茶杯模具造型與數(shù)控加工設計說明書

1、<p>　　河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文</p><p>　　茶杯模具造型與數(shù)控加工</p><p>　班 級：</p><p>　姓 名：</p><p>　專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)</p><p>　指導教師：</p><p>　答辯日期：2007年6月20日</p

2、><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本畢業(yè)設計較系統(tǒng)的介紹了數(shù)控技術(shù)的各方面知識,既總結(jié)了現(xiàn)代的加工技術(shù)現(xiàn)狀,又介紹了數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展前景及目標。</p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具已成為大批量生常各種工業(yè)產(chǎn)品和日用生活的重要工藝設備。應用模具的目的在于保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和降低制造成本。因此不但要有合理、正確

3、的模具設計技術(shù)，還必須有高效、高質(zhì)量的模具制造技術(shù)作為保證。</p><p>　　MasterCAM 集CAD與CAM于一體，使用方便，容易掌握，被廣泛用于機械制造業(yè)和模具行業(yè)中的零件二維繪圖三維制訂、數(shù)控自動編程與加工。用戶還可以將AutoCAD、MDT、Pro/E是參數(shù)化設計，能夠用最短的時間實現(xiàn)產(chǎn)品的設計與制造，靈活性比較高、更新快。本設計就是以Pro/E和MasterCAM軟件為基礎，采用Pro/E繪圖以

4、及進行實體造型，然后用Pro/E的數(shù)據(jù)接口將三維圖形調(diào)入MasterCAM中，進行自動加工，生成程序，實現(xiàn)CAD/CAM一體化。</p><p>　　本設計加入了高速切削技術(shù)，高速切削加工是面向21世紀的一項高新技術(shù)，它是一種不同于傳統(tǒng)加工的加工方式。與之相比，高速切削加工主軸轉(zhuǎn)速高、切削進給速度高、切削量小，但單位時間內(nèi)的材料切除量卻增加3～6倍。它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、

5、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來愈廣泛的應用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟效益，是當代先進制造技術(shù)的重要組成部分。因此采用高速切削工藝，縮短工藝路線，進而大大提高加工生產(chǎn)率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程 工藝路線 Pro/E MasterCAM 切削用量 數(shù)控程序</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

6、前 言..（I）</p><p><b>　　1 概論</b></p><p>　　1.1 本課題的來源、目的及意義(1)</p><p>　　1.2 課題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀(1)</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容(3)</p><p><b>　　2 數(shù)

7、控加工技術(shù)</b></p><p>　　2.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展前景(3)</p><p>　　2.2數(shù)控加工的適應性(4)</p><p>　　2.3數(shù)控加工的特點(5)</p><p>　　2.4數(shù)控工藝制定的主要內(nèi)容(6)</p><p>　　3 CAD/CAM技術(shù)在模具中的應用</p>

8、;<p>　　3.1 CAD/CAM概念(6)</p><p>　　3.2 常用軟件的介紹(7)</p><p>　　3.3 MasterCAM加工應用介紹(8)</p><p>　　4 高速加工技術(shù)與刀具材料</p><p>　　4.1高速切削技術(shù)概述(8)</p><p>　　4.2高速切削

9、技術(shù)應用(9)</p><p>　　5 茶杯模具設計與加工</p><p>　　5.1茶杯模具設計流程(10)</p><p>　　5.2茶杯加工工藝分析(16)</p><p>　　5.3茶杯加工工藝制訂(17)</p><p>　　5.4自動編程與仿真模擬操作(21)</p><p&

10、gt;　　5.5加工程序(22)</p><p><b>　　6 設計總結(jié)</b></p><p>　　6.1 本文總結(jié)(31)</p><p>　　致 謝(32)</p><p><b>　　參考文獻(33)</b></p><p><b>　　1

11、. 概 論</b></p><p>　　1.1模具制造的發(fā)展趨勢</p><p>　　先進制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品機構(gòu)和生產(chǎn)過程，對模具行業(yè)也是如此。質(zhì)量成本和時間已成為現(xiàn)代工程設計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與市場競爭。模具行業(yè)必須在技術(shù)、制造工業(yè)和生產(chǎn)模式等方面加以調(diào)整以適應著這種要求。模具制造現(xiàn)代化正成為國內(nèi)外行業(yè)

12、發(fā)展的一種趨勢。</p><p>　　模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝設備之一。無論是工業(yè)制品的生產(chǎn)，還是新產(chǎn)品的開發(fā)，都離不開模具?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。許多新技術(shù)和新設備的生產(chǎn)與應用往往源于模具工業(yè)。從某種意義上說，模具制造技術(shù)代表了一個國家的工業(yè)制造的發(fā)展水平。</p><p>　　模具型腔一般是形狀復雜的自由區(qū)曲面，材料硬度高。常規(guī)的加工方

13、法是粗切削加工后進行熱處理，然后進行磨削或電火花精加工，最后手工打磨、拋光，這樣使得加工周期很長。高速切削加工可以達到模具加工的精度要求，減少甚至取消了手工加工，而且采用新新型的刀具材料，高速切削可以加工硬度達到60HRC甚至硬度更高的工件材料，可以加工淬火后的模具。高速銑削加工技術(shù)在模具技術(shù)引進模具加工將會提高模具的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，提高模具的質(zhì)量。由于高速切削技術(shù)具有很高的加工效率，可以使由模具型腔的三維的實體模型到滿足設計要求的

