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需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 汽车灯罩模具设计与数控加工 学 生：周 澳 指导老师： （湖南农业大学理工学院，长沙 410128） 摘 要： 本设计的主要任务是利用 称 件辅助三维造型 （建模）以及分模 。 包括了建模和分模的基本流程和具体操作步骤。 利用 件设计注塑模具在模具制造领域是一项很先进的技术。 件的复合建模方式在模具的三维造型设计方面具有很大的优势，能够灵活的运用这种建模方式是学习 件的重要性之一。本设计利用 件的特色，针对塑料注塑模具的设计要求，制作了清晰、生动、形象的三 维立体模型，逼真的展现了各个部件和系统的原理和工作特性。 关键词： 三维造型；建模；分模 of is G) of G in is a UG in a of is of G G a of 前言 模具是现代工业生产的重要工艺设备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等的生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具进行加需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工。根据国际技术协 会预测，到 2005 年产品零件粗加工的 75，精加工的 50将由模具加工完成。 在世界上一些工业发达国家里，模具工业的发展是很迅速的。据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。随着生产和科学技术的迅速发展，产品更新、改型加快，模具的更新越来越快。为了适应工业生产对模具的需求，在模具生产中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量， 也提高了模具制造的机械化、自动化程度。电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达国家的模具工业还将有新的发展。 尽管我国的模具工业这些年来发展较快，但不论从设计、制造方面，还是从生产能力方面还远不能适应国民经济发展的需要，严重影响工业产品品种的发展和质量的提高。为了尽快改变这种状况，国家已采取许多措施促进模具工业的发展。争取在较短的时间内使模具生产基本适应各行业发展的需要；掌握生产精密、复杂、大型、长寿命模具的技术；使模具标准件实现大批量生产。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 3 需要购买对应 纸 咨询 14951605 4 需要购买对应 纸 咨询 14951605 5 由于模具是一种生产效率很 高的工艺装备，其种类很多，组成各种不同用途模具的零件更是多种多样。模具生产多为单件生产。这就给模具生产带来许多困难，为了减少模具设计和制造的工作量，世界上一些工业发达的国家对模具零件的标准化工作非常重视。标准化了的模具零件可以组织批量生产，并向市场提供这些模具的标准零件和组件。制造一种新模具只需制造那些非标准零件，再将它和标准零件装配起来便成为一套完整的模具，从而使模具的生产周期缩短，制造成本降低。我国已制定了冷冲模、注塑模和压铸模等的国家标准。模架、模板、导柱、导套等模具的标准零件，也开始了小规模的专业化 生产。 2 汽车灯罩 汽车车灯是最容易损坏的部位，为了保护车灯通常装有保护灯罩，如图 1 所示是某款汽车尾灯的灯罩。 车灯罩的建模 车灯罩建模思路分析 汽车灯罩建模首先要研究产品的整体轮廓，然后将整个模型分解成主要特征和细节特征，先考虑主要特征设计，再考虑细节部分，对整个产品进行统一规划设计，尽可能使用全参数的建模方法。具体过程如下。 1. 特征分解 分析该汽车灯罩模型，首先可以将该产品模型分解为两个主要特征区，即灯罩基体和灯罩的内部腔体。将特征分解后，创建模型按照先后顺序为“灯罩基体” “灯罩内部腔体”。 2基本特征设计 对于灯罩基体轮廓，可利用草图拉伸来建立外形实体，然后创建一个拉伸曲面去裁剪该实体以得到灯罩外形轮廓。 3细节特征设计 利用常规腔体和特征操作方法进行产品的内部腔体和细节特征设计。 图 1 汽车灯罩 模型 需要购买对应 纸 咨询 14951605 6 从以上分析中可以得出汽车灯罩的建模思路为：先绘制截面草图并拉伸成产品模型的主要轮廓，然后创建一个截面草图拉伸成片体去修剪产品模型实体得到灯罩的具体轮廓，最后绘制各种腔体截面草图，利用常规腔体功能能建立灯罩的内部结构。 基础知识点与设计流程 在汽车灯罩建模的过程中，主要将用到 的知识点和设计流程如下表所示。 表 1 设计流程 设计流程与效果图 每步运用到的基础知识点及相关解释 步骤 1：拉伸特征 过程：草图拉伸 知识点：草图绘制和拉伸特征 草图要根据设计意图选择草绘平面，形状设计仅是一个粗略的草图轮廓，精确设计要对草图对象进行几何和尺寸约束。 