1、实验中用到的主要设备和软件有:1) 测试设备CMT5205微机控制电子万能试验机、三维扫描设备2) 加工设备机械加工普通设备、数控线切割机床、数控铣床等3) 冲压设备四柱万能液压机、机械压力机4) 工量具游标卡尺、千分尺、内六角扳手等5) 计算机软件UG、PRO/E、制造工程师、Dynaform等实验过程1、 产品设计使用CAD软件进行设计,肥皂盒的二维图和三维图如下:2、 板料力学性能与成形性测试SUS304作为AUSTENITE系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀,热处理后不发生硬化,几乎没有磁性 SUS304特性及实用用途: 特性-奥氏体基本钢种,用途最为广泛;-耐蚀性和
2、耐热性优良;-低温强度和机械性能优良;-单相奥氏体组织,无热处理硬化现象用途-1,2 类餐具 , 外装材 , 建筑材料 , 汽车部件 ,-医疗器械 , 化学 , 食品工艺 , 纤维产业 , -船舶部件化学成分:(单位:wt%)规格CSi MnPSCrNi TYPE3040.081.002.000.0450.03018.0-20.08.0-10.5机械性能:YS(Mpa)TS(Mpa)EL(%)Hv205520402003、 板料成形过程仿真用板料成形数值分析软件(Dynaform)对零件的成形进行仿真,分析变形过程,为制定工艺方案提供指导。(1)实验准备:通过UG软件进行建模,导出可用于Dyn
3、aform分析的数据模型,数据格式为IGES,包括凸模、凹模、坯料、压边圈,如下图:(2)成形过程模拟:使用传统设置,合理选取参数(3)结果分析:经过对不同参数以及不同板料形状计算分析,现以尺寸为195mm145mm并去除四角30mm的板料为例加以具体分析说明(参数为压边力200000N,拉深高度27mm,拉深速度2000mm/s,凹模圆角为3mm)。FLD图从FLD图上看拉深变形情况比较良好,无开裂出现,均落在安全区域以内,主要的问题是起皱,这个问题可以考虑改变工艺参数来减少起皱的区域。厚度分布图从厚度分布图上看,厚度分布较为均匀,变薄最严重的区域出现在四个角,在实际加工中要注意避免此区域变
4、薄过大而发生破裂,此外压边部位有一些起皱,但问题不是很严重。4、 冲压工艺方案确定及模具设计(1)根据数值模拟结果,确定工艺方案为:剪切毛坯 拉深 切边 翻边各工序三维图毛坯拉深切边 翻边(2)模具设计模具设计时应注意的问题:1) 根据零件冲压成形工序性质及工艺力大小选择冲压设备类型及大小,模具的闭合高度、连接模柄、模具最大尺寸等必须与所选设备相配套。2) 根据冲压件质量要求、材质和板材厚度确定合理的模具间隙。3) 根据零部件的功能,确定零件之间的装配关系,合理标注形位公差。4) 更具冲压零件的尺寸精度及质量要求,选择合理的模具零件制造精度等级。5) 模具零件设计时应考虑其加工工艺性,尽量降低
5、加工成本。由工艺方案可知共需三套模具,分别为拉伸模、切边模、翻边模,以下为拉伸模的设计图纸拉深凹模(三维)拉深凸模(三维)装配图(二维)5、 模具制造、装配和调试(1) 模具零件的制造根据设计图纸及实验室设备条件,确定合理的制造工艺路线,制造模具零件。1) 定做毛坯根据图纸要求,确定模具零件的下料尺寸,外协定制坯料。2) 模具零件的机械加工根据图纸要求,对坯料进行车铣刨磨等加工3) 划线、钻孔和攻丝对各类零件划线、钻孔和攻丝4)热处理将不同要求的坯料分类外协热处理,保证零件硬度。5)模具零件的线切割加工(热处理后实施)对需线切割加工的零件,编制加工程序,选择合理加工参数制造。6) 模具零件的数
6、控加工(热处理前实施)a 利用UG根据图纸对零件进行三维实体建模。b 根据零件的特点,设计合适的加工工艺路线,(粗加工半精加工精加工),选择合适的刀具、切削速度、进给速度、每次进刀量等加工参数。c 启动UG的加工模块,依次生成粗加工、半精加工、精加工的刀具 轨迹,利用轨迹仿真模块进行仿真检验。d 利用UG的后处理功能,选择一种加工机床,并根据该机床的数控系统说明书、机床说明书等资料构建后处理器。包括:定义机床行程、Z轴、G代码、M代码、各加工轴的精度及范围、F功能、S功能、D功能等。e 利用UG的后处理功能,选择新构建的后处理器,生成适用于该机床的数控加工指令。f 将数控加工指令传到相应的基础
7、,并用数控机床加工相应的零件。UG加工应用实例建模并生成轨迹轨迹仿真生成加工代码(部分)%1234N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T01 M06N0040 G0 G90 X-1.1703 Y.061 S1000 M03N0050 G43 Z1.5748 H00N0060 Z1.2992N0070 G3 X-1.1703 Y.061 Z1.001 I.1664 J-.061 K.0475 F9.8N0080 X-1.1811 Y0.0 Z.9843 I.1664 J-.061 K.0475N0090 G1 Y-.1194 M08N0100