14、模具快速轉(zhuǎn)化，真正的實現(xiàn)快速制模。</p><p>　　1.2 課題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前，我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具的精密度、復雜程度和壽命都有很大提高。如，主要的汽車模具企業(yè)已能生產(chǎn)大型、精密的轎車覆蓋件模具；體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面增加；塑料模熱流道技術(shù)日漸成熟，氣體輔助注射技術(shù)開始采用；壓鑄工藝得到發(fā)展。此外，CAD/CAM技術(shù)得到廣泛

15、應用，高速加工、復合加工等先進的加工技術(shù)也得到進一步推廣；快速原型進展很快；模具的標準化程度也有一定提高。但是，由于我國的模具行業(yè)起步較晚，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現(xiàn)在： </p><p>　　產(chǎn)需矛盾：隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度的加快，對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國內(nèi)市場的需要，只達到70％左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標準化程度低，生產(chǎn)周期長。

16、另外，設計和制造工藝水平還不能完全適應發(fā)展的需要。 </p><p>　　企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理：我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機廠的模具分廠或車間內(nèi)，模具的商品化程度低，而國外70％以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益俱佳。 </p><p>　　產(chǎn)品水平：衡量模具的產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。

17、而這幾項指標與國外相比的差距都十分明顯。 </p><p>　　針對不足和模具市場巨大的潛力，國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術(shù)的應用，提高大型、精密、復雜模具的制造水平；另一方面要針對不同模具市場的需求，有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實力有進一步提升，重點、骨干企業(yè)可以達到50%。2003年是“十五”關(guān)鍵的一年，如果做不到60%任務的完成，那么計劃就會失敗，而模具失敗了，對整個工

18、業(yè)都會有影響。 </p><p>　　近年來，外企進入中國加劇了競爭，也出現(xiàn)一些價格方面的惡性競爭。為了避免因為暫時的利益而損失長遠和整體的發(fā)展，未來一年中，行業(yè)協(xié)會也將加強模具企業(yè)間的組織和協(xié)調(diào)，制定合理的價格水平。同時，研究國際模具價格水平，以對行業(yè)進行指導和信息溝通。</p><p>　　加入世貿(mào)組織后，受影響最大的是汽車制造業(yè)，而汽車制造業(yè)是模具的一大用戶。到2006年，進口轎車的

19、關(guān)稅要由目前的80%降到25%，進口零部件關(guān)稅要降到10%。我國的汽車工業(yè)規(guī)模小，廠點多，人力、資金、技術(shù)分散，100多個整車廠家只生產(chǎn)200多萬輛汽車，僅為美國、日本等國家汽車產(chǎn)量的一個零頭?！叭胧馈焙?，我國汽車工業(yè)面臨的巨大壓力和挑戰(zhàn)，是顯而易見的。目前我國在農(nóng)用車、微型車、載貨卡車、摩托車等方面有比較優(yōu)勢。這幾種車輛所需要的模具，大部分是國內(nèi)模具企業(yè)提供的。所以“入世”后對這類模具的影響不會太大。轎車覆蓋件模具，目前大部分都是進口

20、的，一汽、東風、天汽等汽車模具制造廠家，現(xiàn)在只能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。所以轎車模具面臨的形勢十分嚴峻。我們必須狠抓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加大技術(shù)改造的力度，通過今后五六年的努力，使轎車覆蓋件模具的設計制造技術(shù)和生產(chǎn)能力再上一個臺階，替代一部分轎車模具的進口，增強國產(chǎn)轎車的市場競爭力。</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容</p><p><b>　　1.模具技術(shù)&

21、lt;/b></p><p><b>　　2.高速切削技術(shù)</b></p><p>　　3.CAD/CAM技術(shù)</p><p><b>　　4.模具材料</b></p><p><b>　　5.數(shù)控加工技術(shù)</b></p><p>　　把這幾項技術(shù)

22、綜合在本設計上的應用</p><p><b>　　2. 數(shù)控加工技術(shù)</b></p><p>　　2.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前景</p><p>　　1） 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢    效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能

23、力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。</p><p>　　在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。    在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 0

24、00h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。</p><p>　　2） 智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢</p><p>　　21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、

25、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。  網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在

26、近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environme</p><p>　　2.2數(shù)控加工的適應性</p&g

27、t;<p>　　數(shù)控機床是一種高自動化的機床，有一般機床所具備的許多優(yōu)點，所以數(shù)控機床加工技術(shù)的應用范圍在不斷的擴大，但數(shù)控機床是高精度機電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，成本高，因此對使用與維修都有較高的要求。根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內(nèi)外大量應用實踐，其最適應數(shù)控加工零件：</p><p>　　形狀復雜，加工精度要求高，通用機床很難加工或雖能加工但很難保證加工質(zhì)量的零件。</p><p