拉伸特征用于沿指定方向扫掠 2、表面和草图的轮廓或曲线特征的直线距离来创建实体 步骤 2：修剪体 过程：草图拉伸片体修剪体 知识点：拉伸片体 对于拉伸特征，用户可采用“设置”组框中“体类型”下拉列表中的“片体”选项 来控制拉伸封闭截面曲线而生成片体特征 需要购买对应 纸 咨询 14951605 7 续表 1 步骤 3：抽壳特征 过程：抽壳 知识点：抽壳 使用“抽壳”特征可按指定的壁厚值抽空实体或在其四周创建壳体，也可未免单独制定厚度并移除单个面 步骤 4：常规腔体 过程：草图常规腔体 知识点：拉伸特征的布尔运算 求差：利用已有特征减去当前拉伸特征，保留相减后的已有特征部分可实现拉伸切除功能 汽车灯罩具体建模步骤 单击【标准】工具栏上的“新建”按钮 ，或选择下拉菜单中的【文件】【新建】命令 ,弹出“文件新建”对话框， 选择“模型”选项卡中的“模型”模板，在“名称”文本框输入“ 选择“毫米”单位，然后单击【确定】按钮，新建件文件。 2拉伸特征的创建 （ 1）单击【应用程序】工具栏上的“建模”按钮，或单击【标准】工具栏上的“开始” 按钮然后选择【建模】命令，也可以进入 X 模模块。 （ 2）单击【特征】工具栏上的“草图”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【草图】命令，系统弹出“创建草图”对话框。在图形区选择“ “面 ”图标，然后单击【确定】按钮，进入草图绘制状态。 （ 3）绘制拉伸截面草图，操作步骤如下。 在【草图曲线】工具栏上选择“配置文件”按钮 ，弹出“配置文件”对话框，利用“圆弧”图标 和“直线”图标 ，绘制两条圆弧和两条直线，如图 2 所示。 单击 【草图约束】工具栏上的“约束”按钮 ，对草图施加几何约束分别选择两条圆弧的圆心与基准 Y 轴，然后在弹出的“约束”对话框中的选择“点在曲线上”图标 ，如图 3 所示 。 单击【草图约束】工具栏上的“自动判断的尺寸”按钮 ，对草图施加尺寸约束，如图 4 所示。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 8 单击【草图生成器】工具栏上的“完成草图”按钮 ，完成草图制返回到建模窗口。 （ 4）创建拉伸特征。单击【特征】工具栏上的“拉伸”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【设计特征】【拉伸】命令弹出“拉伸”对话框，如图 5 所示。 在【选择条】工具栏中的“设计意图”下拉列表中选择“相连曲线”选项，然后再图形区选择上一步所创建的草图作为拉伸截面。 在“限制”组框中选择“值”拉伸方式，在“开始距离”和“终点距离”文本框中输入“ 0”、“ 80”，在“布尔”组框中选择布 尔运算类型为“无”，单击【确定】按钮，完成拉伸，如图 6 所示。 3修剪体操作 （ 1） 单击【特征】工具栏上的“草图”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】图 2 绘制草图圆弧和直线 图 3 施加点在曲线上几何约束 图 4 标注 草图尺寸 图 5 “拉伸”对话框 需要购买对应 纸 咨询 14951605 9 【草图】命令，系统弹出“创建草图”对话框。在图形区选择“ “ 面 ” 图标，然后单击【确定】按钮，进入草图绘制状态。 在【草图曲线】工具栏上选择“配置文件”按钮 ，弹出“配置文件”对话框，利用“圆弧”图标 和“直线”图标 ，绘制 3 条圆弧和 1条直线，如图 7 所示。 单击【草图约束】工具栏 上的“自动判断的尺寸”按钮 ，对草图施加尺寸约束，如图 8 所示。 单击【草图生成器】工具栏上的“完成草图”按钮 ，完成草图绘制返回到建模窗口。 （ 2）创建拉伸特征。单击【特征】工具栏上的“拉伸”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【设计特征】【拉伸】命令，弹出“拉伸”对话框，如图 9 所示。 在【选择条】工具栏中的“设计意图”下拉列表中选择“相连曲线”选项，然后再图形区选择上一步所创建的草图作为拉伸截面。 在“限制”组框中选择“值”拉伸方式，在“开始距离”和“终点距离”文本框中输入“ 0”、“ 50”，在“布尔”组框中选择布尔运算类型为“无”；图 6 创建拉伸特征 图 7 绘制草图直线和圆弧 图 8 标注草图尺寸 图 9 “拉伸”对话框 需要购买对应 纸 咨询 14951605 10 在“设置”组框中选择“体类型”为“片体”，单击【确定】按钮，完成拉伸，如图 10 所示。 （ 3）单击【特征操作】工具栏上的“修剪体”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【修剪】【修剪体】命令，弹出“修剪体”对话框。 