如何优化鼠标电极的造型与加工？

鼠标电极的造型与加工

【目的要求】掌握实体造型的方法及加工参数的设置。

【教学重点】等高线粗加工、扫描线精加工。

【教学难点】电极零件特征与数控加工工艺安排。

一、鼠标造型

造型思路：鼠标效果图如图5－1 和图5－2 所示，它的造型特点主要是外围轮廓都存在一定的角度，因此在造型时首先想到的是实体的拔模斜度。在生成鼠标上表面时，可以使用两种方法：一种是如果用实体构造鼠标，应该利用曲面裁剪实体的方法来完成造型，也就是利用样条线生成的曲面，对实体进行裁剪；另一种是如果使用曲面构造鼠标，就利用样条线生成的曲面对鼠标的轮廓进行曲面裁剪完成鼠标上曲面的造型。做完上述操作后就可以通过过渡完成鼠标的整体造型。鼠标样条线坐标点：（－60，0，15），（－40，0，25），（0，0，30），（20，0，25），（40，0，15）。

图5-1　鼠标造型

图5-2　鼠标二维图

1.生成扫描面

（1）按F5键，将绘图平面切换到在xOy 平面上，进入草图。

（2）选择矩形工具，将其设置为“两点矩形”，输入第一点坐标（－60，30），第二点坐标（40，－30），矩形绘制完成，如图5－3 所示。

（3）选择整圆工具，按空格键，选择切点方式，作一圆弧，与长方形右侧三条边相切，如图5－4 所示。

图5-3　绘制矩形

图5-4　绘制圆弧

（4）选择删除工具，拾取右侧的竖边，右击确定，删除完成，如图5－5所示。

（5）选择曲线裁剪工具，拾取圆弧外的直线段，裁剪完成，结果如图5－6所示。

图5-5　删除右侧的竖边

图5-6　去掉圆弧外的直线段

（6）按F8键，将图形旋转为轴测图，选择绘制草图工具，退出草图状态，如图5－7所示。

（7）选择拉伸增料工具，在弹出的“拉伸”对话框中选择相应的选项，“拉伸高度”设置为40，单击“确定”按钮，完成后效果如图5－8 所示。

图5-7　退出草图状态

图5-8　拉伸后效果

2.曲面裁剪

（1）选择样条线工具，按回车键，依次输入坐标点（－60，0，15），（－40，0，25），（0，0，30），（20，0，25），（40，0，15），右击确认，样条线生成，结果如图5－9 所示。

（2）选择扫描面工具，设置“起始距离”值为－40，“扫描距离”值80，“扫描角度”为0，系统提示“输入扫描方向：”，按空格键弹出方向工具菜单，选择“Y 轴正方向”选项，拾取样条线，扫描面生成，结果如图5－10 所示。

图5-9　生成样条线

图5-10　生成扫描面

（3）利用曲面裁剪除料生成实体。选择曲面裁剪除料工具，拾取已有的曲面，并且选择除料方向，如图5－11 所示，单击“确定”按钮完成。

（4）选择“显示”选项卡“隐藏”命令，按状态栏提示拾取曲面使其不可见，如图5－12 所示。

图5-11　曲面裁剪除料

图5-12　使曲面不可见

3.过渡

（1）选择过渡工具，在弹出的“过渡”对话框中设置“过渡方式”为“等半径”，设置“半径”值为2，裁剪实体。如图5－13 所示。

（2）过渡结果如图5－14 所示。

图5-13　过渡

4.拉伸增料生成鼠标电极的托板

（1）按F5键切换绘图平面为xOy 面，然后选择特征树中的“平面XY”选项，将其作为绘制草图的基准面。

（2）选择绘制草图工具，进入草图状态。

（3）选择曲线生成工具栏上的矩形工具，绘制长为160 宽为120 中心为（－20，0）的矩形。如图5－15 所示。

图5-14　过渡结果

图5-15　绘制矩形

（4）选择绘制草图工具，退出草图状态。

（5）选择拉伸增料工具，在弹出的“拉伸”对话框中设置“深度”为10，选中“反向拉伸”复选框，并单击“确定”按钮。按F8键，其轴测图如图5－16 所示。

图5-16　拉伸后效果

二、鼠标加工

加工思路：等高线粗加工、扫描线精加工。

鼠标电极的整体形状较为陡峭，整体加工选择等高线粗加工，精加工采用扫描线精加工。局部精加工还可以使用平面区域、轮廓线精加工（拔模斜度）以及参数线加工。

1.加工前的准备工作

（1）设定加工刀具。

①打开特征树栏中的“轨迹管理”选项卡，双击“刀具库”选项，弹出“刀具库”对话框，如图5－17 所示。

(www.xing528.com)

