精密模具表面的数控雕刻

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1、精密模具表面的数控雕刻一、工作室名称： 电子科技大学工程训练中心114A二、实验项目名称： 精密模具表面的数控雕刻 三、学时：32 四、实验原理： 应用数控技术和高速铣削实现对零件表面的精密加工 数控技术：简称数控，即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。 高速铣削：普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点 （1）高效 高速铣削的主轴转速一般为15000r

2、/min～40000r/min，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。  （2）高精度 高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。   （3）高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。     （4）可加工高硬材料 可铣削50～54HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。  鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工

3、在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。 但是，高速铣削在加工过程中应满足无干涉、无碰撞、光滑、切削负荷平滑等条件。而这些条件造成高速切削在刀具材料、刀具结构、刀具装夹以及机床的主轴、机床结构、进给驱动和CNC系统上提出了特殊的要求；并且主轴在加工过程中易磨损且成本高（目前）。数控雕铣加工范围：主要加工对象为复杂精细的图案“小刀具的快速铣削”。另外主要对软金属的加工上比较有优势。数控雕铣加工方法：计算机控制的小刀具铣加工，主要分为粗加工和精加工数控雕铣的编程方式：编程方式可分为手工编程和计算机自动编程。其中手工编程主要是编一些简单的程序。对于复杂的程序需要计算机

4、自动进行编程，这里用到的软件为artCAM。利用灰度图自动生成加工程序。（操作步骤中有其他原理部分）五、实验目的： 1.了解数控雕刻机床的工作原理以及性能指标；2. 了解高速切削对精密表面质量的影响；3. 熟练掌握编程代码及编程技巧和方法； 4.合理制定加工工艺； 5.正确确定精密表面精细雕刻的切削参数。 六、实验内容: 1.设计精密模具表面的雕刻图案，编制雕刻图案的雕铣程序；2. 制定加工工艺规程，在数控雕铣机床上雕刻出设计的图案； 3.掌握精密加工。 七、实验器材（设备、元器件）： 雕铣机床（雕铣刀）、平底铣刀、球头铣刀、雕刻刀、游标卡尺、计算机、115*85铝合金块、ArtC

5、AD软件八、实验步骤：（一）选取并ps精密模具表面的雕刻图案选定浮雕加工的灰度图如图1。（二）编制雕刻图案的雕铣程序打开ArtCAD软件，将ps好的灰度图拖至软件中。设置相关尺寸：原点位置，图像尺寸（长、宽、高），单位等。视图调至3D后制定刀具路径：加工浮雕——确定策略——设置加工安全高度——选取刀具——材料设置——计算刀具路径（名字用两个英文字母即可）——仿真刀具路径——刀具路径——保存刀具路径——按myLathen[*.PIM]格式输出加工文件——保存文件（6位数字）——打开生成程序——倒数第三行GOY300,M30改为GOY200,M30——保存。（三）在数控雕铣机床上雕刻出

6、设计的图案用游标卡尺测板材尺寸，划出中心点。将板材固定在工作台上。将编制好的粗加工程序导入机器。机器——换刀——回零——确定原点——回零——选择程序——开始粗加工——结束。将编织好的精加工程序导入机器。机器——换刀——回零——确定原点——回零——选择程序——开始精加工——结束。九、实验数据及结果分析：雕刻图案：见附图2（一）加工参数安全高度：15mm图像尺寸：108.09mm×79.0mm加工方式刀具名称刀具规格（直径）mm下切步距mm行距mm主轴转速rad/min进给率mm/min下切速率mm/min吃刀深度mm粗加工X方向平行加工BallNose60.50.4120007005

7、001精加工方框螺旋加工BallNose10.50.12000011009001.1(二）粗加工程序：%,MX--,;(FROMARTCAM2008TOFAGOR8055i(M));(X=108.090Y=79.000Z=0.971);(T2is6.000毫米直径的球头刀)S12000M3G71G0G90G17G40G51E0.01M8G04K500G54G0Z15.000G0Z20.000G0X0.000Y0.000G0X-54.044Y-39.499Z15.000