模具CADCAM李名尧主编cai-6课件教学.pptVIP

第六章 模具CAM 模具制造与数控加工 数控编程技术基础 数控编程软件SurfCAM介绍 SurfCAM在模具制造中的应用 第一节 模具制造与数控加工一、模具制造的基本要求和特点 1. 模具制造的基本要求 制造精度高 使用寿命长 制造周期短 模具成本低 2. 模具制造的基本特点 模具制造难度较大，与一般机械加工相比，具有许多特殊性。 制造质量高 模具制造不仅要求加工精度高，而且还要求加工表面质量好。 形状复杂 材料硬度高 单件生产 二、模具制造的主要加工方法 1. 机械加工 2. 特种加工（电加工） 3. 塑性加工（主要指冷挤压制模法） 4. 铸造加工 5. 焊接加工 6. 数控加工 7. 数控加工 三、数控加工的特点及应用 1. 数控加工的特点 加工精度高、加工质量稳定 加工生产效率高 对零件加工适应性强 有利于生产管理 2. 数控加工的适用范围 形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工或虽然能加工但很难保证产品质量的零件； 复杂曲线轮廓或复杂曲面的零件； 难测量、难控制进给、难控制尺寸的具有内腔的壳体或盒形零件； 必须在一次装卡中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多道工序的零件； 在通用机床上必须有复杂专用工装的零件。 3. 数控加工在模具制造中的应用 对于旋转类模具，一般采用数控车加工，如车外圆、车孔、车平面、车锥面等。酒瓶、酒杯、保龄球、方向盘等模具，都可以采用数控车削加工。 对于复杂的外形轮廓或带曲面模具，电火花成形加工用电极，一般采用数控铣加工，如注射模、压铸模等，都可以采用数控铣加工。 对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异型槽的模具，都可以采用数控线切割加工。 模具的型腔、型孔，可以采用数控电火花成形加工，包括各种塑料模、橡胶模、锻模、压铸模、压延拉伸模等。 对精度要求较高的解析几何曲面，可以采用数控磨削加工。 四、数控加工编程技术的发展概况 （一）数控加工编程技术的发展 APT语言 图形化 一体化 集成化、智能化 （二）数控加工NC（Numerical Control）刀具轨迹生成方法研究发展的现状 1. 基于点、线、面和体的NC刀具轨迹生成方法 CAD技术从二维绘图起步，经历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段，一直到现在的参数化特征造型。 在二维绘图与三维线框阶段，数控加工主要以点、线为驱动对象，如孔加工，轮廓加工，平面区域加工等。在曲面和实体造型发展阶段，出现了基于实体的加工。 实体加工一般有实体轮廓加工和实体区域加工两种。 2. 基于特征的NC刀具轨迹生成方法 特征加工使数控编程人员不再对那些低层次的几何信息（如：点、线、面、实体）进行操作，而转变为直接对符合工程技术人员习惯的特征进行数控编程，大大提高了编程效率。 特征加工有利于实现从CAD、CAPP及CNC系统的全面集成，实现信息的双向流动，为CIMS乃至并行工程（CE）奠定良好的基础；而实体加工对这些是无能为力的。 第二节 数控编程技术基础 一、数控编程一般步骤 分析零件图样和工艺处理（确定加工方案、工夹具的选择、选择编程原点和编程坐标系、选择合理的走刀路线、合理选择刀具、确定合理的切削用量） 数学处理：根据零件的几何尺寸和加工路线，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。 编写零件加工程序单 制备控制介质。控制介质的种类如下：①穿孔纸带：目前常用8单位和5单位穿孔纸带；②数据磁带；③软磁盘。 程序检验与首件试切。 二、数控编程常用方法 手工编程：编制零件数控加工程序的各个步骤均由人工完成。 自动编程：利用计算机来完成数控加工程序的编制。按照操作方式的不同，自动编程方法分为APT语言编程和图像编程。 APT语言编程：编程人员利用该语言书写零件程序，将其输入计算机，经计算机APT编程系统编译，产生数控加工程序（.nc）。 图像编程：以图形要素为输入方式，不需要数控语言。零件几何形状的输入、刀具相对于工件的运动方式的定义、加工过程的动态仿真显示、刀位验证、数控加工程序的生成等均在图形交互方式下进行。 三、数控编程加工基本原理 1. 插补运算 在数控机床上加工直线或圆弧，实质上是数控装置根据有关的信息指令进行“数据密化”的工作。通常把这种填补空白的“数据密化”工作称为插补，把计算插点的运算称为插补运算，把实现插补运算的装置叫做插补器。 逐点比较法图示 2．平面轮廓的加工 一个零件的轮廓往往由许多不同的几何元素所组成，如直线、圆弧、二次曲线、螺旋线等。目前一般的数控机床均具有直线和圆弧插补功能。可以用若干直线段或圆弧段来逼近给定的曲线。 3．曲面轮廓的加工 立体曲面可以根据编程允差，将曲面分割成不同的加工截面。各加工截面一般采用二轴半、三轴、四轴、