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1、 毕业设计题目 上盖产品数控编程、加工 系 别 机电工程系 年级专业 08数控(1)班 一、毕业设计课题：上盖产品设计、模具制作二、毕业设计的内容及要求：1) 完成上盖模型的设计工作，按照产品设计的要求和标准进行上盖的产品造型，并进行模具分模设计、模具设计、电极设计，按行业要求绘制出标准的零件工程图和模具装配图。2) 完成上盖模具型腔、侧抽的数控加工，要求使用Cimatron工程软件保质保量地完成数控程式的编写，并正确加工出来，符合产品图纸的尺寸和表面质量要求。3) 按照标准论文格式完成毕业论文的写作，要求6000字以上，论点充分，论据准确，语言流畅，文字整洁。三、参考资料1) Cimatro
2、n数控编程入门与实例进阶，清华大学出版社，王卫兵编著。2) Cimatron零件模具设计入门与实例进阶，清华大学出版社，卫兵工作室编著。3) 现代机械制图，电子工业出版社，程时甘编著。四、毕业设计课题时间： 2011 年 3 月至 2011 年 6 月五、进度安排：周 次工作内容预定目标及检查方式第2周准备阶段完成毕业制作开题报告，确定制作项目并完成资料收集及整理。第2周产品设计完成上盖的设计与造型、分模工作。第3-4周数控编程完成加工工艺设计和数控编程（Cimatron）第4-6周数控加工完成上盖型腔、侧抽的数控加工。第7-9周论文写作完成造型设计、数控编程与加工的整理、修改和标准格式论文的
3、写作。六、备注：1、本任务书一式三份，系、指导教师和学生各执一份；2、学生须将此任务书按装订要求进行装订。 目 录摘要 关键词 1 第一章 上盖造型设计2 1.1 Cimatron软件简介21.2 上盖造型设计的零件图2 1.3 上盖的分模3 1.4 上盖凹模、凸模、侧抽三维效果图4第二章 上盖凹模的编程与加工52.1 毛坯选取52.2 刀具清单52.3 编程与加工5第三章 上盖电极的编程123.1 毛坯选取123.2 编程15第四章 总体加工工艺总结16参考文献 17摘要：本毕业设计使用CimatronE8.5软件对上盖模型进行造型设计、产品分模、模具型腔、侧抽数控编程与操作加工中心完成模具
4、制作。其中以模具型腔的数控编程作主要论述，并对各工序作工艺要点分析，灵活使用二次开粗、增加辅助面等多种编程技巧关键词：上盖 工艺分析 数控编程 第一章上盖造型设计1.1 Cimatron8.5零件绘制的软件介绍Cimatron软件系统是以色列Cimatron公司开发的CADCAM集成化的软件系统，它的前身是以色列为了研发幼狮战斗机而专门设计的CADCAM软件。Cimatron系统是一个关于计算机辅助设计、计算机辅助制造、数据转换接口、产品数据管理、系统二次开发的软件系统，适用于各行业模具设计和制造的全功能无缝集成系统。Cimatron在世界范围内的知名客户包括MOTOROLA、BENZ、BMW
5、等，在日本、美国、意大利、中国台湾等国家和地区是占有率第一的CADCAM软件。利用Cimatron系统强大的产品设计与数控编程的功能可以帮助我们将事情做得更多、更快、更好。Cimatron提供了灵活方便的轨迹编辑方法，可以对已有的刀具轨迹进行复制，还可以用手工的方式对生成的刀具轨迹进行方便的修改：删除选择的走刀步骤，裁减选择的走到步骤和增加用户指定的走刀，对刀具进行投影等。为了满足对加工质量和效率日益提高的要求，Cimatron提供了高速铣削技术。同时，还支持2.5轴、3轴、4轴、5轴、的数控机床程序编制，提供多种的刀轨形式。1.2上盖造型设计的零件图上盖造型设计的二维图如图1所示: 图1 根
6、据零件的二维图，利用CimatromE8.5进行零件设计，绘制出零件的三维图如图2图21.3上盖的分模设计造型完成以后，利用Cimatron对三维零件图进行分模，根据需要，将上盖分成3个分模面，如图3所示。然后，通过增加分模面、增加毛坯、切除毛坯等操作将零件分为凸模、凹模、侧抽三个部分。图31.4上盖凹模、凸模、侧抽三维效果图分模后，输出模具部件。如下图： 图4 图5 图6第二章 上盖凹模的编程与加工本部分是对上盖的凹模进行编程与铣削加工，根据需要，将凹模的加工分为粗加工、二次开粗、半精加工、精加工等7道工序。对于凹模底部三个小台阶（图7），以及两个U型凹槽（图8），由于用刀具加工无法达到要求
