數(shù)控畢業(yè)論文1

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐3</p><p>　　1.1 信息化是企業(yè)與客戶信息交流溝通的橋梁3</p><p>　　1.2 信息化系統(tǒng)可以幫助企業(yè)監(jiān)控模具進(jìn)度5</p><p>　　1.3 有效的模具成本控制離不開(kāi)信息化

2、6</p><p>　　1.4 信息化有助于車間監(jiān)控和管理7</p><p>　　1.5 信息化管理系統(tǒng)促進(jìn)CAD工程數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部共享8</p><p>　　1.6 信息化在促進(jìn)信息共享方面的其他作用9</p><p>　　1.7 結(jié)束語(yǔ)10</p><p>　　第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)

3、的控制和運(yùn)用11</p><p>　　2.1 沖壓過(guò)程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述11</p><p>　　2.2 沖裁模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用12</p><p>　　2.3 彎曲模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用13</p><p>　　2.4 拉深模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用14</p><p>　　2.5 連續(xù)

4、模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用14</p><p>　　2.6 結(jié)束語(yǔ)15</p><p>　　第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)17</p><p>　　3.1 前言17</p><p>　　3.2 DPST方法概述18</p><p>　　3.3 機(jī)器人原型制造19</p>

5、<p>　　3.4 機(jī)器人熔射成形19</p><p>　　3.5 補(bǔ)強(qiáng)和后處理20</p><p>　　3.6 結(jié)論21</p><p>　　第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定22</p><p>　　4.1 引言22</p><p>　　4.2 刀具的選擇22<

6、;/p><p>　　4.3 走刀方式和切削方式的確定24</p><p>　　4.4 刀具的切入與切出25</p><p>　　4.5 切削參數(shù)的控制26</p><p>　　4.6 其他參數(shù)28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p&g

7、t;　　第1章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐</p><p>　　一般說(shuō)來(lái)，模具企業(yè)都是中小企業(yè)，大都是從作坊式的企業(yè)成長(zhǎng)起來(lái)，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的的管理，在模具交貨期、成本、質(zhì)量的控制方面問(wèn)題層出不斷。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命，企業(yè)投巨資引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和高檔數(shù)控加工設(shè)備也難以發(fā)揮出應(yīng)有的效率和水平，企業(yè)缺乏活力和競(jìng)爭(zhēng)力。

8、這些問(wèn)題已經(jīng)引起了許多有志向國(guó)際先進(jìn)水平看齊的模具企業(yè)經(jīng)營(yíng)者的高度重視，怎樣提高企業(yè)管理水平，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力已成為我國(guó)模具制造行業(yè)參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)迫切需要解決的問(wèn)題。</p><p>　　因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應(yīng)和及時(shí)調(diào)整的能力，沒(méi)有一套先進(jìn)的管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過(guò)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)模具制造企業(yè)的集成化管理，是促進(jìn)企業(yè)提高經(jīng)營(yíng)管理水平的一個(gè)有效途徑。</p>

9、<p>　　本文通過(guò)模具企業(yè)實(shí)際的案例，討論分析了信息化對(duì)提高模具企業(yè)管理水平的重要性和必要性，并結(jié)合深圳市偉博思網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的專業(yè)化模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3(inteMoldMakingManagement)，給出了信息化解決方案。</p><p>　　1.1 信息化是企業(yè)與客戶信息交流溝通的橋梁</p><p>　　模具是典型的按定單單件生產(chǎn)的行業(yè)，每一個(gè)定單都

10、要與客戶進(jìn)行詳細(xì)的業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的溝通，否則將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。下面是模具企業(yè)與客戶信息溝通不充分的兩個(gè)實(shí)例：</p><p>　　案例1.某大型模具廠承接了一個(gè)日本新客戶的模具定單，這個(gè)日本客戶習(xí)慣定單下達(dá)后，就與模具廠的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)溝通，對(duì)模具提出很細(xì)致的設(shè)計(jì)要求，模具廠按此要求進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以了，不需要再確認(rèn)設(shè)計(jì)圖紙。而模具廠設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)后，卻仍按以往接美國(guó)客戶定單的習(xí)慣，等待客戶確認(rèn)設(shè)計(jì)后再訂

11、購(gòu)模架和材料，一直等了10天，才知道客戶不需要確認(rèn)圖紙。結(jié)果，該套模具延期10天，客戶很不滿意，從此不再下定單，為此失去了一個(gè)非常有潛力的客戶。</p><p>　　案例2.某模具工廠承接了一個(gè)新客戶的模具定單，該客戶的注塑工廠有一套嚴(yán)格的生產(chǎn)安全標(biāo)準(zhǔn)——多少噸的模具必須使用多大的吊環(huán)。由于缺乏詳細(xì)的技術(shù)溝通，這個(gè)問(wèn)題被忽略了。模具設(shè)計(jì)人員按照本工廠的習(xí)慣選用吊環(huán)，結(jié)果比客戶的標(biāo)準(zhǔn)小了一個(gè)規(guī)格，致使模具交付客戶后

12、，才發(fā)現(xiàn)不符合要求，只能把模具運(yùn)回，重新加工吊環(huán)孔，整個(gè)過(guò)程的費(fèi)用就超過(guò)萬(wàn)元，同時(shí)還影響了客戶的生產(chǎn)。</p><p>　　由此可見(jiàn)，在與客戶及企業(yè)內(nèi)部的信息溝通方面即便是一個(gè)小小紕漏，都會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大損失。因此，解決好溝通問(wèn)題，具有如下重要意義：盡量一次把客戶業(yè)務(wù)與技術(shù)方面的要求了解全面，避免多次反復(fù)，從而節(jié)省費(fèi)用和時(shí)間。詳細(xì)了解客戶的模具技術(shù)要求，避免在試模后修改和返工。對(duì)每一次溝通的內(nèi)容進(jìn)行記錄和總結(jié)，針

13、對(duì)每個(gè)客戶逐步建立客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)資料知識(shí)庫(kù)，在公司內(nèi)部共享，以便提高客戶服務(wù)水平，減少錯(cuò)誤。信息化的管理系統(tǒng)將能夠幫助模具企業(yè)更好地與客戶進(jìn)行信息溝通。例如，在iM3系統(tǒng)中，提供了詳細(xì)的模具技術(shù)溝通模板，模板整合了國(guó)內(nèi)外多家優(yōu)秀模具企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，完全與國(guó)際模具行業(yè)接軌。通過(guò)該模板，方便與客戶進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)溝通，減少模具的修改工作。而且通過(guò)系統(tǒng)記錄的與客戶溝通信息，可以總結(jié)客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的習(xí)慣，分享給公司內(nèi)部相關(guān)人員，避免犯重復(fù)的錯(cuò)誤。

