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1、模具型腔设计及其数控编程实验指导书模具型腔设计及其数控编程实验指导书一、一、实验名称实验名称模具型腔设计及其数控编程 6 学时二、二、实验内容实验内容1、 熟练使用三维造型软件（UG）进行 CAD 产品造型及型芯型腔设计，对模具结构有一定了解，能独立、准确设计型芯、型腔及上下模；2、 熟悉使用三维造型软件（UG）的 CAM 模块，完成数控加工程序，完成仿真校验和后置处理，并得到所需 NC 代码；3、 准确完成数控机床的相关功能操作，熟悉数控加工过程，独立进行数控加工操作，并分析工艺参数设定对数控加工效果的影响；4、 深刻理解 CAD/CAM 一体化的基本概念、一般过程及其关键技术，了解数控机床
2、的工作原理与过程。三、三、实验设备实验设备1. 仪器设备：小型数控雕铣机，配套夹具及刀具。安装了 UG 全模块系统的计算机。2. 耗材：标准蜡模或者泡沫塑料。四、四、实验具体安排如下：实验具体安排如下：表表 1、实验安排、实验安排实验内容实验内容学时安排学时安排场地安排场地安排型芯、型腔及上下模设计2 学时材料学院机房数控编程与仿真2 学时材料学院机房数控加工操作2 学时实验教学中心五、五、实验目的实验目的利用所学工艺知识，完成基于 UG 平台的模具型腔三维设计，掌握 UG 的 CAM 模块功能，并编制数控加工程序，生成合乎机床代码格式要求的加工程序，然后进行数控加工过程的三维仿真。了解数控机
3、床的工作原理，掌握实验用机床的使用方法，并完成所设计零件的数控加工，进行加工质量分析。通过实验，使学生加深对 CAD/CAM 一体化概念及一般过程的理解和认识，熟悉三维设计与制造中的关键技术，了解数控机床的工作原理及过程。通过对零件加工的质量分析，掌握零件设计的要点和难点，并对数控加工参数的选择、设置及其对加工质量的影响有较深刻的感性认识。图图 1、模具、模具 CAD/CAM 系统组成结构系统组成结构六、六、实验流程实验流程1、自主设计或者利用实验一的产品三维模型，利用 UG 的实体造型功能模块生成模具的型芯和型腔（模具的工作部分） ，允许添加一些个性化的设计，例如添加花纹、图案或者个人姓名等
4、。2、进入 UG 的 CAM 环境，熟悉平面铣削、型腔加工和曲面加工三大类常用的加工方法，掌握其参数设置要点，根据自己的零件形状，选择合适的加工方法和工艺参数，生成刀具轨迹。3、在 UG 的 CAM 环境中进行刀具轨迹的仿真校验，然后进行后置处理得到能被机床识别的 NC 代码。4、以标准蜡模为毛坯材料，进行装夹校正。5、开启数控机床，读入数控代码，并进行加工前的检验。6、完成零件的数控加工，并对工件的加工质量进行分析，了解刀具轨迹规划以及主要参数设置对于零件加工质量的影响。产品造型型芯型腔设计数控编程仿真数控加工实验分析产品模型图型芯型腔图NC代码实验数据图图 2、实验总体流程图、实验总体流程
5、图七、七、数控加工操作实验步骤数控加工操作实验步骤（一） 开机操作：首先打开机床后面的总电源，操作面板上的电源指示灯点亮。打开钥匙开关，启动计算机系统。双击 SKY 数控系统的图标进入数控系统。打开“紧急停止”旋钮，按下“机床工作”按钮，机床进入运行状态。 （二） 输入 NC 程序： 点击“自动方式”中的“加工控制”载入要加工的 NC 文件，文件格式为软件默认 格式。同时也可以对文件进行编辑。 （三） 空运行试加工以检查程序的正确与否(1)调整刀具位置以设置临时原点和加工原点，加工原点要设在合理位置防止运行程序造成超程。调整刀具位置方法有二，可任选其一：（1）手轮方式设置。鼠标点击主菜单条中的