7、的效果，故不建议对其进行铣削加工，因此，铣削加工完成以后，对该部分没有加工到的地方进行电火花加工。 图7 图82.1 毛坯规格 凹模：150mm150mm50mm(45#钢)2.2 刀具清单 D16R0.8平底刀硬质合金D12平底刀钨钢D10平底刀钨钢D6平底刀钨钢R4球头刀钨钢2.3 编程与加工 2.3.1 工序1 D16R0.8刀粗加工工艺分析1. 由于本工序是粗加工，目的是为了快速去除材料，可以选用大吃刀量低转速低进给速度和小吃刀量高转速高进给速度两种加工方案，两者双比，后者虽然吃刀量小，但是高进给速度也可以提高加工速度，在加工速度相同的情况下，后者有一个好处，就是对刀具的磨损较小，可以
8、减小加工的成本，因此，我选择了小吃刀量高转速高进给速度的加工方案。根据加工方案和加工工件的形状、大小，我选用了D16R0.8硬质合金的刀片刀，它能够承受较大的进给速度，适合小吃刀量高转速高进给速度的加工。2. 由于凹模的下半部分不能采取外部进刀，而且刀片刀的底部没有切削刃，如果垂直下刀，刀具底部不能切削也不能排屑，容易造成刀具和机床损坏，为了避免“顶底”，需要采用螺旋下刀或者斜线下刀，另外，螺旋半径要比刀具半径大。 图9刀路图 图10仿真图加工参数加工方式体积铣-粗加工平行铣刀具规格D16R0.8刀具材质硬质合金主轴转速（r/min）1200进给速度（mm/min）800侧向步长9.6切削深度
9、0.8加工余量0.3曲面精度0.01 2.3.2 工序2 D10平底刀第一次二次开粗工艺分析：1. 由于二次开粗是为了把工序1中的大刀走不到的小地方和拐角余量较大的地方单独走一下，保证余量均匀。因此底部比较多的一部分材料没有切除，需要用小刀进行二次开粗。2. 由于材料比较多，直接用D6的刀来加工的话，切削量比较大，对刀具的损耗比较大，甚至会出现断刀，而且加工速度慢，耗时长，为确保不出现上述情况，保证加工安全，因此先选用D10的刀进行第一次的二次开粗。 图11刀路图 图12仿真图加工参数：加工方式体积铣-二次开粗刀具规格D10刀具材质钨钢主轴转速（r/min）1600进给速度（mm/min）16
10、00侧向步长7切削深度0.2-0.8加工余量0.30曲面精度0.52.3.3 工序3 D6平底刀第二次二次开粗工艺分析1. 通过上一工序的二次开粗，可以看出虽然已经进行了开粗工序，但还有部分地方没加工到位，因此，为确保下一步精加工的质量，需要再一次进行二次开粗加工。 图13刀路图 图14仿真图加工参数加工方式体积铣-二次开粗刀具规格D6刀具材质钨钢主轴转速（r/min）1600进给速度（mm/min）1600侧向步长4.2切削深度0.2-0.8加工余量0.30曲面精度0.052.3.4 工序4 R4球刀曲面精加工工艺分析1.本工序是精加工，主要针对两边的曲面而进行，由于该零件的曲面部位比较多，
11、若一次性把底部和两边的曲面一起精加工，其精度难于掌控，加工时间长，并且不能及时作出必要性的修改，因此有需要分开处理。2. 考虑到本工序加工的全是曲面，若用精铣所有的加工方法，则显得不够专一，所以选用根据角度精铣以达到曲面精铣目的。 图15刀路图 图16仿真图加工参数加工方式曲面铣根据角度精铣刀具规格R8刀具材质钨钢主轴转速（r/min）2000进给速度（mm/min）800水平步距0.2垂直步进0.1加工余量0曲面精度0.012.3.5 工序5 R4球刀曲面精加工工艺分析1. 该工序加工主要是对底部的曲面进行精铣，考虑到曲面性比较强，因此引用了两种加工工艺的对比。如下图。2. 对比后发现，使用根据角度精铣的效果更佳。 图17 刀路图 图20 刀路图放大后 图18刀路放大图 图21 刀路放大图仿真后 图19仿真 图22仿真图加工参数：加工方式曲面铣根据角度精铣刀具规格R4刀具材质钨钢主轴转速（r/min）2000进给速度（mm/min）800水平步距0.2垂直步进0.1加工余量0