14、</p><p>　　1.2 信息化系統(tǒng)可以幫助企業(yè)監(jiān)控模具進(jìn)度</p><p>　　客戶非常關(guān)注模具的試模及交付日期，往往根據(jù)模具的試模時(shí)間安排試產(chǎn)及生產(chǎn)計(jì)劃，尤其是海外客戶，往往把模具的交付期的重要性放在首位。因此，控制模具的生產(chǎn)制作工期是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的一個(gè)重要指標(biāo)。下面的案例可能是許多模具廠都出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題。案例.某大型模具工廠承接了美國(guó)客戶的模具定單，由于缺乏有效的模具生產(chǎn)

15、進(jìn)度監(jiān)控和管理手段，不能按期試模。生產(chǎn)部門(mén)也把這一情況反饋給海外的市場(chǎng)人員，但市場(chǎng)人員由于不能了解生產(chǎn)的實(shí)際情況，擔(dān)心不按期試?？蛻魰?huì)不高興，于是抱著僥幸的心態(tài)，認(rèn)為生產(chǎn)部門(mén)能夠加班加點(diǎn)搶回時(shí)間，仍然承諾客戶的既定試模日期。當(dāng)客戶從萬(wàn)里之外來(lái)看試模時(shí)，發(fā)現(xiàn)模具在一周內(nèi)根本不能試模。客戶非常失望，從此不再下定單。</p><p>　　對(duì)模具進(jìn)程監(jiān)控不力的根源在于：缺乏有效的模具生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控手段，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)模具生產(chǎn)

16、過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。</p><p>　　模具生產(chǎn)過(guò)程的狀況不能得到有效反饋和記錄，往往憑感覺(jué)來(lái)判斷模具的進(jìn)程，習(xí)慣用“差不多、差很遠(yuǎn)、很快做完”等模糊概念來(lái)說(shuō)明進(jìn)度，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確及時(shí)，往往產(chǎn)生僥幸心理。</p><p>　　公司內(nèi)部缺乏信息共享的環(huán)境與平臺(tái)。由于每個(gè)人的工作性質(zhì)的不同，對(duì)每套模具的實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)程的了解程度有很大的差異，而且，通過(guò)臺(tái)階式的層層信息反饋往往會(huì)造成

17、信息失真，再加上人為的因素，問(wèn)題就出來(lái)了。人們往往比較注意重要和難的問(wèn)題，忽視小問(wèn)題，尤其是當(dāng)企業(yè)同時(shí)有數(shù)十或上百套處于不同階段的在制模具時(shí)，管理人員很難堅(jiān)持每天不厭其煩地檢查每一套模具的每一個(gè)任務(wù)進(jìn)程是否在計(jì)劃之內(nèi)。</p><p>　　信息化的管理系統(tǒng)將為企業(yè)提供共享的、一致的、忠實(shí)的進(jìn)程監(jiān)控平臺(tái)。例如，在iM3系統(tǒng)中，通過(guò)項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)程控制，可以對(duì)模具的整個(gè)生命周期（定單確定—設(shè)計(jì)—采購(gòu)—生產(chǎn)—首次試模—模

18、具修改—交付）進(jìn)行管理。生產(chǎn)一線管理人員直接在系統(tǒng)中反饋模具實(shí)際進(jìn)度，系統(tǒng)忠實(shí)地監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)程的每一個(gè)任務(wù)，當(dāng)某一控制點(diǎn)出現(xiàn)延期時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警郵件給相關(guān)人員，以便及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。而且，對(duì)于一些關(guān)鍵任務(wù)，還可以讓系統(tǒng)提前預(yù)警，以使有關(guān)人員及早準(zhǔn)備和安排。</p><p>　　1.3 有效的模具成本控制離不開(kāi)信息化</p><p>　　成本控制是模具企業(yè)管理上的一個(gè)難點(diǎn)，模具企業(yè)的

19、成本控制能力越來(lái)越突出地體現(xiàn)了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前，模具行業(yè)面臨著模具價(jià)格越來(lái)越低的沉重壓力，模具增加幾次修改，模具利潤(rùn)就消耗干凈，甚至要賠本。企業(yè)如果不能從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，將面臨淘汰出局的危險(xiǎn)。在專業(yè)化的模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3中，將通過(guò)如下途徑幫助企業(yè)控制成本：在公司內(nèi)部下達(dá)定單時(shí)，以報(bào)價(jià)的成本估算為基礎(chǔ)，為模具制定計(jì)劃成本；系統(tǒng)中設(shè)置成本預(yù)警，對(duì)模具生產(chǎn)中的成本要素進(jìn)行監(jiān)控，從而有效控制各項(xiàng)費(fèi)用，確保利潤(rùn)目標(biāo)的順利達(dá)成。<

20、;/p><p>　　在模具BOM下達(dá)時(shí)，比較設(shè)計(jì)物料總成本與計(jì)劃材料成本的差異，決定是否下達(dá)。在采購(gòu)材料收貨時(shí)，比較交貨價(jià)格與計(jì)劃價(jià)格的差異，決定是否收貨，從而有效控制采購(gòu)成本。</p><p>　　系統(tǒng)記錄和統(tǒng)計(jì)每一工件在每個(gè)加工工序中產(chǎn)生的加工工時(shí)，自動(dòng)比較實(shí)際加工費(fèi)用與計(jì)劃費(fèi)用的差異，監(jiān)控制造費(fèi)用。當(dāng)實(shí)際費(fèi)用超過(guò)計(jì)劃費(fèi)用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，通知相關(guān)管理人員。</p><

21、;p>　　案例.某模具廠在設(shè)計(jì)某客戶的電視機(jī)前殼模具時(shí)，采用四塊價(jià)格昂貴的鈹銅。供應(yīng)商供貨時(shí)，將四塊鈹銅的邊角料也一起計(jì)價(jià)，送貨價(jià)格超出計(jì)劃價(jià)格6000多元，倉(cāng)庫(kù)管理人員在為該物料收貨入庫(kù)時(shí)，模具公司采用的iM3管理系統(tǒng)警告此物料入庫(kù)價(jià)格嚴(yán)重超出計(jì)劃費(fèi)用，拒絕入庫(kù)。經(jīng)過(guò)采購(gòu)主管與供應(yīng)商交涉后，剔除不合理的6000元費(fèi)用后，才收貨。</p><p>　　1.4 信息化有助于車間監(jiān)控和管理</p>

22、<p>　　實(shí)時(shí)車間監(jiān)控可以幫助生產(chǎn)主管監(jiān)控每臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)情況及模具的加工進(jìn)程，提高設(shè)備的利用率，控制工件的生產(chǎn)進(jìn)度。</p><p>　　例如，當(dāng)公司管理人員需要檢查生產(chǎn)車間情況時(shí)，可以通過(guò)iM3系統(tǒng)查看各加工設(shè)備和工作組的的實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，系統(tǒng)通過(guò)不同的顏色標(biāo)記，清晰反映各設(shè)備及加工組正在加工的工件和待加工工件的狀態(tài)，包括每臺(tái)機(jī)床正在干什么，機(jī)床目前的負(fù)荷情況，正在加工的工件是否延期，待加工工件是