28、>　　用數(shù)學模型描述的復雜的曲線或曲面零件。</p><p>　　具有難測量，難控制進給，難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件。</p><p>　　必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多工序的零件。</p><p>　　2.3 數(shù)控加工的特點</p><p>　　控制機床實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為應用

29、于當代各個制造領(lǐng)域的先進制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點：</p><p>　　1.提高生產(chǎn)效率； </p><p>　　2.不需熟練的機床操作人員； </p&g

30、t;<p>　　3.提高加工精度并且保持加工質(zhì)量； </p><p>　　4. 可以減少工裝卡具； </p><p>　　5.可以減少各工序間的周轉(zhuǎn)，原來需要用多道工序完成的工件，用數(shù)控加工可以一次裝卡完成，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率。 </p><p>　　6.容易進行加工過程管理； </p><p>　　7.可以減少檢查工作

31、量； </p><p>　　8.可以降低廢、次品率； </p><p>　　9.便于制訂變更，加工設定柔性； </p><p>　　10.容易實現(xiàn)操作過程的自動化，一個人可以操作多臺機床；操作容易，極大減輕體力勞動強度 </p><p>　　隨著制造設備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術(shù)在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術(shù)與否及加

32、工過程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。數(shù)控加工技術(shù)應用的關(guān)鍵在于計算機輔助制訂和制造（CAD/CAM）系統(tǒng)的質(zhì)量。</p><p>　　如何進行數(shù)控加工程序的編制是影響數(shù)控加工效率及質(zhì)量的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的手工編程方法復雜、煩瑣，易于出錯，難于檢查，難以充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能。在模具加工中，經(jīng)常遇到形狀復雜的零件，其形狀用自由曲面來描述，采用手式編程方法基本上無法編制數(shù)控加工程序。近年來，由于計算機技

33、術(shù)的迅速發(fā)展，計算機的圖形處理功能有了很大增強，基于CAD/CAM技術(shù)進行圖形交互的自動編程方法日趨成熟，這種方法速度快、精度高、直觀、使用簡便和便于檢查。CAD/CAM技術(shù)在工業(yè)發(fā)達國家已得到廣泛使用。近年來在國內(nèi)的應用也越來越普及，成為實現(xiàn)制造業(yè)技術(shù)進步的一種必然趨勢。</p><p>　　2.4 數(shù)控工藝制定的主要內(nèi)容</p><p>　　加工方案主要由工件表面輪廓而定。例如，單純

34、銑削或銑槽的簡單小型零件，選擇數(shù)控銑床要比加工中心好；相反對于大型非圓曲線齒廓齒輪齒形的加工，在規(guī)格小的數(shù)控銑床上加工，往往受X和Y坐標行程的限制，無法一次加工全部齒形，必須配備分度夾具。這樣，就不如選擇規(guī)格大些的數(shù)控銑鏜床加工中心，以節(jié)省昂貴夾具的設計制造費用。</p><p>　　3. CAD/CAM技術(shù)在模具中的應用</p><p>　　3.1 CAD/CAM概念</p>

35、<p>　　1、計算機輔助設計（CAD）</p><p>　　計算機輔助設計(ComputerAidedDesign，簡稱CAD)，是以計算機為主要手段來輔助設計者完成某項設計工作的建立、修改、分析和優(yōu)化、信息輸出等全部任務的綜合性高新技術(shù)。作為現(xiàn)代先進設計與制造技術(shù)的基礎，CAD是多學科相交叉、知識密集型的高新技術(shù)。它使產(chǎn)品設計的傳統(tǒng)模式發(fā)生了深刻變革，不僅改變了工程界的設計思想及思維方式，而且影

36、響到企業(yè)的管理和商業(yè)對策，是現(xiàn)代企業(yè)必不可少的設計手段。計算機輔助設計的主要研究內(nèi)容包括造型技術(shù)、優(yōu)化設計、綜合評價和信息交換等方面。</p><p>　　(1)造型技術(shù) 計算機輔助設計是以各種數(shù)字化的圖形來表達設計方案，因此圖形處理和表達是計算機輔助設計技術(shù)研究的基礎與關(guān)鍵。人們在解決了二維圖形問題之后，主要目光集中在三維的圖形技術(shù)方面，曲面造型、實體造型、特征化造型、參數(shù)化設計等都是研究的重點。</p

37、><p>　　(2)優(yōu)化分析 在工程設計中往往要進行某些分析，包括力學、傳熱學、流體力學等。如今，提供優(yōu)化分析功能的各種專用軟件和商品化的通用軟件已被廣泛地集成到計算機輔助設計系統(tǒng)中去。它允許使用者在設計的同時就能夠進行數(shù)據(jù)的分析，為設計帶來了方便。從而提高了設計的質(zhì)量和效率。</p><p>　　2、計算機輔助制造（CAM）</p><p>　　CAM技術(shù)是通過計算

38、機的幾何造型，然后用計算機上的軟件進行工藝參數(shù)的調(diào)整和設置進行的工藝安排，自動的合理安排工藝路線和刀路參數(shù)進行的自動編程和加工的，CAM技術(shù)能夠完成零件的仿真檢測、加工模擬等自動計算功能。</p><p>　　3.2 常用軟件的介紹</p><p>　　隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和設計制造領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C新技術(shù)的迫切需求，各種各樣的CAD/CAM軟件應運而生。CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，

