精雕机的表壳手板加工.doc

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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