0 引 言

N95口罩是通過口罩機將多層無紡布進行熱壓、折疊成型、超聲波焊接、廢料切除、耳帶鼻梁條焊接等工序制造而成

。其中刀模是口罩機的關鍵零件，主要功能是按照預設形狀將口罩從布料上切除，裁切控制整個口罩輪廓尺寸，生產(chǎn)所需規(guī)格的成品

。為保證合理的切斷效果和較長的使用壽命，刀模刃口徑向全跳動公差控制在0.02 mm，刃口寬度均勻度控制在0.1 mm

，這對刀模的制造工藝提出了更高的要求?，F(xiàn)應用UG12.0對N95口罩刀模進行三維造型，分析刀模的結構特征和加工難點，選用合適的銑削策略，確定工藝方案并生成加工程序，在四軸數(shù)控加工中心加工驗證。

由于濁音的激勵信號具有準周期特征,能良好體現(xiàn)不同麥克風信號間的相關性,因此本文設計中僅選取語音信號的濁音段進行時延估計。利用濁音信號LPC預測增益明顯高于清音信號的特點,本文選擇用預測增益進行語音信號濁清音的簡單判別。

1 刀模工藝分析

1.1 刀模結構特征

圖1所示為N95口罩刀模結構，刃角為90°、高為2.25 mm、寬為1.5 mm的刃口設計在直徑

75 mm的圓周上，呈左右對稱包裹于軸上，包裹區(qū)域為切刀工作區(qū)域，用來切斷已經(jīng)壓花成型5層布料，其展開圖的形狀就是整個口罩輪廓尺寸。刀模右邊設計有鍵槽，用鍵連接傳動齒輪，左右兩端

30 mm處是安裝滾動軸承，裝配到壓紋機構上

。

1.2 刀模加工難點

刀模材料為45#鋼，需加工位置有：外圓面、鍵槽、方軸面、刀模刃口，整個刀模為機加工一體成形，加工難點如下。

屋頂?shù)穆槿溉允悄菢臃倍?。太陽也照樣暖和。山下有牧童在唱童謠，那是十年前的舊調(diào)：“秋夜長，秋風涼，誰家的孩兒沒有娘，誰家的孩兒沒有娘，……月亮滿西窗?！?/p>

（5）點選編輯→曲面→整體變形，選擇按曲面方法生成，選擇繪制的刃口實體面為要變形的幾何體，選擇拉伸平面為基本曲面，選擇

75 mm的軸面為控制曲面并點選法向，變形方向垂直于控制對象，即將刃口部分包裹在

75 mm的軸上，如圖2所示。

（2）與滾動軸承配合要求轉(zhuǎn)動靈活、平穩(wěn)，

30 mm外圓面尺寸精度要求較高，同時還需保證兩端同軸度，若同軸度偏差大，將導致工作不平穩(wěn)，影響切斷及使用壽命。

（3）刀模硬度要求在58～62 HRC，經(jīng)熱處理后硬度高，只能小量切削，存在刀具磨損快、效率低等問題，影響生產(chǎn)效益。

2 刀模加工工藝設計

多軸加工因具有加工效率高、加工周期短、加工表面質(zhì)量好的優(yōu)勢在模具零件加工中得到廣泛應用

，再結合刀模的結構特征和加工難點，確定如下加工方案。

（2）接著在

平面繪制截面拉伸方軸面，在

平面繪制截面拉伸鍵槽。

（2）數(shù)控車削加工。先加工兩端中心孔，為后續(xù)工序磨削和銑削加工提供裝夾及定位，接著車削刀模外形，單邊留0.15 mm外磨余量。

這是本刊繼2014年首次入選該《報告》后第二次入選。該《報告》基于學科與期刊特點構建了不同的期刊評價指標體系,對我國1291種人文社會科學期刊(2012年及以前創(chuàng)刊)、164種新刊(2013—2017年創(chuàng)刊或更名)及68種英文期刊進行了評價。