单击“目标”组框中的“选择体”按钮 ，在图形区选择实体作为修剪目标体；在“刀具”组框中的“工具选项”下拉列表中选择“面或平面”方式，然后单击“面或平面”按钮 ，在图形区选择上一步所创建的曲面作为修剪体的表面。单击“确定”按钮，完成实 体修剪操作，如图 11 所示。 单击【实用工具】工具栏上的“隐藏”按钮 ，弹出“类选择”对话框。在“过滤器”组框中单击“类型”按钮 ，分别选择“片体”和“曲线”，然后单击“全选”按钮 ，单击【确定】按钮，隐藏所有的面和曲线，如图 12 所示。 4抽壳特征 （ 1）单击【特征操作】工具栏上的“抽壳”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【偏置 /缩放】【抽壳】命令，弹出“抽壳”对话框。 （ 2）在“类型”组框中选择“移除面，然后抽壳”抽壳类型，在图形区选择拉伸特征底面，然后在“厚度”组框中的“厚度”文本 框中输入 击【确定】按钮，完成抽壳特征创建，如图 13 所示。 图 10 创建拉伸片体特征 图 11 修剪体操作 图 12 隐藏曲面 图 13 曲线后的效果 需要购买对应 纸 咨询 14951605 11 5常规腔体创建 （ 1）单击【特征】工具栏上的“草图”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【草图】命令，系统弹出“创建草图”对话框。在图形区选择“ “面 ”图标，然后单击【确定】按钮，进入草图绘制状态。 在【草图曲线】工具栏上选择“配置文件”按钮 ，弹出“配置文件”对话框，利用“圆”图标 和“快速修剪”图标，绘制两条圆弧如图 14 所示。 单击【草图约束】工具栏上的“自动判断 的尺寸”按钮 ，对草图施加尺寸约束，如图 15 所示。 图 14 绘制草图曲线 图 15 标注草图尺寸 图 16 “腔体”对话框 单击【草图生成器】工具栏上的“完成草图”按钮 ，完成草图绘制返回到建模窗口。 （ 2）创建腔体。单击【特征】工具栏上的“腔体” ，或选择下拉菜单中的【插 入】【涉及特征】【腔体】命令，弹出“腔体”对话框，如图 16 所示。 单击如图 16 所示的对话框中的【常规】按钮，弹出“常规腔体”对话框，如图 17 所示。 图 17 “常规腔体” 对话框 图 18 选择放置面和放置面轮廓 需要购买对应 纸 咨询 14951605 12 单击“选择步骤”选项中的“放置面”图标 ,选择实体下部凹腔表面为腔体的放置面。然后单击“选择步骤”选项中的“放置面轮廓”图标，选择上一步所绘制的草图曲线为腔体上部分的轮廓线，如图 18 所示 单击“选择步骤”选项中的“底部面”图标，选择“底部面”下拉列表中的“偏置”选项，并在“从放置面”文本框中输入“ 1单击【确定】按钮，完成腔体创建，如图 19 所示。 图 19 创建常规腔体 6常规腔体创建 （ 1）单击【特征】工具栏上的“ 草图”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【草图】命令，系统弹出“创建草图”对话框。在图形区选择“ “面 ”图标，然后单击【确定】按钮，进入草图绘制状态。 单击【草图操作】工具栏上的“投影曲线”按钮 ，弹出“投影曲线”对 话框，如图 20 所示。 图 20 “投影曲线”对话框 选择实体下部凸缘的搜有内边线，然后单击“投影曲线”对话框中的【确定】按钮，完成投影曲线的创建，如图 21 所示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 13 图 21 创建投影曲线 单击【草图操 作】工具栏上的“偏置”按钮 ，选择上一步所有的投影曲线，在“距离”文本框中输入“ 1然后单击【确定】按钮，完成偏置曲线的创建，如图 22 所示。 图 22 创建偏置曲面 单击“转换至 /自参考对象”按钮 ，弹出“转换至 /自参考对象”对话框，选择所有投影曲线对象，单击【确定】按钮，将其转换为参考线，在图形中以双点线表示，如图 23 所示。 图 23 转换为参考线操作 单击【草图生成器】工具栏上的“完成草图”按钮 ，完成草图绘制返回到建模窗口。 （ 2）创建腔体。单击【特征】工具栏上的“腔体” ， 或选择下拉菜单中的【插入】【涉及特征】【腔体】命令，弹出“腔体”对话框。需要购买对应 纸 咨询 14951605 14 单击【常规】按钮，弹出“常规腔体”对话框，单击“选择步骤” 选项中的“放置面”图标 ,选择实体下部凸缘表面为腔体的放置面。然后单击“选择步骤”选项中的“放置面轮廓”图标，选择上一步所绘制的草图曲线为腔体上部分的轮廓线，如图 24 所示 单击“选择步骤”选项中的“底部面”图标，选择“偏置”选项，并在“从放置面”文本框中输入“ 单击【确定】按钮，完成腔体创建，如图 25 所示。 图 24 选择放置面和放置面 轮廓 图 25 创建常规腔体 图 26 倒圆角操作 7边倒圆 （ 1） 单击 【特征操作】工具栏上的“边倒圆”按钮 ，或选择下拉菜单中的【插入】【细节特征】【边倒圆】命令，弹出“边倒圆”对话框。