图5-17“刀具库”对话框

②定义铣刀。单击“增加”按钮，在弹出的“刀具定义”对话框中输入铣刀各参数，如图5－18 所示。

图5-18“刀具定义”对话框

一般都是以铣刀的直径和刀角半径来表示，刀具名称尽量和工厂中用刀的习惯一致。刀具名称一般表示形式为“D10，r3”，D 代表刀具直径，r 代表刀角半径。

③设定增加的铣刀的参数。在“刀具库管理”对话框中输入正确的数值，刀具定义即可完成。其中的刀刃长度和刃杆长度与仿真有关而与实际加工无关，在实际加工中要正确选择吃刀量和吃刀深度，以免刀具损坏。

（2）后置设置。

用户可以增加当前使用的机床，给出机床名，定义适合自己机床的后置格式。系统默认的格式为FANUC 系统的格式。

①选择“加工”→“后置处理”→“后置设置”命令，弹出“后置设置”对话框。

②增加机床设置。选择当前机床类型，如图5－19 所示。

图5-19　增加机床设置

③后置处理设置。打开“后置处理设置”选项卡，根据当前的机床，设置各参数，如图5－20 所示。

图5-20　后置处理设置

④选择“加工”→“定义毛坯”命令，弹出“定义毛坯”对话框，选择参照模型，如图5－21 所示。

图5-21　定义毛坯

2.等高线粗加工

（1）设置粗加工参数。选择“加工”→“三轴加工”→“等高线粗加工”命令，在弹出的“等高线粗加工”对话框中设置粗加工参数，如图5－22 所示。

图5-22“等高线粗加工”对话框

（2）设置粗加工“刀具参数”，如图5－23 所示。

（3）设置粗加工“切削用量”参数，如图5－24 所示。

（4）确认“进退刀方式”“下刀方式”“清根方式”为系统默认值，单击“确定”按钮退出参数设置。

（5）按系统提示拾取加工轮廓。拾取整个表面，然后右击结束，如图5－25所示。

（6）生成粗加工刀路轨迹。系统提示“正在计算轨迹”，然后系统就会自动生成粗加工轨迹，结果如图5－26 所示。

图5-23“刀具参数”选项卡

图5-24“切削用量”选项卡

图5-25　拾取整个表面

图5-26　生成粗加工轨迹

（7）隐藏生成的粗加工轨迹。拾取轨迹，右击，在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令，隐藏生成的粗加工轨迹，以便于下步操作。

3.扫描线精加工

（1）设置扫描线精加工参数。选择“加工”→“精加工”→“扫描线精加工”命令，在弹出的“扫描线精加工”对话框中设置扫描线精加工参数，如图5－27所示。

图5-27“扫描线精加工”对话框

（2）“切削用量”“进退刀方式”和“刀具参数”按照粗加工的参数来设定，完成后单击“确定”按钮。

（3）按系统提示拾取整个零件表面为加工曲面，右击确定。

（4）生成精加工轨迹，如图5－28 所示。

图5-28　生成精加工轨迹

注意：精加工的加工余量为0。

4.加工仿真

（1）选择可见工具，显示所有已生成的粗／精加工轨迹。

（2）选择“加工”→“轨迹仿真”命令，选定选项，按系统提示同时拾取粗加工刀具轨迹与精加工轨迹，右击，系统将进行仿真加工，如图5－29 所示。

图5-29　仿真加工

（3）观察仿真加工走刀路线，检验判断刀路是否正确、合理（有无过切等错误）。

（4）选择“加工”→“轨迹编辑”命令，弹出“轨迹编辑”级联菜单，按提示拾取相应加工轨迹或相应轨迹点，修改相应参数，进行局部轨迹修改。若修改过大，重新生成加工轨迹。

（5）仿真检验无误后，可保存粗／精加工轨迹。

5.生成G 代码

（1）选择“加工”→“后置处理”→“生成G 代码”命令，在弹出的“选择后置文件”对话框中给定要生成的NC 代码文件名（鼠标粗加工.cut）及其存储路径，单击“确定”按钮。

（2）按提示分别拾取粗加工轨迹，右击确定，生成粗加工G 代码，如图5－30所示。

图5-30　生成粗加工G 代码

（3）用同样的方法生成精加工G 代码。

6.生成加工工艺清单

（1）选择“加工”→“工艺清单”命令，在弹出的“工艺清单”对话框中输入加工工艺清单相关设置信息，单击“确定”按钮，如图5－31 所示。

（2）按提示分别拾取粗加工轨迹与精加工轨迹，右击确定，生成加工工艺清单，如图5－32 所示。

图5-31“工艺清单”对话框

图5-32　生成加工工艺清单

至此，鼠标的造型和加工的过程就结束了。