吹风机建模和加工工艺设计说明书.doc
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1、 工学院毕业设计(论文) 数控铣零件工艺设计与编程 专 业:数控技术班 级:数控1041学 号:学生姓名:葛宏伟校外指导教师:校内指导教师:夏雨十一月 目录第1章 引言21.1 Cimatron介绍2第2 章三维绘制32.1 对于实体的绘制分析32.2 整体的绘制32.2.1 基准面的建立32.2.2 外壳绘制过程42.2.3 后盖的绘制过程11第3章 吹风机的分模153.1 吹风机的整体部件划分153.2 机身的分模153.3 后盖的分模16第4章 对于切削用量的选择184.1 切削三要素184.2 合理的选择18第5章 盖子上下模的加工205.1 毛坯的选定205.2 出刀路205.2.1
2、 盖子下模加工205.2.5 盖子上模加工22第6章 侧滑块的加工246.1 毛坯的选定246.2 出刀路24第7章 机身的模具加工267.1 毛坯的选定267.2 出刀路26第8章 分析318.1 精度分析318.2 刀具分析318.3 材料分析31第9章 展望和结论33谢辞34摘 要:本次的设计对象是应用很广泛的吹风机外壳模型,重要针对如何建模,以及加工工艺的安排,要对其先进行三维造型,合理的选择分型面、分模、出刀路,以及模拟加工。运用了AUTO CAD2023、 Cimatron E 8.5两个软件,通过AUTO CAD2023来绘制外形尺寸图,通过Cimatron E 8.5来绘制三维
3、立体图,出刀路,自动导出程序以及模拟加工。尚有对于刀具的合理选择,几何参数的选择,达成规定的表面粗糙度值,通过数控铣床加工,并且对模具材料和产品的分析。关键词:建模、加工工艺、AUTO CAD2023 、Cimatron E 8.5选择分型面、分模、出刀路、几何参数。第1章 引言1.1 Cimatron介绍Cimatron是以色列CimatronLtd.公司为了研发幼狮战斗机而发展的CAD/CAM软件,为机械Cimatron制造业提供专业的服务。广泛遍布于汽车、航空、计算机、玩具、消费类商品、医疗、军事、光学仪器、远程通讯、教育机构、科研院所和其它基础工业领域等。2023年Cimatron软件
4、被指定为“劳动部职业院校教师(双师型)数控技师培训和鉴定推荐使用软件” 除了数控NC编程的解决方案以外,Cimatron E是全球最佳的“面向制造的设计软件”!具有以下重要优势:1)模具行业使用最广泛的软件;2)唯一可以提供工模具“从询价到产品交付”解决方案的公司;3)全球最强的电极设计软件提供商;4)最多的多轴软件用户;5)全国第一个微铣削软件的用户;6)教育行业购买的最多的软件。Cimatron软件产品是一个集成的CAD/CAM产品,在一个统一的系统环境下,使用统一的数据库,用户可以完毕产品的结构设计、零件设计,输出设计图纸,可以根据零件的三维模型进行手工或自动的模具分模,再对凸、凹模进行
5、自动的NC加工,输出加工的NC代码。Cimatron的加工特色使Cimatron已经成为当今数控加工、特别是模具加工的首选软件之一,可以完毕产品的结构设计、零件设计,进行手工或自动的模具分模,再对凸、凹模进行自动的NC加工,Cimatron的加工技术仍在继续、快速地发展,而保持世界领先的地位。本次对于吹风机的建模和加工工艺设计就是应用了Cimatron E 8.5来进行的,并且在学校老师的指导下,对于这软件的使用比较纯熟,从三维建模分模出刀路。Cimatron E 8.无论在三维绘制,还是分模,刀路的功能都是相称强大和可用性的。并且此软件还经常用于数控加工,对于我设计的这副模具有很好的使用价值
6、,这也是我选用了此软件的重要因素。第2 章三维绘制2.1 对于实体的绘制分析如图2-1所示,为吹风机整体三维图和后盖图,该图有较多的曲面,并且外形尺寸复杂,其中吹风机机身要分上下两部分分开画,左右两边相对对称,以中心线为界分开画,这里运用了很多命令,比如拉伸、切除、圆角,以及运用很多曲面当中的命令,像导动、边界面等等。对于该实体的绘制难度相对较难,并且内部尚有螺纹连接,故要考虑周到才干合理的绘制出来。 图2-1吹风机实体图2.2 整体的绘制打开Cimatron E8.5的快捷方式。在工具条上单击“新建文献”按纽。系统弹出对话框。在新建文档中选择单位为“毫米”,类型为“零件”,然后单击“拟定”按