39、先后走過大型機、小型機、工作站和微機時代，每個時代都有當時流行的CAD/CAM軟件。目前，機械工程領(lǐng)域使用的CAD/CAM軟件呈現(xiàn)出“百花齊放、百家爭鳴”的局面。只有那些及時采用了最新技術(shù)、商品化程度高、操作簡便且功能豐富、齊備的CAD系統(tǒng)，才表現(xiàn)出更為強勁的生命力。國外CAD/CAM軟件較國內(nèi)同類軟件出現(xiàn)得較早，開發(fā)和應用的時間也較長，所以比較成熟。 目前，國外一些優(yōu)秀軟件如UG、Solidworks、Pro/E、MaterCAM等

40、，已經(jīng)占領(lǐng)了相當一部分國內(nèi)市場。</p><p>　　3.3 MasterCAM加工應用介紹</p><p>　　此軟件是美國CAN Software公司開發(fā)的基于PC Windows的CAD/CAM系統(tǒng)，在CAM領(lǐng)域MasterCAM是工業(yè)界較早的CAM自動化的軟件之一，具有易學易用、計算速度快、仿真功能強大、操作方便等優(yōu)點。</p><p>　　該設計采用Mas

41、terCAM10.0進行高速加工的， </p><p>　　MsterCAM10.0具有操作方便、參數(shù)化設計，易學易用，計算速度快，仿真效果好等特點。為適應市場創(chuàng)造了良好的效果。</p><p>　　本設計將詳細說明在茶杯模具數(shù)控加工的具體的工藝流程、操作步驟、參數(shù)的設置、刀具的選擇、走刀路線、仿真模擬、后處理、程序的生成、程序的修改等內(nèi)容。</p><p>　　4

42、．高速加工技術(shù)與刀具材料</p><p>　　4.1高速切削技術(shù)概述</p><p>　　高速加工技術(shù)是一項先進的制造工藝，已成為切削加工的重要發(fā)展方向，在航空航天、汽車、模具等行業(yè)得到越來越廣泛的應用，并逐漸向其它行業(yè)擴展。推廣應用高速切削加工技術(shù)，可以提高制造業(yè)的綜合效益和競爭力。研究和建立高速切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為生產(chǎn)企業(yè)提供迫切需要的高速切削加工數(shù)據(jù)，對推廣高速切削加工技術(shù)具有非常重要

43、的意義。</p><p>　　目前，國內(nèi)有關(guān)模具高速切削加工的實用工藝參數(shù)還十分缺乏，針對模具高速切削的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究和開發(fā)也報道的很少。而由于切削工藝參數(shù)選擇不當而影響零件的加工質(zhì)量和加工效率以及造成刀具嚴重磨損的情況還普遍存在，大量實例數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的流失又造成了資源的嚴重浪費。本文的主要目標就是構(gòu)建一個模具高速切削工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，將模具制造企業(yè)在實際生產(chǎn)中結(jié)合刀具、工件、機床與企業(yè)自身的實際情況積累

44、得高速切削加工實例、工藝參數(shù)和經(jīng)驗等數(shù)據(jù)有選擇地存儲到高速切削數(shù)據(jù)庫中，不但可以節(jié)省大量的人力、物力、財力，而且可以指導高速加工生產(chǎn)實踐，達到提高加工效率，降低刀具費用，獲得更高的經(jīng)濟效益。</p><p>　　4.2高速切削技術(shù)應用</p><p>　　采用高速加工技術(shù)加工模具，除加工產(chǎn)品質(zhì)量高以外，還能夠顯著減少乃至取消效率低下的磨削以及人工后加工工時，整體上縮短模具的加工制造周期。高

45、速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢。效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。</p><p>　　高速銑削技術(shù)的應用給工業(yè)帶來了希望，主要應用在軍工、航空航天、汽車、太空技術(shù)、模具制造、精密儀器、精密機床等許多的高科技領(lǐng)

46、域表現(xiàn)突出。</p><p>　　在以下的實例中將舉例說明高速銑削在實際加工中的應用，主要是在模具中的高速銑削為模具帶來的巨大的生產(chǎn)效益，不僅節(jié)約了生產(chǎn)時間、減少了加工工序、提高了生產(chǎn)質(zhì)量，更重要的是可以取代一部分的特種加工，為企業(yè)創(chuàng)造了效益，節(jié)約了成本。可以加工淬火鋼、模具鋼、鈦合金等一些較硬的材料。鋁合金、紫銅一些較軟的材料?？梢赃_到以銑代磨的效果，粗糙度進一步的提升，加工精度較好，尤其在軍工中的應用，為軍事

47、方面的高科技技術(shù)帶來了新生。</p><p>　　5. 茶杯模具設計與加工實例</p><p>　　5.1 茶杯模具設計流程</p><p>　　進入繪制茶杯模具外形輪廓</p><p><b>　　毛坯模型的建立</b></p><p><b>　　設置收縮率</b><

