王震宇　申如意

摘要 以FORD車標模具設(shè)計為例,闡述了通過JDPaint V5.20軟件輔助進行FORD車標模具設(shè)計的過程,加工模具的刀路選擇。以及其之于傳統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)勢所在。

關(guān)鍵詞 JDPaint V5.20;仿真;FORD車標;制造

中圖分類號 TG76文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2009)05-0036-03

0引言

綜合利用JDPaint V5.20軟件的CAD與CAM功能,在JDPaint V5.20平臺上設(shè)計FORD車標模具并對其進行數(shù)控編程,能夠大大提高模具設(shè)計與制造的效率和質(zhì)量。本文以FORD車標模具為例,介紹基于JDPaint V5.20設(shè)計與制造的方法。

1模具的設(shè)計

基于JDPaint V5.20的FORD車標模具設(shè)計的主要流程是:在JDPaint V5.20建模環(huán)境下導(dǎo)入FORD車標圖形,確定合適的建模比例,通過二維曲線構(gòu)造、三維曲面構(gòu)造等功能,將模具構(gòu)建出來,在通過CAM模塊選擇合適的刀具路徑,最后完成FORD車標的設(shè)計與制造。設(shè)計過程如下:

在JDPaint V5.20建模環(huán)境下導(dǎo)入FORD車標圖形(如圖1),根據(jù)提供的二維圖,在JDPaint V5.20建模環(huán)境下靈活運用各種建模命令,創(chuàng)建出FORD車標的二維模型(如圖2所示)。根據(jù)FORD車標模具的制品外形要求,需要通過曲面拉伸功能將二維曲線從底面拉伸從而形成一個可以被截平面的三維曲面,拉伸距離15mm(如圖3)。

在JDPaint V5.20建模環(huán)境中創(chuàng)建一個50x30x5的凸半橢球,運用運算、裁減面等功能,完成橢球截面FORD字體的創(chuàng)建,如圖4、圖5、圖6所示。

通過分析FORD車標模具二維圖(圖1)可以看出,FORD車標模具的外輪廓是由橢圓輪廓線和橢球截面掃瓊制出。這樣在XY平面內(nèi)繪制130x80的橢圓,在XZ平面內(nèi)繪制50x30的1/4橢球截面線如圖7。利用曲面掃瓊功能即可得到如圖8所示的芯鐵模型。

利用文字功能編寫出外輪廓上的文字,轉(zhuǎn)換成圖形后排列在FORD車標的外輪廓上,如圖9、圖10。完成FORD車標模具的設(shè)計。

2FORD車標模具刀具路徑的選擇

如圖10為FORD車標模具待加工的輪廓曲面,曲面內(nèi)包含有FORD字型的凸臺,凸臺面與零件表面相差3mm,加工深度5mm。根據(jù)圖示要求,生成銑型腔加工刀具路徑。

分析:由于曲面內(nèi)含有凸臺,采用分層區(qū)域粗雕刻加工方式與等高外型精加工方式相結(jié)合進行加工較為合適。為了提高加工效率,本例首先采用大直徑的刀具(D6mm)進行凸臺加工,然后選用小直徑刀具(D2mm),用殘料加工方式處理殘留余量。這樣既保證了加工零件的加工尺寸精度,同時也提高了加工效率。精加工中選用2mm的球刀和0.3mm的錐度刀完成對曲面和字體的加工。

2.1分層區(qū)域粗加工(如圖11)

1)單擊Toolpaths/pocket項;

2)系統(tǒng)提示Select face1,選擇曲面;

3)選擇Done。

2.2設(shè)置刀具參數(shù)(圖12)

1)在刀具陳列區(qū)中,右擊鼠標,彈出選項菜單;

2)選擇Get tool library;

3)選擇一把直徑為6mm的立式端銑刀,點擊“OK”。

2.3設(shè)置銑曲面參數(shù)(圖13)

1)加工類型:Island facing;

2)安全高度(clearance):0mm;

3)刀具退回高度(Retract):10.0mm;

4)進給高度(Top of stock):0.5mm;

5)切削深度(Depth):-6.0mm;

6)選擇Depth cuts按鈕;

7)完成圖13所示的切削深度對話框設(shè)置的相應(yīng)參數(shù)。

2.4銑曲面精加工參數(shù)設(shè)置(如圖14)

1)選擇等高外型精加工方式;

2)路徑間距0.06mm,重疊率97%;

3)進刀方式——關(guān)閉;

4)刀具幾何形狀2mm球刀;

5)選擇走刀方向順銑優(yōu)先,輪廓排序從內(nèi)向外;

6)選擇在所有粗加工完成后,執(zhí)行精加工;

7)選擇OK完成曲面加工刀具路徑設(shè)置。

2.5雕刻字加工參數(shù)的設(shè)置(圖15)

1)選擇單線雕刻加工方式;

2)雕刻深度1mm;

3)進刀方式——關(guān)閉;

4)刀具幾何形狀0.3mm錐刀;

5)選擇走刀方向順銑優(yōu)先,輪廓排序從內(nèi)向外;

6)選擇OK完成雕刻字加工刀具路徑設(shè)置。

2.6模擬加工

以上工作完成后,我們可以利用JDPaint V5.20仿真功能進行模擬加工,模擬加工效果如圖16所示。

3結(jié)論

傳統(tǒng)的模具設(shè)計完全依靠設(shè)計者的設(shè)計經(jīng)驗,對設(shè)計者的要求較高并且效率低下不易修改。采用JDPaint V5.20軟件進行輔助設(shè)計,只需根據(jù)樣件或產(chǎn)品圖紙建立產(chǎn)品制件的三維模型,利用JDPaint V5.20軟件的強大功能,就可以完成設(shè)計內(nèi)容并且創(chuàng)建出來的模具與產(chǎn)品材料的參數(shù)相關(guān)。這樣模具設(shè)計變得快捷、容易、修改簡單。利用JDPaint V5.20軟件建立的模具三維模型,可以交互式地模擬演示材料按數(shù)控刀軌數(shù)據(jù)被去除的過程,可迅速自動生成數(shù)控代碼,縮短編程人員的編程時間,提高程序的正確性和安全性,降低生產(chǎn)成本,提高工作效率。圖16為在JDPaint V5.20軟件中仿真加工的效果。

參考文獻

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