7、纽创建一个新的零件文献。2.2.1 基准面的建立单击菜单栏上的基准按钮,然后选择“基准面” “主平面”,拾取坐标系,从而建立坐标平面。2.2.2 外壳绘制过程单击选择XZ平面,右击草图,通过直线指令,圆弧指令,尺寸标注指令等,绘制如图2-2所示草图图2-2草图退出草图,选择“实体”“新建” “旋转”,然后选择草图,以及旋转轴,如图2-3所示。图2-3实体旋转部分画出手柄处的草图,退出草图,选择“实体”“新建” “拉伸”,选择外形轮廓草图,两边增量12mm,如图2-4所示。图2-4实体手柄部分单击圆角指令,选择手柄各外边,输入半斤值3.5mm,然后选择融合指令,融合旋转部分和手柄部分,再通过圆角
8、指令倒圆角相交处5mm的圆角,如图2-5所示。图2-5倒圆角部分选择XZ平面为草图,绘制出22055(mm)的矩形,退出草图,单击删除拉伸指令,两边增量,50mm和150mm,按拾取参考体命令选择,获得如图2-6所示。图2-6切除部分单击草图指令,绘制出2210(mm)的矩形,退出草图,单击拉伸指令,单向拉伸18mm,如图2-7所示。 图2-7倒圆角部分对所有实体进行融合指令,单击抽壳指令,选择内侧,通用厚度为2mm,拾取开面,指定抽壳方向,如图2-8所示。图2-8抽壳部分在前后两面绘制直径为30mm和34mm的圆,对其进行拉伸删除,如图2-9所示。 图2-9吹风机前后删除部分在看到那实体图的
9、时,在画到这里为只,上下两部分都是对称的,为了效率,通过镜像指令,以XZ为镜像平面,获得如图2-10所示。图2-10镜像部分为了可以对于下面绘制的方便,通过线性移动指令,将镜像出的部分向Y轴移动100mm,在画螺纹连接部分时要考虑到其螺纹的尺寸,这里选用的是直径为3.5mm的螺纹连接,由于螺纹部分是在注塑出来后再进行攻丝才有的,故这里的直径要比3.5mm小,选择3mm。同样的,吹风机上模螺纹连接处,也跟这个类似,如图2-11所示。 图2-11螺纹连接部分吹风机的按键部分,为了可以安装按键,故是一个T型槽,在内部要切一个槽,尺寸为138(mm)的矩形,如图2-12所示。 图2-12手柄按钮T型槽
10、部分吹风机的手柄处,为了在使用时,便于使用时,故在手柄处加了圆柱槽,增大与手之间的摩擦,直径为2mm的圆尺寸为,通过删除拉伸,如图2-13所示。 图2-13手柄防滑部分选择平行平面指令,方向为-Z方向平行偏移130mm,通过草图指令,绘制一个直径为8mm的圆,通过删除拉伸进行删除,再将此平面向-Z方向平移9mm,再在草图上面画一个直径为9mm的圆,通过删除里的双向删除0.5mm,如图2-14所示。图2-14吹风机通分孔最后通过融合指令将上下两个吹风机外壳融合为一体,如2-15所示。图2-15吹风机外壳整体图2.2.3 后盖的绘制过程单击选择XY平面,右击进入草图,通过椭圆命令画出如图2-16所
11、示草图。图2-16后盖外形草图单击“实体” “拉伸” “旋转”,拾取轮廓线并中键退出,拾取旋转轴线为X向的直线,增量旋转360度,如图2-17所示。 图2-17大约外轮廓图单击选择XY平面,右击进入草图,通过椭圆命令画出如图2-18所示草图。图2-18后盖外形草图再次以XY为平面编辑草图,画出删除的轮廓,退出草图,并进行删除拉伸,选取参考体,获得图2-19所示。 图2-19以YZ为平面编辑草图,画出删除的轮廓,每条上下线的距离是5mm,退出草图,并进行删除拉伸,选取参考体,获得图2-20所示。 图2-20后盖通风口部分 选择后盖的底面,右击草图,进入编辑,绘制两个同心圆,直径分别为32mm和3
12、4mm,退出草图对其进行新建拉伸,单向拉伸4mm,如图2-21所示。 图2-21由于后盖和外壳在一体时是固定的,在底部需要一个环槽,来进行配合,先选择后盖的底面,右击草图,进入编辑,绘制一个直径为35mm的圆,退出草图对其进行删除拉伸,单向拉伸2mm,如图2-22所示。 图2-22环型槽部分第3章 吹风机的分模3.1 吹风机的整体部件划分吹风机的机身是整个模具中最重要的部件,各项规定精度也较高,模具分型面的设定是非常重要的,如图3-1所示为其三维立体图,将其分为如图3-2所示3部分来进行分模, 图3-1三维立体图 图3-2吹风机部件图3.2 机身的分模吹风机的机身机身由两部件组成,由于是不对称
13、的两部件,特别市在一些侧向部分,有通孔的,必须在分模的时候考虑到实际注塑模具时,补一些面,以及按键和螺纹链接的不同,所以要分别进行单独的分模,机身1的分模如图3-3所示,图3-4为机身2的分模图。 图3-3机身1分模图 图3-4机身2分模图3.3 后盖的分模后盖是个有侧向环形槽的部件,因此规定有侧滑块,分型面的选择在滑块上下两面,如图3-5所示 图3-5后盖分模图吹风机外壳一般采用增强的ABS塑料材料制造,模具的尺寸跟产品的塑料收缩率有关。ABS材质的优点是比较硬,不易被压变形,外壳强度高,不易破损,能有效的保护内装物品,这很适合用来制造吹风机的外壳的材料。因此,各模具的尺寸并不能跟本来吹风机
