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时间:2020-08-30
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1、精雕机的表壳手板加工一、前言 手板是在没有开模具的前提下,根据产品外观图样或结构图样先做出的一个或几个、用来检查外观或结构合理性的功能样板。随着社会竞争的日益激烈,手板的制作在产品开发过程中的地位越来越重要。 早期的手板因为受到各种条件的限制,大部分工作都是用手工完成的,使得做出的手板工期长且很难达到外观和结构图样的尺寸要求。随着数控技术的快速发展,快速成型CNC手板制作成为可能。而且近几年CNC雕刻机在国内开始得到应用,它的产品和市场发展很快,尤其是近两三年,CNC雕刻机不仅在传统的雕刻应用领域——
2、—广告标识制作业占据了举足轻重的地位,同时也以精细和快速的优势,越来越深入了诸多工业领域。特别在CNC雕刻机具有突出优势的小模具、小产品的加工上,已经获得了广泛的应用。为此,作者利用精雕机对一个表壳进行手板加工,其俯视图和三维实体图如图1、图2所示。 二、精雕CNC雕刻系统的组成 计算机数控雕刻技术(简称CNC雕刻技术)是传统雕刻技术与现代数控技术结合的产物,它秉承了传统雕刻精细轻巧、灵活自如的操作特点,同时利用了传统数控加工中的自动化技术。CNC雕刻机是集计算机辅助设计技术(CAD技术)、计算机辅助
3、制造技术(CAM技术)、数控技术(NC技术)和精密制造技术于一体的先进数控加工设备。与传统的数控加工相比,CNC雕刻具有如下特点: ◎CNC雕刻的加工对象具有尺寸小、形态复杂以及成品要求精细等特点; ◎CNC雕刻的工艺特点是使用小刀具进行加工; ◎CNC雕刻产品的尺寸精度高,产品一致性好。 CNC雕刻采用的是一种高转速、小进给和快走刀的高速铣削加工方式。 本文所涉及的精雕CNC雕刻系统,是一套以精雕CNC雕刻机和JDPaint软件为核心的专业雕刻系统。 精雕CNC雕刻机与数控铣床、加工中心工作
4、原理是相同的,都是CNC由计算机数字程序控制机床各个部件运行。从表面上看,三者之间的差别、机床配置方面的不同之处是:加工中心有刀库,一个工件装卡好后,多把刀具一次性加工完成;精雕CNC雕刻机和数控铣床没有刀库,每把刀具加工完成后,都必须手动换刀再继续加工。机床控制系统的差异:它们的控制系统的功能相似,但是因为由不同的厂家开发,控制系统的操作方法和具体的功能会有一定的差异。这些差异对机床的性能差别不会起到决定性作用。 决定机床性能差异的关键要从具体的细节方面来看,数控铣床和加工中心主轴都比较大,但转速比较
5、低,一般机床最高转速最高为6000rpm,少数高速机的转速能到10000rpm以上。但功率比较大,主轴输出扭矩比较大,适合直径比较大的刀具。精雕CNC雕刻机主轴转速按不同大小主轴来分,主轴外径为48、功率180w的转速范围为10000~40000rpm,主轴外径为62、功率370w的转速范围为10000~24000rpm,主轴外径为80、功率1200w的转速范围为6000~20000rpm,主轴外径为100、功率3000w的转速范围为3000~16000rpm,主轴外径为120、功率4000w的转速范围为
6、2100~15000rpm。转速比较高,主轴输出扭矩相对比较小,适合底直径为10~0.05mm刀具加工。因主轴转速高、刀具小,所以加工的工件比较细致,表面光洁度高。另外,数控铣床、加工中心床体比较大,运动部件也相应比较大,重量比较重,运动起来后加速比较慢,对加工大工件来说比较合适。精雕CNC雕刻机床体相对较小,运动部件小、质量轻,便于快速转向、掉头,加工小工件时平均加工速度会比较高。 因此,精雕CNC雕刻机适合使用中小刀具,加工中小型工件,细节部位加工精细,表面光洁度高;数控铣床、加工中心适合使用比较大
7、的刀具,加工大型一点的工件,由于其主轴转速低,使用刀具大,加工表面光洁度相对雕刻机要低,而且细小部位加工不到位。而这些加工不到位和光洁度比较差的情况,还可以由雕刻机来帮助完成,减少后期的处理量。精雕CNC雕刻机和数控铣床、加工中心各有所长各有所短,对于工件加工,尤其模具加工,两者都是必不可少的加工工具。 JDPaint软件为精雕CNC雕刻系统提供了完备的CAD/CAM功能。在CAD方面:JDPaint软件具有平面设计、曲面造型和艺术浮雕曲面造型等功能,同时也提供了与UG、Pro/ENGINEER、Mas
8、terCAM和AutoCAD等软件的文件接口。在CAM方面:JDPaint软件提供了丰富的工艺控制和刀具路径优化功能,并以独特的“等量切削”方法实现了多种CNC雕刻工艺的高速铣削(HSM),更好地解决了小刀具的加工效率问题,提高了产品的加工精度和加工速度。 三、表壳手板的加工方案 1.曲面特点及技术要求 (1)曲面特点如图1、图2所示,曲面的外形尺寸为33.0mm×24.5mm×6.77mm。图2中A、B处的表壳外轮廓曲
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