23、否已移交本工序，上道工序是否延期，物料是否到位等，大大減輕了管理人員的工作強(qiáng)度。</p><p>　　當(dāng)管理人員需要檢查某套模具的生產(chǎn)情況時(shí)，可以查看以甘特圖形式展示出來(lái)的模具加工進(jìn)度，并通過(guò)各工序的計(jì)劃時(shí)間和實(shí)際的進(jìn)程的對(duì)比，幫助管理人員跟蹤模具的生產(chǎn)進(jìn)度。而以往生產(chǎn)管理人員在檢查模具進(jìn)度時(shí)，要到車間一個(gè)工位一個(gè)工位去看，而且只能看到主要的部件，小零件完成情況可能根本無(wú)法了解，甚至連車間的班組長(zhǎng)也不知道小零件在

24、哪里。或者召開(kāi)生產(chǎn)會(huì)議，把各班組長(zhǎng)全部召集起來(lái)，花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間一一匯報(bào)模具的進(jìn)度。由于班組長(zhǎng)還不是第一線的加工人員，只能以自己的感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷模具的進(jìn)度，具有很大誤差。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的工人來(lái)說(shuō)，可能判斷準(zhǔn)確點(diǎn)，但一個(gè)工廠沒(méi)有辦法保證每個(gè)工人都是很有經(jīng)驗(yàn)、每時(shí)每刻都很有責(zé)任心。而只要一個(gè)定單中有一套模具不能按期完成，整個(gè)定單的交付就有問(wèn)題，這也是許多模具廠在試模前經(jīng)常要加班加點(diǎn)，甚至通宵加班趕制模具的一個(gè)主要原因。</p>

25、<p>　　1.5 信息化管理系統(tǒng)促進(jìn)CAD工程數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部共享</p><p>　　由于工期短，模具企業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙很難象批量生產(chǎn)模式的企業(yè)一樣做得很精細(xì)，而且由于更改頻繁、圖紙量大，也不可能把圖紙發(fā)給許多非生產(chǎn)部門(mén)，這為企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)信息共享帶來(lái)了障礙。生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門(mén)有時(shí)希望能夠測(cè)量一下圖紙中未標(biāo)注的尺寸，有時(shí)需要查看一下3D模型以便對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有更清楚地了解，這些需求都沒(méi)必要為此購(gòu)買(mǎi)昂貴的C

26、AD設(shè)計(jì)軟件，而且對(duì)非設(shè)計(jì)部門(mén)的人員來(lái)說(shuō)，使用專業(yè)化的CAD軟件在操作和查找相關(guān)文件方面也很不方便。如果把管理系統(tǒng)與CAD工程數(shù)據(jù)鏈接，則會(huì)極大地方便生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門(mén)，使設(shè)計(jì)信息真正在全企業(yè)共享。</p><p>　　在iM3系統(tǒng)中，根據(jù)模具企業(yè)的運(yùn)作特點(diǎn)，集成了設(shè)計(jì)模型瀏覽工具，可以在系統(tǒng)中方便瀏覽2D/3D文檔（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。這樣，可以在公司內(nèi)部任何一臺(tái)電腦中查看CAD模型。例如

27、，工藝人員制訂某個(gè)工件的生產(chǎn)工藝路線時(shí)，可以直接點(diǎn)擊查看3D圖形按鈕，借助瀏覽工具可以旋轉(zhuǎn)、檢查尺寸、做各種剖切面等操作，方便工藝人員制訂合理完整的工藝流程；車間工人在加工某一工件時(shí)，借助車間生產(chǎn)終端，可以方便瀏覽正在加工零件的3D圖形，通過(guò)對(duì)比加工工件與3D圖形，檢查是否加工正確，判斷加工是否完全，避免返工和報(bào)廢。而以往數(shù)控和電火花加工操作人員只看2D圖形，很難判別工件的最終形狀，經(jīng)常由于CNC程序遺漏或電極漏做而造成工件的返工，既浪

28、費(fèi)資源，又影響模具工期。此外，這一功能對(duì)于市場(chǎng)報(bào)價(jià)、采購(gòu)等部門(mén)的工作人員也都是非常有用的。</p><p>　　1.6 信息化在促進(jìn)信息共享方面的其他作用</p><p>　　通過(guò)信息化管理系統(tǒng)提供的信息共享平臺(tái)，將為企業(yè)內(nèi)部的管理工作提供前所未有的便利，減輕管理人員的工作壓力，避免出錯(cuò)，有效的保證模具質(zhì)量和工期。</p><p>　　案例1.某廠模具裝配前，裝配

29、鉗工經(jīng)常因外購(gòu)頂針到貨不及時(shí)，需要電話詢問(wèn)倉(cāng)庫(kù)和采購(gòu)部門(mén)，甚至打電話給供應(yīng)商，才能確認(rèn)交付時(shí)間，非常麻煩。如果中間某個(gè)環(huán)節(jié)信息出現(xiàn)斷路，就無(wú)法確定準(zhǔn)確的交付日期，那么模具試模時(shí)間則因此不能確定。</p><p>　　案例2.某大型模具企業(yè)，每天晚上7：30—9：00要召開(kāi)生產(chǎn)管理骨干人員會(huì)議，會(huì)議的主要議具的生產(chǎn)情況（進(jìn)度、質(zhì)量），當(dāng)某套模具出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，再研討如何改進(jìn)。管理規(guī)范的模具企業(yè)都會(huì)定期組織類似的會(huì)議，但

30、這需要很多人員花費(fèi)大量的精力和時(shí)間去了解模具的生產(chǎn)狀況，查詢和記錄全部模具的生產(chǎn)信息，從中篩選出非正常的模具。這樣做，無(wú)疑將增加管理人員的壓力，把寶貴的時(shí)間和精力浪費(fèi)在信息的統(tǒng)計(jì)和收集方面，且往往因收集的信息不準(zhǔn)確而影響決策。</p><p>　　在一個(gè)具有信息化管理系統(tǒng)的模具企業(yè)，通過(guò)系統(tǒng)與管理流程密切結(jié)合，將會(huì)為企業(yè)的各級(jí)管理和工作人員帶來(lái)信息查詢和統(tǒng)計(jì)的方便，使其準(zhǔn)確的掌握最及時(shí)、最準(zhǔn)確的各種信息。例如，在

31、iM3系統(tǒng)中，生產(chǎn)管理人員可以通過(guò)系統(tǒng)查詢生產(chǎn)或采購(gòu)物料目前所處的實(shí)際狀態(tài)，不必一個(gè)一個(gè)部門(mén)電話查詢；當(dāng)需要了解模具的進(jìn)度時(shí)，除了系統(tǒng)可以自動(dòng)為異常發(fā)出警告外，管理人員也可以主動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)其關(guān)注的異常問(wèn)題，如，統(tǒng)計(jì)截止目前設(shè)計(jì)拖期的模具或采購(gòu)?fù)掀诘奈锪稀⒔y(tǒng)計(jì)計(jì)劃下周試模的模具、統(tǒng)計(jì)尚未按期付款的客戶、統(tǒng)計(jì)本月某供應(yīng)商的應(yīng)付帳等，這不但可以極大地減輕模具管理人員的工作壓力，而且能夠幫助管理者正確決策。</p><p