在图形区选取凸台 图 27 倒圆角 下侧外边缘线，然后输入倒圆的半径为 2，单击【确定】按钮，完成边倒圆，如图26 所示。 （ 2）重复上述步骤（ 1），选择如图 27 所示的内、外边线，倒半径为 圆角。 8保存文件 需要购买对应 纸 咨询 14951605 15 选择下拉 菜单中的【文件】【保存】命令，保存汽车灯罩模型，为粉末做好准备，如图 28 所示。 图 28 倒圆角 汽车灯罩的分模 汽车灯罩分模思路分析 1实例整体分析 该汽车灯罩产品模型表面主要由片体组成，模具设计过程需要考虑以下问题： （ 1）产品模型 面与动定模板安装面不重合，必须调整 +标的高度以符合脱模要求。 （ 2）产品模型的分型线位于同一个曲面上，可采用扩大面创建关联的分模片 体，并将其扩大到成型镶件的边界之外以作为分型面。 2技术要点分析 该注塑模具的设计要点与难点主要如下。 1）模具坐标系的设定 模具坐标系的原点必须落在模架分型面上，且 +Z 方向只想模具的注入口，即 Z 方向的零位置正好分开模架的移动部分和固定部分。模具坐标系的定义过程，就是将产品从工作坐标系 （ 平移到模具装配的绝对坐标系 （ ，并以该绝对坐标系作为 模具坐标系。 2）分型面 由于该产品的分型面为一个曲面，而且分型线在同一个曲面，因此为了提高创建分型面的速度，可采用扩大曲面创建分型 面。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 16 基础知识点与设计流程 在汽车灯罩分模的过程中，主要用到的知识点和设计流程如下表所示。 设计流程与效果图 每步运用到的基础知识点及相关解释 步骤 1：项目初始化 知识点：装配结构 项目初始化的过程是 用 隆”功能生成一个默认的装配结构的拷贝结构 步骤 2：模具坐标系设定 知识点：模具坐标系 模具坐标系的定义过程，就是将产品模型从工作坐标系（ 移到模具装配的绝对坐标系（ 并以该绝对坐标系作为 模具 坐标系 步骤 3：成型镶件设定 知识点：成型相间的尺寸设置 成型镶件要在外形上报为产品模型，而且要跟模架上的模板类型相对应 步骤 4：型腔布局 知识点：型腔布局 型腔布局的作用是完成部件在模具系统中的摆放，多用于多件模 /多腔模布局中 步骤 5：扩大曲面分型 知识点：扩大曲面 扩大曲面功能用于提取体上的面，允许用来动态地修补孔，另外一个用途是当零件上有一个曲面能用于单个分模曲面时创建关联的分模薄体，扩大曲面到成型镶件的边界之外以作为分型面 步骤 6：创建型芯和型腔 知识点：型芯和型腔分型 搜索产品模 型的分型线，创建了分型面后，分别用型腔修剪片体和型芯修剪片体分割成型镶件，获得两个独立的型腔零件和型芯零件的过程称为型腔和型芯分型 汽车灯罩具体分模步骤 1汽车灯罩产品和项目初始化 需要购买对应 纸 咨询 14951605 17 (1)单击【开始】【所有应用模块】【注塑模向导】，进入“ 块。 （ 2）单击【注塑模向导】工具栏上的“项目初始化”按钮 ，打开“打开部件文件”对话框，选择刚才保存的 件，在弹出的“项目初始化”对话框中选择“毫米”单位，如图 29 所示。单击【确定】按钮， 系统将自动完成项目的初始化。 2定义汽车灯罩模具坐标系 （ 1）单击【实用工具】工具栏上的“移动 钮 ，选择“原点”把手，按住鼠标左键将其拖动到模型下侧外圆角点，如图 30 所示。 （ 2）选择下拉菜单中的【格式】【 【旋转】命令，弹出“旋转 ”对话框，如图 31 所示。选中“ +： 角度为“ 90”，单击【确定】按钮，完成工作坐标系旋转。 （ 3）单击【注塑模向导】工具栏上的“模具 钮 ，弹出“模具 话框，如图 32 所示。 图 29 “项目初始化“对话框 图 30 移动工作坐标系原点 需要购买对应 纸 咨询 14951605 18 图 31 “旋 转 ”对话框 图 32 “模具 话框 （ 4）在“模具 话框中，选择“锁定 Z 值”和“当前 项，单击【确定】按钮完成模具坐标系的设定，如图 33 所示。 图 33 模具坐标系位置图 3定义汽车灯罩成型镶件 （ 1）单击【注塑模向导】工具栏上的“工件”按钮 ，弹出“工件尺寸”对话框，选择“标准长方体”选项，如图 37 所示。在“ Z 向下移”文本框中输入“ 25”，在 “ 本框中输入“ 25”，其余接受“工件尺寸”对话框中的默认设置。 （ 2）单击“工件尺寸”对话框中的【确定】按钮，完成成型镶件的设计，如图 34所示。 4型腔布局 单击【注塑模具向导】工具栏上的“型腔布局”按钮 ，出现“型腔布局”对话框，单击【自动对准中心】按钮，完成型腔布局，如图 35 所示 图 34 “模具 话框图 35 模具坐标系位置图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 19 5创建分型面 （ 1）单击【模具工具】工具栏上的“ 扩大曲面”按钮 ，将弹出“选择面”对 话框，如图 36 所示。 （ 2）在图形区选择产品模型的凸缘表面作为要扩大的曲面，如图 37 所示。 （ 3）在弹出的“扩大片体”对话框中设定，勾选“切到边界”和“作为现有曲面”复选框，同时拖动滑块来扩大曲面的大小超出预定义的成型镶件尺寸，如图 38 所示。 （ 4）单击“扩大片体”对话框中的【确定】按钮，完成扩大曲面的创建，如图 39所示。 图 38 “选择面”对话框 图 39 选择要扩大的曲面 图 36 汽车灯罩成型镶件 图 37 自动对准中心 需要购买对应 纸 咨询 14951605 20 6创建汽车灯罩型芯和型腔 （ 1）单击【注塑模向导】工具栏上的“ 分型”按钮 ，将弹出“分型管理器”对话框，如图 40 所示。 （ 2） 单击“分型管理器”对话框中的“抽取区域和分型线”按钮 ，弹出“区域和直线”对话框，选择“边界区域”如图 41 所示。 （ 3）单击 “区域和直线”对话框中的【确定】按钮，系统弹出“抽区域”对话框，如图 42 所示。 （ 4）由图 42 可见分模零件上面的总数等于型芯、型腔上的面的总数。单击 “抽取区域”对话框中的【确定】按钮，完成区域的抽取。 图 40 “分型管理器”对话框 图 41“区域和直线”对话框 图 42“抽取区域”对话框 （ 5）单击“分型管理 器”对话框中的“创建型腔和型芯”按钮 ，弹出“型腔和型芯”对话框，如图 43 所示。 图 43 “型芯和型腔”对话框 图 44 “选择型腔片体”对话框 需要购买对应 纸 咨询 14951605 21 （ 6）单击【创建型腔】按钮，系统弹出“选择型腔片体”对话框。如图 44 所示。 （ 6）单击“选择片体”对话框中的【确定】按钮，完成型腔创建，如图 45 所示。 （ 7）采用创建型腔同样的方法创建型芯。单击【创建型芯】按钮，打开“选择型芯片体”对话框，创建型芯，如图 46 所示。 （ 8）选择下拉菜单中的【文件】【全部 保存】命令，保存所有的模具装配文件，中型腔保存在“ 件中，型芯保“ 图 45 型腔 图 46 型芯 车灯罩型芯的数控加工 车灯罩型芯加工思路分析 1整体分析 汽车灯罩型芯的分型面是由一个平缓曲面。成型面为多个曲面组成的，成型面和分型面之间是清角的，实际上该清角没办法通过数控铣加工直接加工到位的，只能加工到尽量小的余量，这样在后续钳工 整修时工作量小而且能保证精度。 2加工工艺分析 对于汽车灯罩型芯，选择方料作为毛坯，安排工序为“粗加工” “半精加工”“精加工”“残料清角”。 （ 1） 粗加工 首先进行粗加工，将大部分余量切除。粗加工采用型腔铣方式进行加工，走刀方式选择往复双向走刀，在步进选择恒定，距离为 15；每层切深最大为 1，粗加工的余量为 加工选择直径为 圆角刀。 （ 2） 半精加工 进行粗加工后，局部区域还存在较大的加工余量，并存在残余应力的变形等因素。为了保证精加工的质量，特安排了半精加工，以使周边保留均匀的加工余量。半精加需要购买对应 纸 咨询 14951605 22 工 采用等高轮廓铣方式进行加工，每层切深最大为 加工的余量为 别选择直径为 圆角铣刀。 （ 3）精加工 半精加工后，进行精加工，以使部件达到设计要求。精加工采用固定轴曲面铣方式进行加工，选择区域驱动方式。选择刀具直径为 球头刀，采用平行走刀的方式。“步进”选择“参与高度”，“高度”设为“ 置主轴转速为 3000切速度为 1000mm/ （ 4）清角加工 对于零件采用大刀具加工后的残料，选择一个较小的刀具进行清角加工。采用固定轴曲面铣清根切削驱动方式进行加工 ，加工采用 球头刀进行。选择“参考刀具偏置”，设置“参考刀具直径”为 4。 础知识点与设计流程 在汽车灯罩型芯数控加工的过程中，主要用到的知识点和设计流程如下表。 设计流程与效果图 每步运用到的基础知识点及相关解释 步骤 1：毛坯创建 知识点：建模模块与加工模块 在加工模块下可以选择应用菜单下的建模命令进入建模模块，反之亦然 步骤 2：工作环境设定 知识点：加工环境设置 “ 话配置”将决定 置的选择，而“ 将决定使用何种操作模块类型 步骤 3：粗加工 知识点：操 作中选择父级组 在各类操作中，也可以用几何图标指定操作的加工对象。但在操作对话框中指定的加工对象，只能为本次操作使用 步骤 4：半精加工 知识点：修剪边界 设置修剪边界可以使刀具中心加工到毛呸边缘，如果没有修建边界，也可以生成刀轨，但超出毛坯 需要购买对应 纸 咨询 14951605 23 续上表 步骤 5：曲面精加工 知识点：固定轴面步长设置 扩大曲面功能用于提取体上的面，允许用来动态地修补孔，另外一个用途是当零件上有一个曲面能用于单个分模曲面时创建关联的分模薄体，扩大曲面到成型镶 件的边界之外以作为分型面 步骤 6 知识点：清根切削驱动方式 清根切削驱动方法是沿零件表面之间形成的沟槽生成的沟槽生成刀轨，一般用于加工区的边缘凹处，已清除前面操作没有切削到的材料 车灯罩具体数控加工步骤 1，单击【标准】工具栏的打开按钮，打开：“打开部分文件”对话框，选择“光盘文件中的 文件，单击【确定】按钮，打开文件。 2，单击【标准】工具栏的拉伸按钮此时拉下菜单，然后选择【建模】命 令，进入建模模块。 