48、;/p><p><b>　　設置型芯分形面</b></p><p><b>　　茶杯模具位置的布置</b></p><p>　　5.2 茶杯加工工藝分析</p><p>　　5.2.1 茶杯模具材料的選擇</p><p>　　選擇合理性的標志，應是在滿足零件的性能要求的條件下最

49、大限度地發(fā)揮材料潛力，做到既要考慮提高材料強度的使用水平，同時也要減少材料的消耗和降低加工成本。同時要適應加工設備條件而設計加工工藝。選擇的一般原則，首先是滿足零件使用性能的前提下，現(xiàn)時考慮工藝性、經(jīng)濟性。只要根據(jù)我國的資源情況盡量選擇材料，45鋼是機械制造中廣泛使用的中碳優(yōu)質(zhì)碳素鋼，淬透性較低，水淬容易變形和開裂，經(jīng)適當熱處理后具有高的強度，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。為了保證有必要的韌性，并消除其殘余應力，應在淬火再回火后成索氏體。

50、該鋼具有良好的切削加工性能，冷變形塑性中等，鋼絲可供冷鐓?？珊附?，但焊接前需預熱，焊后需退火處理。綜合考慮，茶杯模具采用常用的中碳優(yōu)質(zhì)鋼45鋼。</p><p>　　5.2.2 刀具的選擇</p><p>　　1、切削速度公式Vc=πdn/1000</p><p>　　n—工件（或刀具）轉(zhuǎn)速</p><p>　　d—工件（或刀具）直徑<

51、;/p><p>　　2、刀具材料必需滿足的條件：</p><p>　　高的硬度、足夠的強度和韌性、良好的耐磨性、較好的耐熱性、良好的工藝性</p><p><b>　　3、選用工具材料：</b></p><p>　　主選高速鋼，牌號W18Cr4V，硬度HRC=62~70，耐熱溫度540~600℃，抗彎強度2.5~4.5 Gp

52、a</p><p><b>　　4、工藝性能</b></p><p>　　可冷熱加工成形，工藝性能好，需經(jīng)熱處理，磨削性能好，但高礬類較差。</p><p><b>　　5、磨削性能</b></p><p>　　耐磨性好，可用普通剛砂輪磨削</p><p>　　5.2.3

53、夾具的選擇</p><p>　　夾具，尤其是機床夾具，在機械制造業(yè)中應用很廣。由機床夾具和機床、刀具、工件組成的加工工藝系統(tǒng)，能夠根據(jù)工藝要求，迅速實現(xiàn)工件的定位和夾緊，并在加工過程中保持它們之間的正確相對位置。使用夾具，可提高勞動生產(chǎn)率和加工精度。在其他工藝過程中使用的夾具，也能起到類似的作用。</p><p>　　夾具是重要的機械制造工藝裝備，其主要作用包括：</p>&

54、lt;p>　　1）、提高加工精度和保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　2）、提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。</p><p>　　3）、擴大機床的工藝過程。</p><p>　　4）、減輕工人的勞動強度。</p><p>　　綜上所述結(jié)合本設計的實際情況，在加工中心中我們選用精密機用虎鉗，在數(shù)控車床中我們選用三爪卡盤。</p>

55、<p>　　5.2.4 確定數(shù)控銑削加工的內(nèi)容</p><p><b>　　數(shù)控加工工藝內(nèi)容</b></p><p><b>　　確定加工路線</b></p><p>　　在數(shù)控加工中心上面進行模具型腔的粗、精加工，先采用￠12的立銑刀進行左、右模腔的粗加工，在采用球刀進行精加工和清角加工，來完成模具行腔的

56、加工內(nèi)容。</p><p>　　在數(shù)控車床上面進行型心端面進行加工，然后再對外圓面進行粗車、精車。然后在調(diào)頭進行型心的另一端面的粗、精加工。</p><p><b>　　選擇刀具切削用量</b></p><p>　　銑刀種類及幾何尺寸根據(jù)被加工表面和尺寸選擇刀具的種類。選擇不同的刀具進行加工可以保證較好的加工精度和表面粗糙度，合理的選擇刀具可以

57、減少刀具的磨損和報廢，刀具對加工質(zhì)量有著重要的作用，下表是本零件的的加工刀具的選擇的尺寸和切削用量如下表1-1。</p><p><b>　　加工明細表1-1</b></p><p>　　5.2.5 零件圖樣的工藝分析</p><p><b>　　左模腔零件簡圖</b></p><p><b&

58、gt;　　右模腔零件圖</b></p><p>　　（1）數(shù)控銑削加工的主要內(nèi)容的選擇 在上圖的零件的圖樣所示該零件的輪廓曲線、圓弧及直線構(gòu)成，形狀復雜的，加工、檢驗都較困難，除了毛坯平面宜在普通機床上進行外，其余各加工部位需采用數(shù)控機床銑削加工。</p><p>　?。?）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件尺寸的標注基準較統(tǒng)一，且無封閉尺寸；構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件，無相

59、互矛盾之處，有利于數(shù)控加工。該零件是注塑模具。該零件要求IT6，表面粗糙度均為Ra0.8，要求有較高的精度，所以采用數(shù)控高速機進行高速銑削，能夠達到較高的尺寸精度和表面粗糙度，粗加工才用氣冷，精加工采用油冷，這樣可以保證較好的表面粗糙度。</p><p>　　根據(jù)上述零件分析方案，主要解決的問題，采用以下方法：</p><p>　?、?安排粗、精加工及清根加工。</p>&