6、“F2 手轮方式”或键盘 F2 键，进入手轮方式。先点 1 手轮打开，使用手轮调整刀具位置，首先依据精度要求，在手轮上选择单位进给量为 X1、X10、X100，一般情况先用 X100 粗调，然后用 X10、X1 微调。在手轮中依次选择 X、Y、Z 三个方向，将刀具位置调整到达所需位置。退出手轮方式：手轮调整完成后，在进行其他操作之前必须首先退出手轮方式，通过鼠标点击菜单栏中的手轮关闭退出手轮方式。 （2）手动方式设置。鼠标点击主菜单条中的“F3 手动方式”或键盘 F3 键，进入手动方式。选择运行方式，通过控制“1 连续/增量”实现变换，两种方式分别适用于粗调和微调。手动连续方式：选择连续方式，
7、需要进行“F 设定” ，设定运动的进给速度；然后通过功能选项“5”进行运动轴 X、Y、Z 的设定；然后通过“7” “”选择移动方向，手动连续方式下要求长按方向控制键进行刀具坐标调整，且运动速度为进给速度 F 设定的值。手动增量方式：此方式下机床以一固定步距运动，因此需要设定“STEP”的值，可通过PageUp、PageDown 键调节，选择范围为 1、10、100、1000、10000m 五种；然后通过功能选项“5”进行运动轴 X、Y、Z 的设定；然后通过“7” “”选择移动方向；可长按运行多个进给量，也可点按每次运行一个进给量。此方式可实现精确定位，数值可以在显示屏幕上看到。 【注意】：当发
8、生过载时，手轮方式失效，这时就要通过手动方式将刀具调整回有效范围以内，但是必须注意运动方向。(2)刀具位置调整好以后，进入返参方式设置临时原点和加工原点。设置临时原点：“1 原点设定”用于设置临时原点。操作者开机后根据加工的需要将机床运行至某位置后，选中此功能，输入 PassWord 为“refret” （不区分大小写） ，确认后，即可将此位置设定为临时原点。设置加工原点：“5 加工设定”用于设置加工原点。操作者首先通过“3 机床原点”回到机床原点，然后根据加工的需要将机床运行至某位置后，选中此功能，输入 PassWord 为“mzset” （不区分大小写） ，确认后，即可将此位置设定为加工原
9、点。(3)进入自动方式运行程序。如果不需要设置参数可直接按照默认参数进行空加工模拟，连续按两下“F6” ，程序即可开始运行，按“ESC”键或鼠标点击自动方式下的“ESC”结束运行。加工程序的运行控制：a)自动运行：调入加工程序后，连续按两下“F6” ，程序开始运行；b)暂停运行：程序运行过程中，按“F9”键可使各坐标轴自动减速后，暂时停止运行；c)继续运行：暂停之后，连续按两次“F6”就可以继续运行；d)结束运行：需终止程序时，按“ESC”键或鼠标点击自动方式下的“ESC” 。刀具补偿设定：通过“5 刀具”进行刀具的长度补偿和半径补偿设置。视图的转换与缩放：通过“6 视图切换”可以实现二维和三
10、维显示方式的切换；通过“7 缩小”和“8 放大”可以实现视图的缩放。（四） 实际加工：确定程序正确后进行实际加工。将加工毛坯装夹到工作台上，设置加工原点，设置XY 位置应根据要加工零件的形状参考设定。可以采用步骤（三）中的刀具位置调制方法调整刀具位置。而 Z 方向上，应将刀具恰好调至毛坯上表面，以刚刚接触为好。设置好以后，为不破坏刀具的安全考虑在将刀具 Z 方向上调高一点。再进入自动方式加工即完成操作。 【注意】：加工过程中应将玻璃窗关闭以保证安全。（五） 收拾工作台关机：程序运行完成后，清理工作台，按照顺序关闭机器，先关系统，再关掉机床工作按钮，然后关掉钥匙，最后断开总电源。八、八、实验报告实验报告阐述从零件设计到模具工作部分设计的三维设计方法，综述 UG 软件 CAM 模块的功能。对数控加工程序的编制过程进行图文并茂的说明，并说明用数控机床完成零件加工的操作过程和要领。最后，总结自己的体会与收获。 （用 Word 文档完成）