单击【标准】工具栏的拉伸按钮此时拉下菜单【插入】 -【设计特征】 -【拉伸】命令，弹出拉伸对话框。 在【选择条】工具栏的设计意图，下拉列表中选择面的边选项，在图形区选择实体底面作为拉伸截面，如图 47 在“限制”组框选择值拉伸方式，在开始距离和终点距离文本框输入 0 50 在布尔组框选择布尔运算类型为无，单击【确定】，完成拉伸，如图 48 图 47 部件几何 图 48 毛坯几何 需要购买对应 纸 咨询 14951605 24 选择下拉菜单中【格式】 -【移动至图层】命 令，在图形区选择上一步所创建的毛坯。 单击【应用程序】工具栏上的【加工】按钮，或单击【标准】工具栏上的“起始”按钮，在弹出下拉菜单选择【加工】命令，系统弹出加工环境对话框。如图 49 在“ 话配置”中选择“ ,在“ 置”中选择“ 击【初始化】按钮，初始化加工环境。 3粗加工 单击【操作导航器】工具栏上的“程序顺序图”按钮，操作导航器切换到程序视图。 创建操作 单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮，或选择下拉菜单中的 【插入】-【操作】命令，弹出“创建操作”对话框，如图 50 所示。 图 49 加工环境 图 50 创建操作 在“创建操作的类型”对话框的类型下拉列表选择 操作子类型”选择第一行第一个图标“程序”选择 具选择 何体选择“ ,在名称输入 1 单击【确定】或者【应用】弹出“行腔铣”对话框，如图 51 需要购买对应 纸 咨询 14951605 25 图 51 型腔铣 在几何体中选择几何体选项后的“编辑”按钮，系统弹出“ 话框，如图示 在 话框中，选择几何体选项后的编辑按钮，组框中的“安全设置选项”下拉列表中选择平面选项，然后单击选择安全平面按钮，弹出平面对话框选择 话框。选择 标，在偏置文本输入 50 将安全设置相对于平面对话框距离为 52 如图所示 图 52 平面构造 需要购买对应 纸 咨询 14951605 26 1. 选择 几何体 部件几何体。单击“几何体”组框中“指定部件” 选项后的“选择或编辑几何体”按钮弹出部件几何体对话框。在过滤方式下拉列表体，在图形区选择区选择产品模型，单击【确定】按钮，完成部件几何的创建，如图 53 所示。 毛坯几何。单击“几何体”组框中“指定毛坯”选项后“选择或编辑毛坯几何体”按钮，弹出“毛坯几何体”对话框，在“过滤方式”对话框下拉列表选择体，选择第 2 层的毛坯，单击【确定】按钮，完成毛坯几何创建，如图 54 修剪几何体。单击几何体组框中“指定修剪边界”选项后发“选择或边界编辑修剪边界”按钮弹出“修剪 边界”对话框。在“过滤器类型”选项下选择“体”，勾选“忽略岛”复选框，修建体为外部，然后在图形区选择产品模型最大边界线，单击【确定】按钮。如图 55 图 53 创建几何 图 54 毛坯几何 图 55 修剪几何 2. 创建刀具 在“刀具”组框中，单击刀具选项后新建按钮，如图 56。此时，系统弹出心的刀具对话框。 在 新的刀具的对话框中，在类型下拉列表中选择 具子类型，选择 标，在名称文本中输入 图 57 所示 图 56 刀具对话框 图 57 刀具子类型 需要购买对应 纸 咨询 14951605 27 单击新的刀具对话框的“确定“按钮弹出 话框，如图所示，设定“直径”为 20,底边半径为 5 刀具号为 1，其他参数接受默认设置，单击确定按钮，完成刀具创建。如图 58 所示 图 58 新的刀具对话框 3. 选择切削模式和切削用量 在行腔对话框的刀轨模式下拉列表中选择往复切削方式， 4. 设置切削参数 在行腔对话框中，单击刀轨设置 组框中参数按钮，弹出切削参数对话框，进行切削参数设置 。 策略选项卡：单击刀轨设置切削参数按钮，为自定义 “度数”为 90，壁清洗，为在终点，在边上延伸为 0 毛坯距离为 0 其他接受默认如图 59 图 59 策略选项卡 余量选项卡 需要购买对应 纸 咨询 14951605 28 勾选 用与侧面一样的底面，在部件侧面余量文本中输入 余接受默认设置，如图 60 图 60 余量选项卡 7 设置非切削参数 单击刀轨设置组框中的非切削移动按钮，弹出非切削对话框，进刀对话框。进刀选项卡：在“封闭的区域中”组框中进刀类型为螺旋 线，直径为 80 斜角为 10，在开发区域组框中，类型为圆弧中类型为圆弧，其他参数接受默认如图所示 61 8进给刀轨设置组框中的进给和速度按钮，弹出进给对话框。设置主轴转速为900削速度为 800，进刀速度为 400，其他默认设置，如图所示 62 图 61 非切削参数 图 62 进给 9 生成刀具路径并验证 需要购买对应 纸 咨询 14951605 29 在操作对话框中完成参数设置后，单击该对话框底部操作组框中的生成按钮，可生成该操作的刀具路径，然后单击操作对话框底部的确认按钮，弹出 刀轨可视化对话框然后选择 2D 动态选项卡，然后单击播发按钮，可进行 2D 动态刀具切削过程模拟，单击【确定】按钮，并关闭型腔对话框。 