32、><b>　　1.7 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)管理信息化與管理改進(jìn)緊密結(jié)合，可以促進(jìn)企業(yè)的管理規(guī)范化，提高企業(yè)的運(yùn)作效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，把企業(yè)的管理人員從繁雜的、重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來(lái)，使高層管理人員可以有更多的時(shí)間關(guān)注企業(yè)的發(fā)展方向，加強(qiáng)與客戶的溝通，開(kāi)拓更廣泛的市場(chǎng)，市場(chǎng)人員也可以進(jìn)一步加強(qiáng)客戶關(guān)系的管理，尋找新的客戶資源，技術(shù)主管可以有時(shí)間關(guān)注模具新技術(shù)的發(fā)展，加

33、強(qiáng)行業(yè)內(nèi)技術(shù)的交流，不斷提升企業(yè)的技術(shù)水平，生產(chǎn)主管可以有更多的時(shí)間考慮如何進(jìn)一步提高工效，提升質(zhì)量和降低成本，做到不斷改善。因此，模具企業(yè)應(yīng)該把握住信息化時(shí)代帶來(lái)的機(jī)遇，為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)性發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用</p><p>　　本文是以沖壓工藝學(xué)基本理論為依據(jù)，通過(guò)對(duì)各種沖壓工藝基本運(yùn)動(dòng)的分析，提出了對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)

34、的要求。首先闡述沖壓過(guò)程中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念，然后逐項(xiàng)分析了沖裁、彎曲、拉深工藝的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理，指出模具設(shè)計(jì)中應(yīng)著重控制到的內(nèi)容，并介紹了在模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)靈活運(yùn)用的方法和一些實(shí)例。最后總結(jié)了根據(jù)具體情況進(jìn)行產(chǎn)品工藝運(yùn)動(dòng)分析的方法，并強(qiáng)調(diào)在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和靈活運(yùn)用對(duì)提高設(shè)計(jì)水平和保證沖壓件品質(zhì)的重要意義。</p><p>　　2.1 沖壓過(guò)程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述</p><p

35、>　　冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設(shè)備（壓力機(jī)，又名沖床）對(duì)其施加壓力，使之產(chǎn)生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床，因而決定了沖壓過(guò)程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，另外，還有模具與板料和模具中各結(jié)構(gòu)件之間的各種相互運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)等三種基本運(yùn)動(dòng)形式，在沖壓過(guò)程中都存在，但是各種運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)不同，對(duì)沖壓的影響也各不相同

36、。</p><p>　　既然沖壓過(guò)程存在如此多樣的運(yùn)動(dòng)，在沖壓模具設(shè)計(jì)中就應(yīng)該對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以達(dá)到模具設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到產(chǎn)品的要求。</p><p>　　沖壓過(guò)程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，但是在模具中設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)、滾軸結(jié)構(gòu)和旋切結(jié)構(gòu)等，可以相應(yīng)把主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平運(yùn)動(dòng)、模具中的轉(zhuǎn)動(dòng)和模具中的滾動(dòng)。在模具設(shè)計(jì)中這些特殊結(jié)構(gòu)是

37、比較復(fù)雜和困難，成本也較高，但是為了達(dá)到產(chǎn)品的形狀、尺寸要求，卻不失為一種有效的解決方法。</p><p>　　2.2 沖裁模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用</p><p>　　沖裁工藝的基本運(yùn)動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸并繼續(xù)下降進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致板料分離，然后凸、凹模分開(kāi)，卸料板把工件或廢料從凸模上推落，完成沖裁運(yùn)動(dòng)。卸料板的運(yùn)動(dòng)是非常關(guān)鍵的，為

38、了保證沖裁的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，一定要讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力要足夠，否則沖裁件切斷面質(zhì)量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具壽命減少。</p><p>　　按通常的方法設(shè)計(jì)落料沖孔模具，往往沖壓后工件與廢料邊難以分開(kāi)。在不影響工件質(zhì)量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊，以使落料沖孔運(yùn)動(dòng)完成后，凹模卸料板先把工件從凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把廢料也從凸凹模上推落，這樣一來(lái)

39、，工件與廢料也就自然分開(kāi)了。</p><p>　　對(duì)于一些有局部凸起的較大的沖壓件，可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模，同時(shí)施加足夠的彈簧力，以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時(shí)先使材料變形達(dá)到壓型目的，再繼續(xù)落料沖孔運(yùn)動(dòng)，往往可以減少一個(gè)工步的模具，降低成本。</p><p>　　有些沖孔模具的沖孔數(shù)量很多，需要很大沖壓力，對(duì)沖壓生產(chǎn)不利，甚至無(wú)足夠噸位的沖床，有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，是

40、采用不同長(zhǎng)度的2～4批沖頭，在沖壓時(shí)讓沖孔運(yùn)動(dòng)分時(shí)進(jìn)行，可以有效地減小沖裁力。對(duì)那些在彎曲面上有位置精度要求高的孔（例如對(duì)側(cè)彎曲上兩孔的同心度等）的沖壓件，如果先沖孔再?gòu)澢呛茈y達(dá)到孔位要求的，必須設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)，在彎曲后再?zèng)_孔，利用水平方向的沖孔運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到目的。對(duì)那些翻邊、拉深高度要求較嚴(yán)需要做修邊工序的，也可以采用類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.3 彎曲模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用</p>

41、;<p>　　彎曲工藝的基本運(yùn)動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓死，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料變形折彎，然后凸、凹模分開(kāi)，彎曲凹模上的頂桿（或滑塊）把彎曲邊推出，完成彎曲運(yùn)動(dòng)。卸料板及頂桿的運(yùn)動(dòng)是非常關(guān)鍵的，為了保證彎曲的質(zhì)量或生產(chǎn)效率，必須首先控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力一定要足夠，否則彎曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，應(yīng)確保頂桿力足夠，以使它順利地把

42、彎曲件推出，否則彎曲件變形，生產(chǎn)效率低。對(duì)于精度要求較高的彎曲件，應(yīng)特別注意一點(diǎn)，最好在彎曲運(yùn)動(dòng)中，要有一個(gè)運(yùn)動(dòng)死點(diǎn)，即所有相關(guān)結(jié)構(gòu)件能夠碰死。</p><p>　　有些工件彎曲形狀較奇特，或彎曲后不能按正常方式從凹模上脫落，這時(shí)，往往需要用到斜楔結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)，例如，采用斜楔結(jié)構(gòu)，可以完成小于90度或回鉤式彎曲，采用轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)圓筒件一次成型。</p><p>　　值得一提的是，對(duì)于