60、lt;p>　?、?先加工左、右型腔，后加工型心這樣有適合工藝安排。</p><p>　?、?精加工采用小直徑的銑刀加工來進行加工。</p><p>　?、苄托牟捎酶咚佘囅鬟M行加工來進行加工，可以保證較好的粗糙度。</p><p><b>　　確定裝夾方案</b></p><p>　　在數(shù)控銑削加工工序中，可以根

61、據(jù)零件的形狀采用通用夾具、專用夾具和組合夾具來進行裝夾。該零件使用通用夾具：機用虎鉗進行裝夾，這樣即減少了制作專用夾具、組合夾具的時間和成本，同時機用虎鉗也可以保證裝夾定位精度和夾緊力。</p><p>　　5.3茶杯加工工藝制訂</p><p>　　根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀，制定如下加工工藝表；</p><p>　　模具型腔左模腔數(shù)控銑削加工工藝；</p>

62、<p>　　模具型腔右模腔數(shù)控銑削加工工藝；</p><p>　　模具型芯數(shù)控車削加工工藝；</p><p>　　左模腔數(shù)控銑削加工工藝表</p><p>　　右模腔數(shù)控銑削加工工藝表</p><p>　　型芯數(shù)控車削加工工藝表</p><p>　　5.4自動編程與仿真模擬操作</p><

63、;p>　　該零件采用MasterCAM10.0進行自動編程加工，其操作步驟如下：</p><p><b>　　左模腔的挖槽粗加工</b></p><p><b>　　挖槽粗加工仿真</b></p><p><b>　　刀具加工軌跡</b></p><p><b>

64、;　　5.5加工程序</b></p><p>　　左模腔挖槽粗加工程序：</p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O1255</b></p><p><b>　　G54G90</b></p><p>　　N104

65、T1 M6</p><p>　　N106 G0 G90 G54 X0. Y0. S25000 M3</p><p>　　N108 G43 H0 Z10.3 M8</p><p><b>　　N110 Z1.8</b></p><p>　　N112 G1 Z.3 F300.</p><p>　　N1

66、14 X17.395 Y-61.5 F5000.</p><p>　　N116 X-17.384</p><p>　　N118 G0 Z1.8</p><p>　　N120 Z10.3</p><p>　　N122 X17.395</p><p><b>　　N124 Z1.8</b></p

67、><p><b>　　………………</b></p><p>　　N126 G1 Z.3 F300.</p><p>　　N128 G2 X17.248 Y-60.303 CR=7.399 F5000.</p><p>　　N130 X17.247 Y-60.262 CR=1.</p><p>　　N1

68、32 G1 Y-55.118N840 Z.815</p><p>　　N842 G1 Z-.685 F300.</p><p>　　N844 Y-40.113 F5000.</p><p>　　N7536 Y-10.499 F5000.</p><p>　　N7538 X-23.59</p><p>　　N7540 G

69、0 Z-23.822</p><p>　　N7542 Z-15.322</p><p>　　N7544 X20.001</p><p>　　N7546 Z-23.822</p><p>　　N7548 G1 Z-25.322 F300.</p><p>　　N7550 Y-4.124 F5000.</p>

70、<p>　　N7552 X-34.3</p><p>　　N7554 G0 Z-23.822</p><p>　　N7556 Z-15.322</p><p>　　N7558 X20.001</p><p>　　N7560 Z-23.822</p><p>　　N7562 G1 Z-25.322 F300.

71、</p><p>　　N7564 Y2.251 F5000.</p><p>　　N7566 X-34.3</p><p>　　N7568 G0 Z-23.822</p><p>　　N7570 Z-15.322</p><p>　　N7606 Y21.376 F5000.</p><p>　　

72、N7608 X-20.879</p><p><b>　　N761</b></p><p>　　N8694 G3 X-35.234 Y-12.893 CR=1.269</p><p>　　N8696 G1 X-35.217 Y-12.937</p><p>　　N8698 G3 X-34.225 Y-13.693 CR=

73、1.198</p><p>　　N8700 G1 X-34.179 Y-13.698</p><p>　　N8702 G3 X-33.157 Y-13.7 CR=10.169</p><p>　　N8704 G0 Z-25.8</p><p>　　N8706 Z-16.8</p><p><b>　　N870

74、8 M5</b></p><p>　　N8710 G91 G28 Z0. M9</p><p>　　N8712 G28 X0. Y0.</p><p><b>　　N8714 M30</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>

75、;　　平行銑削程序：</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O5255</b></p><p><b>　　G54G90</b></p><p>　　N104 T1 M6</p><p>　　N106 G

76、0 G90 G54 X-60. Y-59.85 S10000 M3</p><p>　　N108 G43 H1.2 Z10.</p><p><b>　　N110 Z5.</b></p><p>　　N112 G1 Z0. F100.</p><p>　　N114 X-24.64 F5000.</p>&l

