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1、第1章 笔记本电脑散热器数控加工设计一、散热器外形设计过程11散热器外形设计如图1-1所示的笔记本散热器以及二维图。 图1-1 笔记本散热器图1-2 笔记本散热器左视图图1-3 笔记本散热器俯视图12 笔记本散热器外形草图设计（1）新建文件。（2）单击“草图”按钮，系统直接以默认的XOY平面为绘图平面，进入草图绘制状态。（3）绘制草图。如图1-4所示（4）拉伸外形。单击菜单栏中的“实体新建拉伸”按钮，拾取外轮廓，增量=6，退出。如图1-5所示。图1-4绘制草图 、 图1-5拉伸外形（5）实体斜角。单击菜单栏中的“实体斜角”按钮，单击，拾取斜角轮廓，单击输入数值4，单击特征向导确定，如图1-6所
2、示。 图1-6斜角（6）删除拉伸。单击菜单栏中的“曲线草图” 按钮，选择XOY面作为草图绘制平面，单击使之成为主视图。绘制如图1-7所示的轮廓，退出草绘单击菜单栏中的“实体删除拉伸”按钮，拾取草绘轮廓，再单击特征向导确定，如图1-8所示。图1-7绘制草图 图1-8删除拉伸（7）绘制草图。单击“草图”按钮，系统直接以默认的XOY平面为绘图平面，进入草图绘制状态。绘制如图1-9所示草图。图1-9绘制草图（8）删除拉伸。单击菜单栏中的“实体删除拉伸” 按钮，拾取一个轮廓，设置参数，如图1-10所示，单击特征向导确定，每个矩形轮廓安上方法进行删除拉伸，最后效果如图1-11所示。图1-10 删除拉伸图1
3、-11 删除拉伸结果（9）删除拉伸。单击菜单栏中的“曲线草图” 按钮，选择XOY面作为草图绘制平面，单击使之成为主视图，绘制如图1-12所示的轮廓，退出草绘单击菜单栏中的“实体删除拉伸”按钮，拾取草绘轮廓，再单击特征向导确定，如图1-13所示。图1-12绘制草图图1-13 删除拉伸结果绘制出图形最后如图1-14所示 图1-14最后结果二、 散热器加工分析与工艺规划21 加工工艺分析该零件结构复杂，细小部位多。同时模具要求精度高，寿命长，所以使用了铝作为加工原材料，并且要求数控加工时做到有足够的精度，减少手工工作量。所以选用高速加工中心铣削加工。毛坯为400X300X20六方块，六面均已光整。2
4、2 工件安装先在毛坯背面加工4个螺纹工艺孔，将工件固定在垫板上，通过压板压紧垫板，将工件固定在机床工作台上。加工坐标原点定在毛坯顶面中心处。23 加工坐标原点X：型腔中心。Y：型腔中心。Z：型腔的上表面。坐标系设定在G54。24 刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响到加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。对一些主体型面和变斜角轮
5、廓的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓铣刀、锥型刀和盘型刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采用平底刀。本零件设计中刀具选择如表1-1所示的数控加工刀具卡片。表1-1 数控加工刀具卡片序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0112的平底刀1粗加工6无2T0210R2的球头刀1精铣平面5无3T034的钻头1钻4的孔2无4T046的钻头1钻6的孔3无 5T056的平底刀1 曲面铣精加工3无如图1-15所示为D12平底刀：图1-15平底刀25切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）
6、等。切削用量的大小对切削、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据说明书、切削用量手册，并结合经验而定。表1-2 数控加工工序卡片单位名称浙江工商职业技术学院产品名称代号零件名称零件图号工艺序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间工部号工部作业内容加工面刀具号刀 具规 格主 轴转 速进给速度每刀切削深度备 注1粗加工平行铣整体T0112平底刀2000
7、5000.52钻4孔整体T034的球头刀12003000.53钻6孔整体T046的平底刀12003000.14曲面铣精铣所有整体T0210R2的球刀30002000.15曲面铣根据角度精铣整体T056的平底刀30005000.1编 制审核批准年 月 日共 页第 页三 、散热器模型加工31刀路设置及仿真（1）在零件环境下打开加载预加工的零件（笔记本散热器）。（2）单击菜单中的“文件输入到加工”。（3）进入操作界面：包括NC主菜单、工具栏、程序管理器、绘图区、NC信息区、NC向。如图1-16所示图1-16 加工向导条（4）创建刀路：单击NC向导工具栏中创建刀路图标，进入“创建刀路”模式。如图1-1
8、7所示图1-17 刀路创建（5）创建刀具：单击NC向导工具栏中创建刀具图标，进入“创建刀具”模式。如图1-18所示为D12平底刀图1-18 刀具参数（6）创建毛坯：单击NC向导栏中创建毛坯图标，进入“初始毛坯”对话框，毛坯类型选择“限制盒”。系统自动创建一个刚好能包含零件模型的长方体。在初始毛坯对话框中单击“关闭并计算”图标，在“程序管理器”窗口中，增加了毛坯项目。如图1-19所示图1-19 创建毛坯3.2 使用体积铣粗加工（1）单击NC向导工具栏中创建一个程序，此时屏幕上的向导条改变成程序向导条。（2）在“工艺”对话框中，主选项选择“体积铣”，子选项选择“粗加工平行铣” 。（3）选择“刀具和
