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高级技师论文

电话机听筒模具的数控加工自动编程

何佳兵

(中山职业技术学院，广东中山528404)

摘要:

模具制造是数控加工的典型应用行业，由于模具型腔曲面形状的复杂性，因此

模具加工必须借助CAD/CAM软件进行自动编程加工。在工程应用中，一般产品设计

常用参数化软件Pro/E(由产品设计单位)来完成,而模具加工又选用偏重于加工功

能的另一种软件如MasterCAM(由模具制造单位)来完成。下面就电话机听筒底盖凸

模自动编程加工刀具路径的编制进行分析。

一、产品的分模

如图1所示为用Pro/E软件绘制的话机听筒底盖的三维模型的造型,利用

Pro/E系统下的【制造】/【模具型腔】模块进行模具组件设计。设置收缩率为

“0.005”，分模后得到的凸凹模结构如下:

话机听筒底盖图2凸模图3凹模图1

二、凸模模型文件的导入

将上图2所示凸模零件模型在Pro-E系统中保存为TUMO.IGES格式文件，然后

在MasterCAM软件中读入、打开，并存盘为TUMO.MCX。旋转坐标系后，得到图4

所示模具零件模型。

图4MasterCAM中凸模零件模型

三、模具的加工工艺分析

听筒底盖凸模需加工的平面和曲面的数较多，而且部分面的面积较小，加工过

程中应选择
合理的刀具、走刀路线和切削速度，防止过切。对于水平面与垂直面间形成的

直角，有些用球头刀加工完后需用平底刀清角，有些在数控铣上不能加工，需借助

电火花加工。另外在刀具路径编制过程中为了使刀路更加流畅，对一些面需作断开

或封闭的处理，使切削过程更加连续，减少抬刀次数，保证加工质量。下面作进一

步的详细分析。

1、如图5、6所示的直角1和锐角2、3部分在数控铣床上不能实现,须将此部

分结构安排在电火花机上加工。

图5不能加工直角和锐角图6不能加工锐角

2、如图7所示两个环形槽1、4及小圆柱2、5的轴线分别与上表面3、6垂

直，与底面并不垂直，对于3轴数控铣床而言不能在一次装夹中完成此部分内容。

例如环形槽1和小圆柱2的加工，就需要重新装夹。装夹时用百分表找正上表

面3使之水平;编程时坐标系原点设定在环形槽轴线与上表面3的交点处;对刀时x

轴找图示边7，y轴仍然找零件块的中心，z轴找图示的上表面3。环形槽4和小

圆柱5的加工与此类似。

图7轴线与底面不平行的圆柱和环形槽图8整体曲面划分为五个小曲面

3、如图7所示，凸模上的环形槽1、4、8，它们使面3、6、9的中间产生破

损，在加工时会影响走刀的流畅性。所以需要对这些环形槽进行封闭，使面3、

6、9成为完整曲面，然后再进行刀具路径编制。

4、如图8所示的1至5部分是相互连在一起组成一个大的整体曲面，中间的

3、4、5部分不需要加工(留在电火花机上加工)，所以必须对大曲面进行分割处

理，分成五个小曲面，加工时只需分别对1、2曲面进行刀具路径编制，使刀路更

加顺畅。

四、凸模加工的刀具路径编制

1、用Ф10mm平底刀进行挖槽铣粗加工，效果如图:
图9挖槽粗加工刀路

2、用Ф10mm平底刀以面铣削精加工凸模四个角的平面，如图:

图10精铣四角小平面刀路

3、用Ф6mm球头刀流线铣方式精铣图示两端的三个曲面:

图11精铣听筒端曲面

图12精铣话筒端两曲面

4、用Ф6mm平底刀精铣如图所示的台阶面:

图13精铣话筒端台阶面

5、接下来要完成的任务是加工两侧较大的曲面，如前所述，把大曲面分成五

个小曲面。

图14整体曲面

图15曲面1图16曲面2

图17曲面3图18曲面4图19曲面

5

接着即可用Ф8mm球头刀以流线铣方式精铣图示两侧曲面1、2。

图20精铣双侧曲面整体效果

6、由于球刀铣完后在曲面与垂直平面间留有圆角，用Ф6mm平底刀以曲面铣

中的交线清角方式精铣图示两处直角:

图21铣曲面与垂直面间的直角

7、首先用曲面封住中间的环形槽，然后用Ф8mm球头刀以流线铣方式精铣图

示听筒端上表面，曲面留余量0.1mm:

图22铣听筒端上表面

8、首先用曲面封住中间的环形槽，然后用Ф8mm球头刀以流线铣方式精铣图

示话筒端上表面，曲面留余量0.1mm:
图23铣话筒端上表面

9、首先用曲面封住中间的环形槽，然后用Ф8mm球头刀以流线铣方式精铣图

示手柄曲面:

图24精铣手柄曲面

10、用Ф6mm球头刀以陡斜面方式精铣图示(1、2、3、4)四曲面:

图25精铣图示1、2、3、4曲面

图26曲面1局部图图27曲面2局部图

图28曲面3局部图图29曲面4局部图

11、由于球刀铣完后在曲面底部留有圆角，接下来用Ф4mm球头刀以交线清角

方式精铣图25所示5、6处倒圆角:

图30曲面2底部倒圆角图31曲面3