77、t;p>　　N116 X-24.461 Z-.021</p><p>　　N118 X-24.179</p><p>　　N120 X-23.272 Z-.191</p><p>　　N136 X-19.638 Z-5.261</p><p>　　N138 X-19.554 Z-6.819</p><p>　　N

78、140 X-19.354 Z-8.333</p><p>　　N142 X-19.036 Z-9.827</p><p>　　N144 X-18.603 Z-11.292</p><p>　　N146 X-18.058 Z-12.718</p><p>　　N148 X-17.404 Z-14.098</p><p>

79、　　N150 X-16.644 Z-15.423</p><p>　　N152 X-15.784 Z-16.685</p><p>　　N154 X-14.828 Z-17.877</p><p>　　N156 X-13.782 Z-18.99</p><p>　　N158 X-12.653 Z-20.019</p><p

80、>　　N160 X-11.448 Z-20.957</p><p>　　N162 X-10.173 Z-21.798</p><p>　　N164 X-8.837 Z-22.538</p><p>　　N166 X-7.447 Z-23.172</p><p>　　N168 X-6.013 Z-23.695</p><

81、;p>　　N170 X-4.542 Z-24.106</p><p>　　N172 X-3.043 Z-24.401</p><p>　　N174 X-1.526 Z-24.579</p><p><b>　　……………</b></p><p>　　N838 X-60.</p><p>　　

82、N840 Y58.801</p><p><b>　　N858 X60.</b></p><p>　　N860 Y59.551</p><p>　　N862 X-60.</p><p>　　N864 Y59.7</p><p><b>　　N866 X60.</b></

83、p><p>　　N868 Y59.85</p><p>　　N870 X-60.</p><p><b>　　N872 Y60.</b></p><p><b>　　N874 X60.</b></p><p>　　N876 G0 Z5.</p><p>&

84、lt;b>　　N878 Z10.</b></p><p><b>　　N880 M5</b></p><p>　　N882 G91 G28 Z0.</p><p>　　N884 G28 X0. Y0.</p><p><b>　　N886 M30</b></p>&l

85、t;p><b>　　%</b></p><p><b>　　流線粗加工程序：</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O5656</b></p><p><b>　　G54G90M08</b>

86、</p><p>　　N106G0X20.Y-35.A90.S1432M3</p><p>　　N108Z100.M8</p><p>　　N110Z-190.</p><p>　　N112G1G64Z-188.8F85.9</p><p>　　N114G0Z-190.</p><p>　　N1

87、16Z-189.4</p><p>　　N118G1Z-187.6</p><p>　　N120G0Z-190.</p><p>　　N122Z-188.2</p><p>　　N124G1Z-186.4</p><p>　　N126G0Z-190.</p><p>　　N128Z-187.&l

88、t;/p><p>　　N130G1Z-185.2</p><p>　　N132G0Z-190.</p><p>　　N134Z-185.8</p><p>　　N136G1Z-184.</p><p>　　N138G0Z-190.</p><p>　　N140Z-184.6</p>&

89、lt;p>　　N142G1Z-182.8</p><p>　　N144G0Z-190</p><p><b>　　……………</b></p><p>　　N8046Z67.2</p><p>　　N8048G1Z69.</p><p>　　N8050G0Z-45.</p>&l

90、t;p>　　N8052Z68.4</p><p>　　N8054G1Z70.</p><p>　　N8056G0Z245.</p><p><b>　　N8058M5</b></p><p>　　N8060G91G28Z0.M9</p><p>　　N8062G28X0.Y0.A0.<

91、/p><p><b>　　N8064M30</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　右模腔的加工程序：</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O5465

92、</b></p><p><b>　　G54G90M08</b></p><p>　　N106G0X-17.5Y-53.462A0.S3000M3</p><p>　　N108Z49.006</p><p>　　N110G1Y53.462F1500.</p><p>　　N112X-2

93、6.538Y62.5</p><p>　　N114X-133.462</p><p>　　N116X-142.5Y53.462</p><p>　　N118Y-53.462</p><p>　　N120X-133.462Y-62.5</p><p>　　N122X-26.538</p><p>

94、　　N124X-17.5Y-53.462</p><p>　　N126Z48.011F120.</p><p>　　N128Y53.462F1500.</p><p>　　N130X-26.538Y62.5</p><p>　　N132X-133.462</p><p>　　N134X-142.5Y53.462<

95、/p><p>　　N136Y-53.462</p><p>　　N138X-133.462Y-62.5</p><p><b>　　……………</b></p><p>　　N1748Y53.669</p><p>　　N1750X-26.331Y63.</p><p>　　N1

96、752X-133.669</p><p>　　N1754X-143.Y53.669</p><p>　　N1756Y-53.669</p><p>　　N1758X-133.669Y-63.</p><p>　　N1760X-26.331</p><p>　　N1762X-17.Y-53.669</p>

97、<p>　　N1764G0Z30.</p><p><b>　　N1766M5</b></p><p>　　N1768G91G28Z0.</p><p>　　N1770G28X0.Y0.A0.</p><p><b>　　G500</b></p><p><b

98、>　　N1772M30</b></p><p><b>　　%</b></p><p>　　右模腔的精加工程序：</p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O2565</b></p><p><b>