43、有些外殼件，如電腦軟驅(qū)外殼，因其彎曲邊較長(zhǎng)，彎頭與板料間的滑動(dòng)，在彎曲時(shí)，很容易擦出毛屑，材料鍍鋅層脫落，頻繁拋光彎曲沖頭效果也不理想。通常的做法是把彎曲沖頭鍍鈦，提高其光潔度和耐磨性；或者在彎曲沖頭R角處嵌入滾軸，把彎頭與板料的彎曲滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)，由于滾動(dòng)比滑動(dòng)的摩擦力小得多，所以不容易擦傷工件。</p><p>　　2.4 拉深模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用</p><p>　　拉深工藝

44、的基本運(yùn)動(dòng)是，卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降，進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料體積成形，然后凸、凹模分開(kāi)，凹模滑塊把工件推出，完成拉深運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　卸料板和滑塊的運(yùn)動(dòng)非常關(guān)鍵，為了保證拉深件的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力要足夠，否則拉深件容易起皺，甚至裂開(kāi)；其次應(yīng)確保凹模滑塊壓力足夠，以保證拉深件底面的平面度。拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

45、合理，可以很好地控制結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，達(dá)到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。</p><p>　　另外，有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊（或滾邊）工序，模具設(shè)計(jì)中也用到了滾軸結(jié)構(gòu)，所以在卷邊過(guò)程中滾動(dòng)的摩擦力非常小，不容易擦傷工件表面。</p><p>　　對(duì)那些需要在馬達(dá)中旋轉(zhuǎn)的拉深結(jié)構(gòu)件,切邊的高度、跳動(dòng)度等要求相當(dāng)高，需要在模具中設(shè)計(jì)特別的旋切結(jié)構(gòu)，利用

46、旋轉(zhuǎn)（切）運(yùn)動(dòng)修邊，不僅能保證切邊的尺寸精度高，甚至切邊的毛刺及沖切紋路亦相當(dāng)美觀。值得一提的是，此旋切結(jié)構(gòu)在實(shí)際設(shè)計(jì)改良后，已經(jīng)非常易于模具加工制作，并且已運(yùn)用于連續(xù)拉深模具當(dāng)中。</p><p>　　2.5 連續(xù)模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用</p><p>　　連續(xù)模具中常常同時(shí)包括了沖裁、彎曲和拉深等沖壓工藝，因而其沖壓過(guò)程中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)也包括了這三種工藝的基本運(yùn)動(dòng)模式，對(duì)連續(xù)模具中運(yùn)

47、動(dòng)的控制，應(yīng)分成各基本工藝分別進(jìn)行控制。</p><p>　　通常連續(xù)模具要求不斷加快沖壓速度，提高生產(chǎn)效率，有些形狀較復(fù)雜、較特別的沖壓件，其沖壓運(yùn)動(dòng)較費(fèi)時(shí)，在連續(xù)模具設(shè)計(jì)中可以分解成效率較高的沖壓運(yùn)動(dòng)。例如，工程膨脹螺釘圓筒件在連續(xù)模具設(shè)計(jì)中即可將其圓筒成型運(yùn)動(dòng)分解為兩側(cè)90度圓弧彎曲～中間60度圓弧彎曲～整體抱圓～圓度校正四個(gè)工序，不僅提高效率，亦能保證沖壓件圓度需要特別指出的是，連續(xù)模具因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中還

48、牽涉到送料機(jī)、吹風(fēng)裝置等，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到這些因素，讓沖床、模具、送料機(jī)和吹風(fēng)裝置的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上配合好，連續(xù)模具才能真正順利生產(chǎn)。</p><p><b>　　2.6 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　盡管各種工藝的基本運(yùn)動(dòng)原理是不同的，但是也有共同點(diǎn)，就是卸料板（或滑塊）的運(yùn)動(dòng)是重要的控制因素。實(shí)際上，在模具設(shè)計(jì)當(dāng)中，產(chǎn)品的沖壓工藝不可能都象各種工藝的基本運(yùn)

49、動(dòng)那樣簡(jiǎn)單，應(yīng)當(dāng)要根據(jù)具體情況對(duì)產(chǎn)品工藝作好運(yùn)動(dòng)分析，再據(jù)此作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。</p><p>　　在對(duì)產(chǎn)品工藝運(yùn)動(dòng)作分析時(shí)，應(yīng)主要考慮其必要性、時(shí)間性、可行性，還應(yīng)具有創(chuàng)造性。必要性是指運(yùn)用基本運(yùn)動(dòng)原理判斷需要那些運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝；時(shí)間性是指所需各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的先后順序；可行性是指能否通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)；創(chuàng)造性是指在前述運(yùn)動(dòng)無(wú)法被實(shí)現(xiàn)或運(yùn)動(dòng)無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝的情況下，要善于大膽采用新方法去努力實(shí)現(xiàn)

50、產(chǎn)品工藝，也就是前面所說(shuō)的對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的靈活運(yùn)用。</p><p>　　沖壓過(guò)程存在多種多樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)沖壓工藝實(shí)現(xiàn)與沖壓件品質(zhì)的影響也各不相同，因而在沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和靈活運(yùn)用對(duì)提高設(shè)計(jì)水平和保證沖壓件品質(zhì)具有重要意義。</p><p>　　第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)</p><p>　　快速制造模具尤其是金屬模具技

51、術(shù)是由新產(chǎn)品設(shè)計(jì)迅速形成高效、低成本、優(yōu)質(zhì)的批量生產(chǎn)并搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵，近年來(lái)受到極大關(guān)注。然而，目前的耐久金屬模具尤其是大中型模具的快速制造技術(shù)尚不成熟，成為快速制模技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并取得更大經(jīng)濟(jì)效益需要解決的關(guān)鍵課題。 </p><p><b>　　3.1 前言 </b></p><p>　　快速制造模具尤其是金屬模具技術(shù)是由新產(chǎn)品設(shè)計(jì)迅速形成高

52、效、低成本、優(yōu)質(zhì)的批量生產(chǎn)并搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵。近年來(lái)可用于實(shí)際生產(chǎn)的中大批量成形耐久金屬模具的快速制造技術(shù)受到極大關(guān)注。然而，目前的耐久金屬模具尤其是大中型模具的快速制造技術(shù)尚不成熟，成為快速制模技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并取得更大經(jīng)濟(jì)效益需要解決的關(guān)鍵課題。 </p><p>　　快速制模技術(shù)可分為由RP系統(tǒng)制作的快速原型或產(chǎn)品原型復(fù)制模具的間接法(1RT)，以及由RP系統(tǒng)無(wú)模直接制造模具的直接法(DRT)兩大類。

53、間接法實(shí)際上在RP技術(shù)誕生之前就已出現(xiàn)：隨著RP技術(shù)延生而發(fā)展起來(lái)的直接法尤其是直接快速制造金屬模具DRMT方法雖然受到高度關(guān)注，但目前由于可成形尺寸范圍、精度和材料性能控制方面尚存在困難，實(shí)用化程度遠(yuǎn)低于間接法。 </p><p>　　熔射快速制造耐久金屬模具技術(shù)，因其幾乎不受制模材料和尺寸大小限制，尺寸及表面精度高于鑄造和燒結(jié)法、制模時(shí)間和成本遠(yuǎn)少于和低于電鑄法而受到關(guān)注。其基本工藝是由原型→硅膠模