（3）根據(jù)技術要求，印花包裹于

75 mm的軸上，通過

75 mm的象限點創(chuàng)建平行

平面的基準面，在基準面上繪制刀模展開圖，將繪制的圖案拉伸成實體，接著對其倒角生成刃口。

楊偉民

研究表明，刀模粗加工采用層降加工，即每加工完一個切削深度，再繼續(xù)下刀加工下一層深度。選擇UG12.0中mill_multi-axis的多軸粗加工策略，設置刀具和切削參數(shù)，點選刀模內(nèi)輪廓指定驅(qū)動底面，深度模式選擇從底面偏置，切削類型選擇跟隨部件，切削模式選擇往復；接著設置幾何體，點選刃口內(nèi)輪廓線指定空間范圍；隨后設置螺旋進刀方式，生成刀軌。用同樣的方法設置刀模外輪廓刀軌，只需更改刀模外輪廓指定驅(qū)動底面、刃口外輪廓線指定空間范圍環(huán)即可，如圖5所示。

（5）熱處理。保證材料硬度達到58～62 HRC。

（6）磨削加工。雙頂尖精磨兩軸承位置

30 mm尺寸及外形尺寸至圖紙公差要求，保證同軸度公差及徑向全跳動公差控制在0.02 mm。

試驗田采用實收測產(chǎn)，每處理取3點，每點取67 m2實收測產(chǎn)，按14%標準水分計產(chǎn)。每處理中間取1行連續(xù)取20穗考種。

3 基于UG12.0的刀模銑削策略設計

刀模加工時間長，環(huán)節(jié)多，硬度和精度要求都較高

，在旋轉(zhuǎn)軸上選擇合適的四軸銑削策略銑削符合要求的刃口部分，是解決刀模加工難點的關鍵。

3.1 基于UG12.0刀模三維建模

N95口罩刀模三維建模的難點仍然是刃口部分，特別是因其需包裹在

75 mm的軸上。

（1）識讀圖紙，在

平面內(nèi)繪制封閉截面并用旋轉(zhuǎn)的方法生成臺階軸。

（1）下料。棒料尺寸為

85 mm×230 mm。

（3）數(shù)控銑削加工。精銑方軸面至要求尺寸。

（4）在基準面上通過

75 mm的象限點對稱拉伸一個平面，平面的長度是pi*75/2。

形勢任務在變，鐵肩擔當不改。以不怕丟“烏紗帽”的無私無畏、“功成不必在我”的寬廣胸襟、“功成必定有我”的使命自覺，練就干事的真本領，拿出擔當?shù)挠才e措，才能接好改革的接力棒，創(chuàng)造出無愧于前人的新光榮！

（1）刀模刃口截面尺寸小，精度要求高，徑向全跳動公差控制在0.02 mm，以免太過鋒利導致使用壽命短；寬度公差控制在0.1 mm，以免刃口寬度過大導致切斷效果不良、效率低，且對全曲面均勻度要求較高，同樣需將公差控制在0.1 mm。