99、　　G54G90M08</b></p><p>　　N106G0X-40.Y-80.A0.S1432M3</p><p>　　N108Z100.M8</p><p><b>　　N110Z-40.</b></p><p>　　N112G1G64Z-38.8F85.9</p><p>　

100、　N114G0Z-40.</p><p>　　N116Z-39.4</p><p>　　N118G1Z-37.6</p><p>　　N120G0Z-40.</p><p>　　N122Z-38.2</p><p>　　N124G1Z-36.4</p><p>　　N126G0Z-40.<

101、/p><p><b>　　……………</b></p><p>　　N7848G1Z68.</p><p>　　N7850G0Z-40.</p><p>　　N7852Z67.4</p><p>　　N7854G1Z69.2</p><p>　　N7856G0Z-40.</

102、p><p>　　N7858Z68.6</p><p>　　N7860G1Z70.</p><p>　　N7862G0Z100.</p><p><b>　　N7864M5</b></p><p>　　N7866G91G28Z0.M9</p><p>　　N7868G28X0.Y

103、0.A0.</p><p><b>　　N7870M30</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　設計總結(jié)</b></p><p>　　通過本次的畢業(yè)設計使我知道了理論和實踐的相互結(jié)合的重要性，同時也深深的懂的個獨立思考和相互協(xié)作的重要性，在

104、這次畢業(yè)設計中使我對再校期間的知識的一個總結(jié)和概括，使我在設計的過程中不僅復習的所學的知識，更加鞏固了基礎知識，并且還在設計中的難點和重點作了概括和分析，在設計中同時也對過去在學習時漏掉的知識重新補了回來，并且充分的運用到實踐中去。</p><p>　　對于本次的學習中的不足之處作了修改，并且在設計中對一些新的科學技術(shù)有了一定的認識，在了解了一些新的科學技術(shù)的同時也對其做了深入的研究和學習，如：高速切削技術(shù)、涂層

105、刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)調(diào)整、先進的加工理論等方面的知識有所提高。</p><p>　　本次設計中的要點在于工藝的設計，由于在學習中只是知道一些理論上的東些，沒有實踐經(jīng)驗，所以對這方面的知識有所欠缺，并且在設計中也深入的去了解和閱讀這方面的書籍和內(nèi)容，該方面的知識有所不足之處，望老師對不足之處指出，我會虛心接受老師的指導，并認真改正。</p><p>　　這設計中的的新技術(shù)，我作了一些總結(jié)對以后

106、的這方面的技術(shù)，尤其在數(shù)控方面將有很好的發(fā)展方向，它是提高加工質(zhì)量和加工效率的一種先進方法，并在以后的學習和生產(chǎn)中作為重要的學習方向和目標。</p><p>　　該設計雖順利完成，但我覺得對一些基礎知識仍沒有掌握好，我也會對該方面的知識進行學習，對一些基本的知識要求會綜合運用。</p><p>　　在本次畢業(yè)設計中利用計算機輔助設計（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖，運用了數(shù)

107、控切削加工等加工技術(shù)。是一次對所學知識的全面總結(jié)和運用，是鞏固和加深各種理論知識靈活運用的實踐過程。通過畢業(yè)設計，可以很好的培養(yǎng)獨立分析，獨立工作的能力，為畢業(yè)以后走上工作崗位從事本技術(shù)工作打下良好的基礎。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一名高職學校的學生，自己動手做畢業(yè)設計，由于

108、經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。</p><p>　　在這里，首先要感謝我的指導教師楊瑞蘭，楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專

109、業(yè)水平外，他們的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此，謹向兩位尊敬的導師表示真誠的感謝和崇高的敬意！</p><p>　　在本課題的研究過程中，我的同學們也給予了很大的幫助,在此表示由衷的感謝！</p><p>　　謹向所有在本文的完成中給予作者關(guān)懷和幫助而在此無法一一提及的老師、同學和朋友致以誠摯的謝意！</p><p&g

110、t;<b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.宋世學.高速切削技術(shù)的發(fā)展與展望.制造技術(shù)與機床,2001/7: 5-7</p><p>　　2.李從心.高速切削技術(shù)及其在模具工業(yè)中的應用.現(xiàn)代制造工程，2002(9 ):31-33</p><p>　　3.艾興等編.高速切削加工技術(shù). 北京：國防工業(yè)出版社, 2003.10</

111、p><p>　　4.嚴雋琪等.推動我國高速切削工藝發(fā)展若干問題的探討.中國機械工程，1999 (11): 1296-1298</p><p>　　5.李從心.高速切削技術(shù)的研究與應用.模具技術(shù),2001(5): 61-65</p><p>　　6.莊永德.高速切削工藝淺析.電子機械工程,2000(6): 48-50</p><p>　　7.趙文祥

112、.硬質(zhì)合金刀具材料切削數(shù)據(jù)庫的建立與研究.1994</p><p>　　8.倪森壽. 機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書.2003</p><p>　　9.張貴香. 機電類專業(yè)畢業(yè)設計指南. 北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　10.趙長明，劉萬菊. 數(shù)控加工工藝及設備. 北京：高等教育出版社，2003</p><p>