54、→被熔射原型→耐磨合金熔射→加襯補(bǔ)強(qiáng)→原型分離→后處理→熔射模具，工序多，控制精度難度大。尤其是其技術(shù)關(guān)鍵-耐高熔點(diǎn)合金熔射的被熔射原型制造須經(jīng)過(guò)原型→硅膠?！蝗凵湓腿拦ば颍率怪颇r(shí)間和成本增加，控制制模精度難度大，從而限制了該技術(shù)實(shí)用化的進(jìn)程。因此，能否直接制造耐熱且可分離的被熔射原型，是拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高與其它快速制模和機(jī)械加工制模技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵。為此，本文提出直接制造原型快速熔射制模技術(shù)(DPST-Direct

55、 Proto-type Spray Tooling)。該技術(shù)以新開(kāi)發(fā)的機(jī)器人柔性數(shù)字化制造系統(tǒng)為平臺(tái)，可直接由CAD模型制造耐熱、可分離、高精度的被熔射原型，從而省去以往的RP原型和硅膠模復(fù)制兩個(gè)工序，可顯著縮短制模周期、降低成本、提高精度，從而大大拓展熔射制模技術(shù)的應(yīng)用范圍。為快速、低成本、高質(zhì)量地制造多品種、變批量的產(chǎn)品成形用金屬模具開(kāi)辟新的有效途徑。 </p><p>

56、;　　3.2 DPST方法概述 </p><p>　　直接原型機(jī)器人熔射快速制模(DPST)方法的基本工藝主要包括機(jī)器人加工原型、機(jī)器人熔射成形、機(jī)器人表面后處理等三大模塊。此加工系統(tǒng)由一個(gè)工業(yè)機(jī)器人、等離子熔射機(jī)、研磨機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)等組成。工業(yè)機(jī)器人選用日本YAS—KAWA的六軸工業(yè)機(jī)器人，與數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成七軸機(jī)器人成形加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過(guò)在其末端連接不同的執(zhí)行器，便可在一臺(tái)機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)多種加工功能，

57、從而使得整個(gè)工藝過(guò)程變得極為簡(jiǎn)潔、柔性，可加工范圍廣、工件復(fù)雜度高，并大幅度地減少了大型數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的投資和空間，是一種極具應(yīng)用前景的新型零件與模具制造技術(shù)。 </p><p>　　3.3 機(jī)器人原型制造 </p><p>　　采用工業(yè)機(jī)器人高速銑削直接加工成形原型和零件，是近年來(lái)興起的一個(gè)新的研究方向，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的研究。荷蘭代夫特技術(shù)大學(xué)的Joti

58、s S．M．Vergeest開(kāi)發(fā)了一種雕刻機(jī)器人系統(tǒng)，用來(lái)銑削制造輕金屬和聚亞安酯材料的零件；香港大學(xué)的W.C.Tse等Matsuoka采用機(jī)器人高速銑削來(lái)加工鋁合金薄壁件。與數(shù)控機(jī)床相比較，工業(yè)機(jī)器人 具有自由度多(六自由度)，加工范圍廣，靈活的特點(diǎn)，能夠加工復(fù)雜的三維形狀的零件．但其缺點(diǎn)是剛度相對(duì)較差，加工精度不高，所能加工的材料主要集中在泡沫材料、蠟、聚亞安酯以及鋁等輕金屬材料．對(duì)于陶瓷材料的機(jī)器人銑削加工目前

59、還未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。 </p><p>　　陶瓷材料由于在燒結(jié)前強(qiáng)度很低，很難對(duì)其進(jìn)行精細(xì)加工，而燒結(jié)后，材料硬度增大，常采用特種加工方法如電火花加工技術(shù)、激光加工以及超聲旋轉(zhuǎn)加工等方法來(lái)進(jìn)行加工。本文的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明采用陶瓷與金屬?gòu)?fù)合材料，在一定的工藝條件下，其坯料具有較好的機(jī)加工特性，經(jīng)過(guò)處理后能滿足耐高熔點(diǎn)合金熔射的要求。 </p><p>　　機(jī)器人直接制造耐

60、高溫熔射陶瓷原型工藝是根據(jù)CAD模型文件直接銑削制造陶瓷模具型腔。首先通過(guò)三維造型軟件如UG—NX直接生成模具型腔的NC加工文件，然后再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理得到機(jī)器人可執(zhí)行的銑削加工文件。將文件導(dǎo)入機(jī)器人控制柜中即可對(duì)澆注成型的陶瓷坯料進(jìn)行高速銑削加工，成型后再進(jìn)行熱處理，即得到耐高溫的熔射原型。 </p><p>　　3.4 機(jī)器人熔射成形 </p><p>　　在獲得了耐

61、高溫的陶瓷原型后，就可在其基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)器人熔射即機(jī)器人等離子噴涂成形。將工業(yè)機(jī)器人用于噴涂作業(yè)，國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)應(yīng)用和研究。但主要應(yīng)用于噴漆和噴釉作業(yè)。而等離子噴涂過(guò)程由于具有高溫、高速和高應(yīng)力狀態(tài)的特點(diǎn)，因此必須對(duì)機(jī)器人的熔射路徑進(jìn)行合理的規(guī)劃。由本項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)的軟件，可從被熔射原型基體的CAD文件傳換得到的STL文件，然后通過(guò)切片分層，從而得到表面的點(diǎn)的軸跡和方向矢量，再根據(jù)熔射工藝的要求，將這些點(diǎn)按照一定的順序連接起來(lái)，即得到機(jī)器人的

62、噴涂路徑。 </p><p>　　機(jī)器人的噴涂路徑，一般為Z字形的光柵路徑。為了克服由噴涂過(guò)程中由于溫度不均勻?qū)е碌母邭堄鄳?yīng)力所造成的皮膜的翹曲和開(kāi)裂，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)疊加的光柵路徑。在每一層的噴涂過(guò)程中，仍然采用Z字形的光柵路徑，但在第n＋1層與第n層光柵軌跡之間存在一個(gè)夾角θ。為了確定一個(gè)最優(yōu)的夾角，我們分別先取了0°、45°、60°、90°等幾四種方案分別

63、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在θ＝90°時(shí)皮膜具有最低的殘余應(yīng)力分布。這主要是因?yàn)殡S著角度的增加，每層涂層間的熱變形均勻性增加，從而使涂層整體的應(yīng)力分布更加均勻。而隨著殘余應(yīng)力的降低，能減少噴涂過(guò)程中皮膜的翹曲現(xiàn)象，增強(qiáng)皮膜的成型性。 </p><p>　　3.5 補(bǔ)強(qiáng)和后處理 </p><p>　　對(duì)熔射所獲得的金屬皮膜，采用金屬或者金屬與樹(shù)脂復(fù)合的材料進(jìn)行補(bǔ)