14、尺寸同样,未增强的ABS收缩率为0.4-0.6%,增强的在0.3-0.5% 。要适当的增大0.4-0.6%的尺寸。图3-6为ABS性能图。塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点ABS热塑性塑料非结晶型塑料但不透明-40100较好;比较稳定力学性能优良,良好的综合性收缩率大,吸湿性强,流动性中档,尺寸稳定性好。结论成型性能良好,适合于注射成型图3-6ABS基本性能图第4章 对于切削用量的选择4.1 切削三要素切削速度、进给量、背吃刀量、切削三要素。4.2 合理的选择制订切削用量,就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上,合理地拟定切削深度、进给量和切削速度。所谓合理的切削用量是指
15、充足运用刀具的切削性能和机床性能,在保证加工质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。不同的加工性质,对切削加制订切削用量,就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上,合理地拟定切削深度、进给量和切削速度。所谓合理的切削用量是指充足运用刀具的切削性能和机床性能,在保证加工质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性质,对切削加工的规定是不同样的。在选择切削用量时,考虑的侧重点也应有所区别。粗加工时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度,故一般优先选择尽也许大的切削深度,另一方面选择较大的进给量,最后根据刀具耐用度规定,拟定合适的切削速度。精加工时,
16、一方面应保证工件的加工精度和表面质量规定,故一般选用较小的进给量和切削深度,而尽也许选用较高的切削速度。切削深度应根据工件的加工余量来拟定。粗加工时,除留下精加工余量外,一次走刀应尽也许切除所有余量。当加工余量过大,工艺系统刚度较低,机床功率局限性,刀具强度不够 或断续切削的冲击振动较大时,可分多次走刀。切削表面层有硬皮的铸锻件时,应尽量使大于硬皮层的厚度,以保护刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般较小时,可一次切除,但有时为了保证工件的加工精度和表面质量,也可采用二次走刀。多次走刀时,应尽量将第一次走刀的切削深度取大些,一般为总加工余量的2/33/4。在中档功率的机床上、粗加工时的切削深度可
17、达810mm,半径加工(表面粗糙度为Ra6.33.2m)时,切削深度取为0.52mm,精加工(表面粗糙度为Ra1.60.8m)时,切削深度取为0.10.4mm。进给量f的选择切削深度选定后,接着就应尽也许选用较大的进给量。粗加工时,由于作用在工艺系统上的切削力较大,进给量的选取受到下列因素限制;机床刀具工件系统的刚度,机床进给机构的强度,机床有效功率与转矩,以及断续切削时刀片的强度。半精加工和精加工时,最大进给量重要受工件加工表面粗糙度的限制。工厂中,进给量一般多根据经验按一定表格选取(详见车、钻、铣等各章有关表格),在有条件的情况下,可通过对切削数据库进行检索和优化。切削速度的选择在和选定以
18、后,可在保证刀具合理耐用度的条件下,用计算的方法或用查表法拟定切削速度的值。在具体拟定值时,一般应遵循下述原则:1)粗车时,切削深度和进给量均较大,故选择较低的切削速度;精车时,则选择较高的切削速度。2)工件材料的加工性较差时,应选较低的切削速度。故加工灰铸铁的切削速度应较加工中碳钢低,而加工铝合金和铜合金的切削速度则较加工钢高得多。3)刀具材料的切削性能越好时,切削速度也可选得越高。因此,硬质合金刀具的切削速度可选得比高速钢高度好几倍,而涂层硬质合金、陶瓷、金刚石个立方氧化硼刀具的切削速度又可选得比硬质合金刀具高许多。此外,在拟定精加工、半精加工的切削速度时,应注意避开积屑瘤和鳞刺产生的区域
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