9、卡头”对话框，单击“新建刀具”图标，输入刀具名称： D12的。刀具几何类型：平底刀。直径：12，。其余参数为默认值。单击“确定” 。（4）选择加工对象：点击“轮廓”后面的“0”按钮，进入轮廓对话框，选择刀具位置为“在轮廓上面”。把鼠标移到分型面上，逐一选择所有分型面的边，点击中键确定，产生粉红色的边界，再次按中键退出；点击“零件曲面”后的“0”按钮，通过鼠标右键选择全部，选择后为红色，单击中键确认，此时曲面为绿色，就完成加工曲面的选择。如图1-20所示图1-20 体积铣粗加工 （5）在“进刀和退刀”项目中，“进刀角度”改为“3”mm.。（6）在“精度和曲面偏移”选项中，将零件曲面侧壁偏移量和曲
10、面底部加工余量都改为“0.3”mm。（7）机床参数如图1-21所示。图1-21 粗加工刀路参数（8）单击“保存并计算”图标，此时将自动计算加工程序（计算的时间与零件复杂程度、计算精度有关），计算完成后自动返回NC向导与加工管理的界面中。在绘图区中，加工路径轨迹以蓝色线显示，快速移动路径轨迹以红色线显示。如图1-21所示。图1-21 粗加工效果图(9)仿真加工如1-22图所示：图1-22 粗加工仿真图3.3、使用钻孔3轴钻孔（1）单击NC向导工具栏中创建一个程序图标。 （2）在“工艺”对话框中的“主选项”选择“钻孔”，“子选项”选择“3轴钻孔”。（3）在“刀具和卡头”中点击“新建刀具”图标，输入
11、刀具名称：ZT4。刀具几何类型：钻头。直径：4mm。其余参数为默认值。单击“确定”。（4）参数如图1-23所示。图1-23 4钻孔参数（5）选择“保存并计算”图标。看仿真加1-24图所示：图1-24 4钻孔效果图3.4 使用钻孔3轴钻孔（1）单击NC向导工具栏中创建一个程序，此时屏幕上的向导条改变成程序向导条。（2）在“工艺”对话框中，主选项选择“钻孔”，子选项选择“3轴钻孔” 。（3）在“刀具和卡头”中点击“新建刀具”图标，输入刀具名称：ZT6。刀具几何类型：钻头。直径：6mm。其余参数为默认值。单击“确定”。（4）参数如图1-25所示。图1-25 6钻孔参数（5）选择“保存并计算”图标。看
12、仿真加工如1-26图所示：图1-26 6钻孔仿真图3.5、应用曲面铣精铣所有精加工（1）单击NC向导工具栏中创建一个程序，此时屏幕上的向导条改变成程序向导条。（2）在“工艺”对话框中，主选项选择“曲面铣”，子选项选择“精铣所有”。（3）在“刀具和卡头”中点击“新建刀具”图标，输入刀具名称：D10R2。刀具几何类型：球头刀。直径：10mm。其余参数为默认值。单击“确定”。（4）刀路参数中的“刀路轨迹”设置如图1-27所示，其余都为默认值。 图1-27 精加工刀路参数（5）机床参数如图1-28所示：图1-28 精加工机床参数（6）选择“保存并计算”图标，加工效果图，如图1-29所示：图1-29 精
13、加工效果图 （7）仿真加工图如1-30所示图1-30 精加工仿真图3.6、应用曲面铣根据角度精铣精加工（1）单击NC向导工具栏中创建一个程序，此时屏幕上的向导条改变成程序向导条。（2）在“工艺”对话框中，主选项选择“曲面铣”，子选项选择“根据角度精铣” 。（3）在“刀具和卡头”中点击“新建刀具”图标，输入刀具名称：D6。刀具几何类型：平底刀。直径：6mm。其余参数为默认值。单击“确定”。（4）刀路参数中的“刀路轨迹”设置如图1-31所示，其余都为默认值。 图1-31 曲面铣刀路参数（5）机床参数如图1-32所示：图1-32 曲面铣机床参数（6）选择“保存并计算”图标，加工效果图，如图1-33所
14、示：图1-33 曲面铣效果图 （7）仿真加工图如1-34图所示 图1-34 曲面铣仿真图3.7 、仿真摸拟加工（1）仿真加工单击NC向导栏中高级仿真模拟图标，进入模拟验证对话框，选中所有，单击图标，进行仿真模拟，如图1-35图所示，笔记本散热器整体图1-36所示，笔记本散热器实体图1-37所示。 图1-35 散热器加工后效果图 图1-36 笔记本散热器整体图图1-37 笔记本散热器实体图（2）加工程序：（部分）NC程序如下： 21O0100 T01 T03 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H01 Z50. S2000 M03 G00 X149.406 Y-107.389
15、 Z50. M09 Z12.501 G01 Z11.501 F500 Z11.001 F150 Z9.001 X149.995 Y-103.445 X150.589 Y-102.461 X151.812 Y-101.238 F712 X152.098 Y-94.191 F500 X146.964 Y-99.325 X100.876 Y-73.899 X101.04 Y-74.35 X101.244 Y-74.844 X101.394 Y-75.175 X101.559 Y-75.507 X101.748 Y-75.858 X101.915 Y-76.15 X102.182 Y-76.579 X
16、102.467 Y-76.996 X102.564 Y-77.127 X102.743 Y-77.367 Z2.669 X102.748 Y-77.374 Z2.667 X102.937 Y-77.608 Z2.592 X103.044 Y-77.741 Z2.541 X103.222 Y-77.95 Z2.464 X103.425 Y-78.17 Z2.408 X103.524 Y-78.278 Z2.4 X103.611 Y-78.372 X104.021 Y-78.774 X104.425 Y-79.135 X104.844 Y-79.479 X105.205 Y-79.75X105.553 Y-79.992 X105.909 Y-80.223 X106.261 Y-80.434 X106.644 Y-80.645 X107.082 Y-80.864 X107.529 Y-81.064 X107.983 Y-81.248 X108.444 Y-81.412X101.442 Y-64.782 X101.244 Y-65.209M30