64、強(qiáng)后，再與被熔射原型分離，即得到工藝所需要的模具型腔。對(duì)模具型腔進(jìn)行后續(xù)精整加工后，進(jìn)行裝配就得到了試制或批量成形用金屬模具。此項(xiàng)技術(shù)尤其適用于大中型、復(fù)雜形狀、耐磨金屬模具的低成本快速制造，制模周期短(約數(shù)天可得大型模具型腔)、成本比機(jī)械加工減少30—50％、表面硬度可達(dá)HRc55—60、精度<0.05％；可取代數(shù)控機(jī)床加工，極大地減少大型數(shù)控機(jī)床的昂貴投資，已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明和國(guó)際發(fā)明專利。去年8月作為最新模具制造新技術(shù)在日本[型

65、技術(shù)]雜志上發(fā)表。目前本工藝已應(yīng)用于汽車、摩托車車身模具的塑料模和沖壓模的制造。 </p><p><b>　　3.6 結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)本文研究開(kāi)發(fā)得到了如下結(jié)論： </p><p>　　l、采用本文開(kāi)發(fā)的機(jī)器人原型制造技術(shù)，可直接制造耐熱、可分離、精度高的被熔射原型。 <

66、/p><p>　　2、在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的機(jī)器人直接原型熔射快速制模技術(shù)，顯著縮短了制模周期、降低了制模成本、提高了制模精度。 </p><p>　　3、 此項(xiàng)技術(shù)尤其適合于大中型、復(fù)雜形狀的多品種、變批量成形用金屬模具的快速低成本制造，在汽車、家電、通訊、輕工等諸多行業(yè)的金屬模具制造方面極具應(yīng)用前景。 </p><p>　　第4章 模具數(shù)

67、控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定</p><p>　　眾所周知，在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過(guò)程中，工藝參數(shù)的選擇十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。本文作者針對(duì)模具零件的特點(diǎn)，分析了模具零件數(shù)控銑削加工編程中工藝參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量的影響，并結(jié)合實(shí)際介紹了模具數(shù)控加工中CAM編程時(shí)工藝參數(shù)的設(shè)定方法和原則。</p><p>&l

68、t;b>　　4.1 引言</b></p><p>　　數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)，如數(shù)控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復(fù)雜模具零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達(dá)到預(yù)期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因?yàn)閿?shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過(guò)程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對(duì)于簡(jiǎn)單的模具

69、零件，通常采用手工編程的方法，對(duì)于復(fù)雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。無(wú)論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。</p><p>　　4.2 刀具的選擇</p><p>　　在模具型腔數(shù)控銑削加工中，刀具的選擇直接影響著模具零件的加工質(zhì)量、加

70、工效率和加工成本，因此正確選擇刀具有著十分重要的意義。在模具銑削加工中，常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。</p><p>　　在模具型腔加工時(shí)刀具的選擇應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　1.根據(jù)被加工型面形狀選擇刀具類型</p><p>　　對(duì)于凹形表面，在半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)選擇球頭刀，以得到好的表面質(zhì)量，但在粗加工時(shí)宜選擇平端立銑刀

71、或圓角立銑刀，這是因?yàn)榍蝾^刀切削條件較差；對(duì)凸形表面，粗加工時(shí)一般選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，但在精加工時(shí)宜選擇圓角立銑刀，這是因?yàn)閳A角銑刀的幾何條件比平端立銑刀好；對(duì)帶脫模斜度的側(cè)面，宜選用錐度銑刀，雖然采用平端立銑刀通過(guò)插值也可以加工斜面，但會(huì)使加工路徑變長(zhǎng)而影響加工效率，同時(shí)會(huì)加大刀具的磨損而影響加工的精度。</p><p>　　2.根據(jù)從大到小的原則選擇刀具</p><p>　　模

72、具型腔一般包含有多個(gè)類型的曲面，因此在加工時(shí)一般不能選擇一把刀具完成整個(gè)零件的加工。</p><p>　　無(wú)論是粗加工還是精加工，應(yīng)盡可能選擇大直徑的刀具，因?yàn)榈毒咧睆皆叫?，加工路徑越長(zhǎng)，造成加工效率降低，同時(shí)刀具的磨損會(huì)造成加工質(zhì)量的明顯差異。</p><p>　　3.根據(jù)型面曲率的大小選擇刀具</p><p>　　在精加工時(shí)，所用最小刀具的半徑應(yīng)小于或等于被加工

73、零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時(shí)，應(yīng)選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工，這樣可以避免采用直線插補(bǔ)而出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象；在粗加工時(shí)，考慮到盡可能采用大直徑刀具的原則，一般選擇的刀具半徑較大，這時(shí)需要考慮的是粗加工后所留余量是否會(huì)給半精加工或精加工刀具造成過(guò)大的切削負(fù)荷，因?yàn)檩^大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會(huì)留下更多的余量，這往往是精加工過(guò)程中出現(xiàn)切削力的急劇變化而使刀具損壞或栽刀的直接原因。</p>

74、<p>　　4.粗加工時(shí)盡可能選擇圓角銑刀</p><p>　　一方面圓角銑刀在切削中可以在刀刃與工件接觸的0-90°范圍內(nèi)給出比較連續(xù)的切削力變化，這不僅對(duì)加工質(zhì)量有利，而且會(huì)使刀具壽命大大延長(zhǎng)；另一方面，在粗加工時(shí)選用圓角銑刀，與球頭刀相比具有良好的切削條件，與平端立銑刀相比可以留下較為均勻的精加工余量，這對(duì)后續(xù)加工是十分有利的。</p><p>　　4.3 走

75、刀方式和切削方式的確定</p><p>　　走刀方式是指加工過(guò)程中刀具軌跡的分布形式。切削方式是指加工時(shí)刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)方式。在數(shù)控加工中，切削方式和走刀方式的選擇直接影響著模具零件的加工質(zhì)量和加工效率。其選擇原則是根據(jù)被加工零件表面的幾何特征，在保證加工精度的前提下，使切削時(shí)間盡可能短，切削過(guò)程中刀具受力平穩(wěn)。</p><p><b>　　1.走刀方式</b>&l

76、t;/p><p>　　在模具加工中，常用的走刀方式包括單向走刀、往復(fù)走刀和環(huán)切走刀三種形式。其中，單向走刀方式，在加工中切削方式保持不變，這樣可以保證順銑或逆銑的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率較低。粗加工中，由于切削量較大，一般選用單向走刀，以保證刀具受力均勻和切削過(guò)程的穩(wěn)定性。二是往復(fù)走刀方式，在加工過(guò)程中不提刀進(jìn)行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進(jìn)行，加工質(zhì)量較差。一般在粗加工時(shí)由于切削量大不

77、宜采用往復(fù)走刀，而在半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工時(shí)可選用往復(fù)走刀。三是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過(guò)程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。</p><p><b>　　2.銑削方式</b></p><p>　　銑削方式的選擇直接影響到加工表面質(zhì)量、刀具耐用度和加工過(guò)程的平穩(wěn)性。在采用圓周銑削時(shí)，根據(jù)加工余量的