3.2 選擇工裝夾具

為了減少裝夾誤差，盡可能在一次裝夾中完成全部加工，考慮毛坯尺寸與兩軸承位置的同軸度和

75 mm軸的全跳動公差，選用一夾一頂?shù)某Ｒ?guī)裝夾方法，如圖3所示，打表找正毛坯。

“老頭媳婦去世后，一般比老太太還可憐，很多自己不會做飯、洗衣，干不了家務，也不受兒子、媳婦歡迎”。 （C4,女，62歲）

3.3 加工內(nèi)容分析

通過分析刀模各部分功能及加工要求可知，刀模分為刀模內(nèi)輪廓、刀模外輪廓、刃口狹窄處、刃口輪廓、刃口倒角等區(qū)域進行加工，如圖4所示。

（7）四軸銑削加工。精修刀模刃口至截面尺寸，保證刃口尺寸均勻，寬度公差和全曲面均勻度公差控制在0.1 mm。

3.4 刀具選擇分析

通過分析零件圖紙，刀模加工區(qū)域多，刃口部分輪廓復雜，刃口狹窄處間距小，粗加工綜合考慮高效原則和保證殘余余量均勻，選擇

10 mm的立銑刀，通過測量刀模三維模型，刃口狹窄處間距僅為2 mm，根據(jù)刃口狹窄處的間距選擇

1 mm的立銑刀進行二次粗加工；精加工考慮優(yōu)質(zhì)原則，刀模內(nèi)、外輪廓根據(jù)最小曲率半徑選擇

6 mm的立銑刀，刃口輪廓選擇

1 mm的立銑刀，刃口選擇

6 mm的倒角刀。

3.5 粗銑策略選擇分析

（4）四軸銑削加工。一夾一頂粗銑刀模內(nèi)外輪廓，二次粗加工刃口狹窄處，再半精銑、精銑刀模內(nèi)外輪廓，留0.15 mm的刃口部分精修余量。

其一，從實證的角度回答，巨災對全球經(jīng)濟是否產(chǎn)生了顯著影響？影響有多大？目前關于這方面的實證研究十分不足，且現(xiàn)有的研究中關注的均是所有等級自然災害的綜合影響，忽略了巨災的特殊性.因巨災強度大，造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失多，災害的影響范圍廣，且受災地區(qū)的應對方式也會有所差別，所以其對經(jīng)濟系統(tǒng)的影響必然與普通自然災害有所不同.

由于所選刀具無法在刃口狹窄處進刀，殘留余量較多，需要進行二次粗加工，用同樣的方法選擇多軸粗加工策略，創(chuàng)建如圖6所示刃口狹窄處輪廓線指定空間范圍環(huán)即可生成刀軌。半精銑策略與粗加工策略一致，只是底面余量設置不同，為精銑留均勻余量。

3.6 精銑策略選擇分析

（1）刀模內(nèi)、外輪廓、刃口狹窄處精銑策略。精銑策略與粗銑、半精銑策略一致，只是切削刀具不同，對應的切削參數(shù)不同，底面余量為0，部件留0.15 mm的刃口部分精修余量，切削步距更小，生成的刀軌更密，表面質(zhì)量更高，如圖7所示。

（二）加大資金統(tǒng)籌使用力度，合理確定投資規(guī)模。基本建設所需資金屬于財政支出，應當按照公共財政的支出原則統(tǒng)籌管理使用，防止資金使用分散化和低效益。應通過建立“政府領導、財政牽頭、部門配合”的機制，逐步形成投向科學、結構合理、管理規(guī)范、運轉(zhuǎn)高效的資金使用管理機制。就具體項目而言，按照“一個盤子進，一個口子出”的要求，以項目為中心，按照“渠道不亂、用途不變、統(tǒng)籌安排、形成合力”的基本要求，整合多渠道資金，集中力量辦大事，并根據(jù)實際需要和財力可能，在項目決策審批之前合理確定基本建設投資規(guī)模。

（2）刃口內(nèi)、外輪廓精銑策略。選擇UG12.0中mill_multi-axis的外形輪廓銑策略，設置刀具和切削參數(shù)，點選刀模內(nèi)輪廓指定底面，勾選自動壁，進刀矢量選擇遠離直線，編輯參數(shù)設置遠離直線的指定矢量為

軸負方向和指定點為左端

30 mm處端面圓心，設置多重深度，生成內(nèi)輪廓精銑刀軌，用同樣的方法生成外輪廓精銑刀軌，如圖8所示。

（3）刃口倒角精銑策略。選擇UG12.0中的mill_multi-axis的可變輪廓銑策略，設置刀具與切削參數(shù)，選擇曲線/點驅(qū)動方法，設置點選刃口倒角邊為驅(qū)動幾何體，定義切削方向，設置切削步長，投影矢量選擇刀軸，刀軸采用遠離直線的方法設置，設置圓弧進刀和退刀，生成刀軌，如圖9所示。

4 刀模銑削策略的驗證

選擇VMC850L四軸數(shù)控加工中心試切驗證銑削策略，得到的刀模試切件如圖10所示。由此可知，基于UG12.0軟件的多軸粗加工策略，避免了低版本UG和同類型軟件需要復雜的纏繞后處理，編程方法簡單，刀軌簡潔可行，無碰撞和過切現(xiàn)象，能滿足零件各項技術要求，解決了刀模刃口難加工的問題。

5 結束語

分析了N95口罩刀模的結構特征和加工難點，各部分功能及加工要求，選用四軸銑削加工方案，運用UG12.0軟件分區(qū)域選擇銑削策略，刀模內(nèi)、外輪廓和刃口狹窄處選用多軸粗加工策略，刃口內(nèi)、外輪廓選用外形輪廓銑策略，刃口倒角選用可變輪廓銑策略，生成的刀軌簡潔，編程方法簡單，解決了刀模的加工難點問題，降低了刀模的編程難度，縮短了加工輔助周期，提高了生產(chǎn)效率，對同類產(chǎn)品的加工具有指導意義。

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