图 63 生成刀具路径并验证 在型铣腔对话框中，单击刀轨设置组框中的切削参数按钮，弹出切削参数对话框，进行切削参数设置。 策略选项卡 切削方向为顺铣，切削顺序为深度优先，切削角为用户定义 度数为 90，壁为终点，延伸为 0 毛坯距离为 0 其他接受默认设置 单击【确定】或者【应用】按钮弹出 话框，如图所示 64 图 64 创建操作 需要购买对应 纸 咨询 14951605 30 部件几何。单击“几何体 ” 组框中“指定部件”选项后的“选择或编辑部件几何体”按钮，弹出 ” 部件几何体 ” 对话框。在“过滤方式”下拉列表中选择“体”，在图形区选择产品模型，单击【确定】按钮，完成部件几何的创建，。 修剪几何。单击“几何体”组框中“指定修剪边界”选项后的。选择或编辑修剪边界”按钮，弹出“修剪边界。对话框。在。“过滤器类型。选项下选择。体”勾选“忽略岛”复选框，“修剪侧”为“外部”，然后在图形区 选择产品模型量大外边界线单击【确定】按钮，完成修剪边界的创建如图所示 65。 3)创建刀具 图 65 区域铣削驱动方式 在“刀具”组框中，单击。刀具”选项后的。新建”按钮，系统弹出“新的刀具”对话框。在“新的刀具”对话框中，“类型”下拉列表中选择“ 具子类型”选择“ 圈标，在“名称”文本框中输入“ 单击 ” 新的刀具 ” 。对话框中的【确定】按钮，弹出 “ 话框。 设定“直径”为“ 8”，“底圆角半径”为“ 2”，“刀具号”为“ 2”其他参数接受默认设置单击【确定】按扭，完成刀具创建。 (4)设置合并距离和切削深度 在“刀轨设置”组框中设置相关参数如下。 在“陡峭空间范围”下拉列表中选择无”选项。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 31 在“合并距离”文本框中输入 1，“最小切削深度”为 1，在“全局每刀深度”文本框中输入“ (5)设置切削参数 单击“刀轨设置”组框中的切削对话框，弹出“切削参数”按钮，弹出“切削加工参数”对话框，设置切削加工参数。策略选项卡，切 削方向为 “混合”，“切削顺序”为“深度优先”，勾选“在边上延伸，复选框，取消“在边缘滚动刀具”复选框，其他接受默认设置。 如图所示 66。 图 66 切削参数 (6)设置进给和速度 单击“刀轨设置”组框中的“进给和速度”按钮，弹出“进给”对话框。设置主轴转速”为 2500削速度为“ 1250”，进刀为“ 500”，单位为“毫米分钟（ ，其他接受默认设置。 (7)生成刀具路径并验证 在“操作”对话框中完成参数设置 后，单击该对话框底部“操作”组框中的“生成按钮。可生成该操做的刀具路径。然后单击“操作”对话框底部“操作”组框中的确认按钮，弹出“刀轨可视化”对话框，然后选择“ 2D 动态”选项卡，单击“播放”按钮，可进行 2D 动态刀具切削过程模拟。如图 67 需要购买对应 纸 咨询 14951605 32 图 68 刀轨可视化 单击“ 话框中的【确定】按钮，接受刀具路径，并关闭“ 话框。 5曲面精加工 单击【操作导航器】工具栏上的“程序顺序视图”按钮，操作导 航器切换到程序视图。 （ 1）创建操作 单击【操作导航器】工具栏上的“创建操作”按钮，或选择下拉菜单中的【插入】一【操作】命令，弹出“创建操作”对话框，如下图所示。 在 “ 创建 建操对话框中的“类型”下拉列表中选择“ “ 操作子类型，选择第 2 行 ， 第 1 个图标 (“程序”选“ “刀具”选择 “ 几何体”选择“ ” 方法”选择“ 在“名称”文本框中输入“ 单击【确定】或者【应用】按钮，弹出“固定轴轮廓”对话框，如图所示 69。 图 69 创建操作 需要购买对应 纸 咨询 14951605 33 (2)选择几何体 部件几何。单击“几何体”组框中“指定部件”选项后的“选择或编辑部件几何体”按钮， ” 弹出部件几何体 ” 对话框。在 ” 过滤方式”下拉列表中选择“体”。在图形区选择产品模型，单击【确定】按钮，完成部件几何的创建。 修剪几何。单击“几何体”组框中“指定修剪边界”选项后的“选择或编辑修剪边界”按钮圈，弹出“修剪边界”对话框。在“过滤 器类型”选项下选择“体”，勾选“忽略岛”复选框，“修剪侧”为“外部”，然后在图形区选择产品模型最大外边界线，单击【确定】按钮，完成修剪边界的创建，如图所示 70。 图 70 修剪几何 在“刀具”组框中，单击“刀具”选项后的“新建”按钮选项后。系统弹出“新的刀具”对话框。在“新的刀具”对话框中，在“类型”下拉列表中选择“ “刀具子类型”选择“ 标，在“名称”文本框中输“ 单击“新的刀具 ”对话框中的【确定】按钮，弹出“ 5 对话框。设定“直径”为“ 4”，“底圆角半径”为“ 2”，“刀具号”为“ 3”，其他参数接受默认设置， (4)选择驱动方式 在“固定轴轮廓”对话框中，在“驱动方式组框中的“方法”下拉列表中选取域铣削”，系统弹出“区域铣削驱动方式”对话框，如图所示 71。 