8、 G2 X-.8038 Y-.0787 I.3773 J-1.731N0110 G1 X.8038N0120 G2 X1.1811 Y-.1194 I0.0 J-1.7717N0130 G1 Y.1194N0140 G2 X.8038 Y.0787 I-.3773 J1.731N0150 G1 X-.8038N0160 G2 X-1.1811 Y.1194 I0.0 J1.7717N0170 G1 Y0.0N0180 X-1.378N0190 Y-.384N0200 G2 X-.8038 Y-.2756 I.5742 J-1.4664N0210 G1 X.8038N0220 G2 X1.378
9、 Y-.384 I0.0 J-1.5748N0230 G1 Y.384N7530 X-1.9775 Y-1.4515 I-1.8967 J5.1384N7540 G1 Y0.0N7550 G0 X-2.1743N7560 Z.315N7570 Z1.5748N7580 M02%双子星数控机床操作一、机床开机步骤1、接通机床电源2、将机床配电箱右侧总电源开关从“OFF”拨至“ON”;3、将双子星系统控制柜上右侧开关从“OFF”拨至“ON”,计算机进入Windows2000界面;二、FANUC与西门子系统的选择系统启动完成进入Windows2000系统界面后,双击桌面快捷方式“start.exe”
10、,屏幕出现提示:请选择系统:按802D键选择西门子系统,按Oi-M键选择FANUC按编辑面板上的对应键选择要运行的系统,进入数控界面。三、FANUC基本操作1、手动返回参考点(1)将控制面板上的模式选择开关拨到“回参考点”档;(2)按下控制面板上的“+Z”键,Z轴返回参考点后,参考点指示灯点亮;(3)按上述方法,依次按下“+X”键、“+Y”键,X、Y轴回参考点。2、安装工件、刀具将选用的刀具装到主轴夹头,将需加工的工件放在工作台上夹紧(在毛坯中点做标记)。3、对刀操作(1)将模式选择开关指向“手动连续进给”;(2)选择进给速度(可选60%70%倍率);(3)按“+X”或“-X”键,使X轴沿正向
11、或负向连续移动到工件原点附近;(4)对Y轴和Z轴进行同样的操作;(5)将模式选择开关指向“手轮模式”;(6)旋转轴选择开关,选择要移动的轴;(7)旋转手轮进给倍率开关,选择手轮进给倍率;(8)顺时针或逆时针旋转手轮,使选择的轴定位于工件原点;(9)记录下三轴的坐标值。4、设定工件原点偏移值(1)依次按编辑面板上的“POS”键、“OFFSET SETTING”键;(2)按下“坐标系”软键,屏幕显示工件坐标系设定界面;(3)使用方向键将光标移动到欲改变的工件原点偏移值上,首先将光标移到G54的X值上;(4)使用数字键输入数值,然后按下“INPUT”键;(5)重复(3)、(4)步,改变另两轴的偏移值
12、;(6)查看工件坐标系是否为“0,0,0”,如果是则继续,否则检查上面操作是否正确。5、自动加工事先应将编好的程序拷贝到时指定目录(D:MillMctFdata)下(1)查找文件将模式选择开关拨到“EDIT”位置,按“PROG”键;按系统显示屏下方的DIR软键;显示当前存储的程序名列表。(2)程序号检索选择“EDIT”或“自动”模式,按“PROG”键;使用字母和数字键输入程序号“Oxxxx”;输完程序名后,按O检索软键;检索结束后,将显示检索到的程序内容。(3)自动加工将模式选择开关指向“自动”档位;按控制面板上的“循环启动”按钮,启动自动运行,加工结束后自动停止;如要中途停止,可按“循环启动
13、”按钮右侧的“进给暂停”按钮,进给运动停止,再按“循环启动”按钮,可恢复被停止的程序;如要中断加工,可按下数控系统编辑面板上和“RESET”键,中断程序加工,再按“循环启动”按钮,程序将从头执行;加工中遇紧急情况可按下“急停按钮”。(2) 模具装配1) 检查模具零件是否符合图纸要求2) 组件的装配a. 将导柱、导套与模板装配并合模。b. 模柄和上模板装配。c. 将凸模与凸模固定板、凹模与凹模固定板或凸凹模与其固定板装配,形成不同组件。3) 模具总装配根据模具结构选取装配基准,按合理的装配顺序装配。4) 检验按模具装配技术条件进行装配检验。(3) 模具安装和调试1) 安装模具将模具安装在选用的设备上,上模通过模柄与设备滑块连接,下模通过压板与设备工作台连接。2)调试模具取毛坯进行试冲,通过调整凸模和凹模配合间隙深度、间隙及定位、压边及卸料等系统直至冲压出合格的零件。6、 冲压加工与产品后处理(1) 冲压加工根据工序图,分别进行冲压生产,并随时检查个半成品件是否符合图纸要求,以保证冲压件的最终成形。(2) 产品后处理1) 选用磨光机、抛光机等工具对产品件周边进行去毛刺、抛光加工。2) 将产品件清洗、晾干后入库。实验总结
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