工效果时，如果碰到需要定义毛胚的情况，可能是workpiece里没定义毛坯尺寸，导致后面一直出现需要定义毛胚的情况

4、对于刀具的认识还有一些不足，目前知道了刀具加工面时刀具直径应占面的20%，刀具长度在50~70mm时通常选用50mm，产品公差在+-0.05时，刀具产生误差在+-0.01；产品公差在+-0.1时，误差在0.02。

选用多长的刀具，刀刃多长，他们之间的关系以及他们和加工板厚、加工深度之间的关系不清楚

5、碰到新问题时，可以用以前做的零件进行试验，观察与现有零件的差别，从而找到解决问题的方法、。

6、加工孔的刀具和加工面的刀具带来的误差是不一样的，之前一直认为是一样的。

总的来说，这次课设让我加强了独立处理事情的能力、分析和解决问题的能力，这对于我的生活和学习都有很大的好处，在此感谢我的同学和老师，让我有了一次充实的课设之旅。