图 71 区域铣削驱动方式 需要购买对应 纸 咨询 14951605 34 “陡峭空间范围”组框：“方法”选择“无”在“区域铣削驱动方式”对话框中设置相关的铣削参数在“陡峭空间范围”下拉列表中选择“无”选项。 “驱动设置”组框： “图样”选择“平行方式国”；“切削类型为双复”；切削方向，选择“顺铣”；“步进”选择“残余高度”，在“高度”文本框中输入“ 0 01”步距已应用选择在部件上”。“切削角”为“用户定义”，“度数”为“ 45”。 单击【确定】按钮，返回“固定轴轮廓铣”对话框。 3 设置切削参数 单击“刀轨设置”组框中“切削参数”按钮弹出“切削参数对话框，设置切削加工参数。 (3)设置切削参数 单击“刀轨设置”组框中的“切削参数”按钮。弹出切削参数对话框，设置切削加工参数。 “策略”选项卡：“切削方向”为“顺铣 ”，勾选“在边上延伸复选框，并设置“距离为 100， 取消“在边缘滚动刀具”复选框，其他接受默认设置，如图 72。 图 72 切削参数 “更多”选项卡：“最大步长”文本框中输入“ 0 01”；取消应用于步距”复选框，勾选优化刀轨”复选框，如图所示 73. 需要购买对应 纸 咨询 14951605 35 图 73 最大步长 (4)设置非切削参数 在“固定轴轮廓”对话框中单击刀轨设置，组框中的“非切削移动”按钮 弹出非切削移动按钮，弹出非切削运动对话框 如图 74 图 74 固定轴轮廓 在“传递、速”选项卡中的“区域之间”设置相关参数如下。 分别设置“逼近方法”为“从间隙开始的刀轴”，“安全设置选项”为“自动”。 分别设置“分离方法”为“到间隙的刀轴”，“安全设置选项”为“自动”。 单击“非切削移动”对话框中的【确定】按钮，完成非切削参数的设置。 非切削运动参数设置 (5)设置进给和速度 需要购买对应 纸 咨询 14951605 36 单击“刀轨设置”组框中的“进给和速度”按钮阁。弹出“进给”对话框。设置“主 轴转速”为 3000 切削速度为“ 1000，进刀为“ 500，单位为“毫米，分钟 (，其他接受默认设置。 (6)生成刀具路径并验证 在“操作”对话框中完成参数设置后，单击该对话框底部“操作”组框中的“生成”按钮围，可生成该操作的刀具路径。然后单击“操作”对话框底部“操作”组框中的“确认”按钮凶。弹出“刀轨可视化”对话框，然后选择“ 2D 动态”选项卡，单击“播放”按钮翻 k。可进行 2D 动态刀具切削过程模拟。如图 75 图 75 2D 模拟 单击“固定轴轮廓”对话框中的【确定】按钮，接受刀具路径，并关闭“固定轴轮廓”对话框。 6清角 (1)复制曲面精加工操作 单击【操作导航器】工具栏上的“程序顺序视图”按钮、，操作导航器按刀具路径执行顺序列出当前零件的所有操作。 先用鼠标选择“ 操作，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 【复制】命令，复制“ 操作。 先用鼠标选择“ 操作，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【粘贴】命令，粘贴刚才复制的“ 操作。 先用鼠标选择“ _作，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【重命名】命令，更改操作名称为“ (2)创建刀具 需要购买对应 纸 咨询 14951605 37 在“刀具”组框中，单击“刀具”选项后的“新建”按钮渊，系统弹出“新的刀具”对话框。在 “新的刀具”对话框中，在“类型”下拉列表中选择“ ，“刀具子类型”选择“ 标，在“名称”文本框中输入“ 单击“新的刀具”对话框中的【确定】按钮，弹出“ 5 对话框。设定直径为“ 2”，“底圆角半径”为“ 1”，“刀具号”为“ 4”，其他参数接受默认设置，单击【确定】按钮，完成刀具创建。 (3)设置驱动方式 在“固定轴轮廓”对话框中，在“驱动方式”组框中的“方法”下拉列表中选取“清根”，系统弹出“清根驱动方式”对话框，如图所示 76 在“驱动设置”组框中 的“清根类型”刀具偏置”。“步进”为 0 01。返参数。“更的“生成”“确认”按扭 图 76 清根类型 “驱动设置”组框：“图样”选择“平行方式国”；“切削类型为双向往复国”；切削方向选择“顺铣”；“步进”选择“残余高度”，在“高度”文本框中输入“ 0 01”； (4 设置切削参数 单击“刀轨设置”组框中的“切削参数”按钮鲴。弹出切削参数对话框，设置切削加工参数。更多选项卡。 (5 生成刀具路径并验证 产生刀具路径：在操作”对话框中完成 参数设置后，单击该对话框底部“操作”组框中的“生成”按钮，可生成该操作的刀具路径。然后单击“操作”对话框底部“操需要购买对应 纸 咨询 14951605 38 作”组框中的“确认”按钮凶。弹“刀轨可视化”对话框，然后选择“ 2D 动态”选项卡，单击“播放”按钮翻。可进行 2D 动态刀具切削过程模拟。如图所示 77 图 77 2D 生成刀具路径验证
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