78、大小和表面質(zhì)量的要求，要合理選用順銑和逆銑，一般地，粗加工過(guò)程中余量較大，應(yīng)選用逆銑加工方式，以減小機(jī)床的震動(dòng)；精加工時(shí)，為達(dá)到精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)選擇順銑加工方式。在采用端面銑削時(shí)，應(yīng)根據(jù)所加工材料的不同，選用不同的銑削方式，一般地，在加工高硬度的材料時(shí)應(yīng)選用對(duì)稱銑削；在加工普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼時(shí)，應(yīng)選用不對(duì)稱逆銑，可以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，得到較好的工件表面質(zhì)量；在加工高塑形材料時(shí)應(yīng)選用不對(duì)稱順銑，以提高刀具的耐用度。<

79、;/p><p>　　4.4 刀具的切入與切出</p><p>　　在模具型腔數(shù)控銑削中，由于模具型腔的復(fù)雜性，往往需要多次更換不同的刀具才能完成對(duì)模具零件的加工。在粗加工時(shí)，每次加工后殘留余量形成的幾何形狀是在變化的，在下次進(jìn)刀時(shí)如果切入方式選擇不當(dāng)，很容易造成栽刀事故。在精加工時(shí)，切入和切出時(shí)切削條件的變化往往會(huì)造成加工表面質(zhì)量的差異。因此，合理選擇刀具切入、切出方式具有非常重要的意義。一

80、般的CAM軟件提供的切入切出方式有刀具垂直切入切出工件(Plunge)、刀具以斜線切入工件(Ramp)、刀具以螺旋軌跡下降切入工件(Spiral)、刀具通過(guò)預(yù)加工工藝孔切入工件(Entry Hole)以及圓弧切入切出工件(ARC_TANGENT)。</p><p>　　其中刀具垂直切入切出工件是最簡(jiǎn)單、最常用的方式，適用于可以從工件外部切入的凸模類工件的粗加工和精加工以及模具型腔側(cè)壁的精加工；刀具以斜線

81、或螺旋線切入工件常用于較軟材料的粗加工；通過(guò)預(yù)加工工藝孔切入工件是凹模粗加工常用的下刀方式；圓弧切入切出工件由于可以消除接刀痕而常用于曲面的精加工。需要說(shuō)明的是在粗加工型腔時(shí)，如果采用單向走刀(Zig)方式，一般CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式是一個(gè)加工操作開(kāi)始時(shí)的切入方式，并不定義在加工過(guò)程中每次的切入方式，這個(gè)問(wèn)題有時(shí)是造成刀具或工件損壞的主要原因，解決這一問(wèn)題的一種方法是采用環(huán)切走刀方式或雙向走刀方式，另一種方法是減小加工的步距(

82、Step-over)，使背吃刀量小于銑刀半徑。</p><p>　　4.5 切削參數(shù)的控制</p><p>　　切削參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。在CAM軟件中與切削相關(guān)的參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速(Spindle speed)、進(jìn)給速率(Cut feed)、刀具切入時(shí)的進(jìn)給速率(Lead in feed rate)、步距寬度

83、（Step-over）和切削深度（Step depth）等。</p><p><b>　　1.主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來(lái)計(jì)算，其計(jì)算公式為：n=1000Vc /πd，式中d為刀具直徑（mm），Vc為切削速度(m/min)。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關(guān)，當(dāng)工件材料、刀具材料和結(jié)構(gòu)確定后，切削速度就成為影響

84、刀具耐用度的最主要因素，過(guò)低或過(guò)高的切削速度都會(huì)使刀具耐用度急劇下降。在模具加工，尤其是模具的精加工時(shí)，應(yīng)盡量避免中途換刀，以得到較高的加工質(zhì)量，因此應(yīng)結(jié)合刀具耐用度認(rèn)真選擇切削速度。</p><p>　　2.進(jìn)給速度與刀具切入進(jìn)給速度</p><p>　　進(jìn)給速度的選擇直接影響著模具零件的加工精度和表面粗糙度，其計(jì)算公式為F=nzf，式中n為主軸轉(zhuǎn)速（r/min），z為銑刀齒數(shù)，f為每齒

85、進(jìn)給量(mm/齒)。每齒進(jìn)給量的選取取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀結(jié)構(gòu)。工件的硬度和強(qiáng)度越高，每齒進(jìn)給量越?。挥操|(zhì)合金銑刀比同類高速鋼銑刀每齒進(jìn)給量要高；當(dāng)加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給量；刀具切入進(jìn)給速度應(yīng)小于切削進(jìn)給速度。</p><p><b>　　3.吃刀量</b></p><p>　　吃刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制，

86、其選擇原則是在滿足工藝要求和工藝系統(tǒng)剛度許可的條件下，選用盡可能大的吃刀量，以提高加工效率。為保證加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留0.2-0.5mm的精加工余量。在粗加工時(shí)，余量的切除往往采用層切的方法，在CAM編程時(shí)，需要設(shè)置每層切削深度和最大步距寬度，而實(shí)際步距往往與工件形狀有關(guān)。</p><p>　　在精加工時(shí)，吃刀量的選擇與表面粗糙度有關(guān)，CAM軟件中通常提供有兩種參數(shù)控制表面粗糙度：步距寬度（Stepover

87、）和殘留高度(Scallop)。采用步距寬度控制表面粗糙度時(shí)，步距寬度越小，表面粗糙度越小，但加工路徑和加工時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)，因此步距寬度不宜設(shè)置得太小，在實(shí)踐中可以通過(guò)改變半精加工和精加工走刀路徑的方法（二者成正交關(guān)系）改善表面質(zhì)量；采用殘留高度控制表面粗糙度時(shí)，步距寬度會(huì)依據(jù)工件形狀自動(dòng)調(diào)整。</p><p><b>　　4.6 其他參數(shù)</b></p><p>

88、　　在模具數(shù)控加工編程中，除以上參數(shù)的設(shè)定外，還有諸如工件坐標(biāo)系（Work Coordinate）、刀具快速運(yùn)動(dòng)平面（Rapid Plane）、加工安全平面（Clearance Plane）、加工余量參數(shù)（Allowance）以及后置處理參數(shù)等的設(shè)定。工件坐標(biāo)系的設(shè)定一般應(yīng)與工件的工藝基準(zhǔn)相重合；刀具快速運(yùn)動(dòng)平面和加工安全平面的選擇應(yīng)結(jié)合工件形狀和夾具結(jié)構(gòu)，在保證安全的情況下，盡量減小空刀行程；加工余量的選

89、擇不宜過(guò)小或過(guò)大，過(guò)小容易造成粗加工時(shí)的過(guò)切，過(guò)大則會(huì)影響精加工質(zhì)量；后置處理參數(shù)應(yīng)結(jié)合數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)定。總之，模具零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)，才能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的模具零件。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[I]李發(fā)致.模具先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京:

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