于三轴数控铣床的模具曲面刻字方法

２０１１年１０月机床与液压

Ｏｃｔ．２０１ｌ第３９卷第２０期

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＵＣＳ

Ｖ０１．３９Ｎｏ．２０

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基于三轴数控铣床的模具曲面刻字方法

温后珍，盂碧霞

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆１６３３１８）

摘要：为了经济、快捷地在模具曲面上刻字，探讨了采用ＣＡＸＡ制造工程师及三轴数控铣床在玻璃瓶模具曲面上刻字的方法。提出了获得字形线条的两种方法，采用投影法得到空间曲面上的字形线条，据此生成加工刀轨及数控代码。该方法的实际应用效果很好，还可用来加工曲面上的单线条图案。

关键词：模具；刻字；ＣＡＸＡ制造工程师；三轴数控铣床中图分类号：ＴＧ６５９文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１—３８８１（２０１１）２０—０１７—２

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在玻璃瓶模具的生产过程中，需要在模具上刻ＣＡＸＡ制造工程师打开该文件，并入制造模型中。下字。一种方法是采用专用的雕刻机刻字，另一种方法面介绍ＣＡＸＡ电子图板中写字的过程：在ＣＡＸＡ电子是用ＵＧＮＸ等大型软件在曲面上写上文字¨。２’，拉图板中输入需要的文字，选择字体为单线体；然后把伸出各种字体，形成浮雕或下凹的曲面，再用五轴数字体炸开，这样文字就变成了线条。将这些文字的线控机床加工。但是对有些中小企业来说，专用的雕刻条存储为晒文件格式或ｄｘｆ文件格式，用ＣＡＸＡ制机和大型软件价格太高。如果能利用模具生产中广泛造工程师打开，即获得所需文字。

使用的三轴数控铣床和国产的ＣＡＸＡ软件进行刻字，（２）在字形精度要求不高时，可以在ＣＡＸＡ制将具有很强的经济性。文献［３］探讨了采用Ａｕｔｏ－造工程师中直接输入文字，选用细线体，得到的文字ＣＡＤ等软件联合ＣＡＭ软件进行刻字的方法，但没有是空心字，然后在笔画的中间描画线条，所有笔画描介绍ＣＡＭ软件的使用。文献［４—５］探讨了锥曲面完后将原文字线条删除，即得到单线字。

上刻字的数控加工方法，对作者要解决的问题是很好获得了字形线条后，利用ＣＡＸＡ制造工程师的的借鉴，但侧重于工艺装备、工艺过程的描述。作者ＣＡＤ建模功能，建立玻璃瓶模具的三维模型，通过将探讨采用ＣＡＸＡ制造工程师及三轴数控铣床在玻璃镜像、平移等手段将字形放在ＸＹ平面上合适的位瓶模具上进行曲面刻字的方法。

置。如图ｌ所示，此时文字线条还处于平面上。接下１

ＣＡＤ模型的建立

来要生成文字所依附的空间曲面。首先采用文字拟依为了在玻璃瓶的曲面上刻字，要生成所需文字的

附的实体表面生成曲面，再作该曲面的等距曲面，等线条。目前玻璃瓶上的文字普遍使用单线体，而距距离即为刻字的深度。删除由实体表面生成的曲ＣＡＸＡ制造工程师还不能直接生成单线体字。解决这面，留下等距曲面，将文字投影到等距曲面上，如图一问题的办法有两种：

２所示。投影方法是选择“曲线生成”里的“相关（１）采用ＣＡＸＡ电子图板或其他ＣＡＤ软件写出线”，再选择“曲面投影线”方法，然后依次拾取曲需要的字形，存为制造工程师可识别的格式，・再用

面、投影方向、平面上的文字，即可完成投影。获得

收稿日期：２０１０－０９—１６

作者简介：温后珍（１９８２一），男，博士，讲师，主要研究方向为机械设计与制造。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｎｈｏｕｚｈｅｎ＠１６３．ｃｏｒｎ。

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机床与液压

第３９卷

了曲面上的文字后，将原平面上的文字删除，接下来就可以生成刀轨。

图１玻璃瓶模具

ＣＡＤ模型

图２文字投影到

等距曲面

图４刻字用的单刃立铣刀

２刀轨及数控代码的生成

获得了曲面上的文字线条后，采用“槽加工”里的“曲线式铣槽”，设定好加工参数，再选择文字的笔画，即可生成加工刀轨，如图３所示。获得了刀轨后，进行后置处理，可生成数控代码。

４结论

（１）实践证明，文中所述的方法能够经济、快捷、有效地在模具曲面上刻字。

（２）文中所述加工方法可推广到在曲面上刻一些单线条的图案，能用于模具制造。

（３）如果要加工的文字分布在圆周上的弧度太大，为提高加工精度，可以将文字分段加工，同时在三轴铣床上配分度头进行分度。

参考文献：

【ｌ】赵明，黄翔，李迎光．基于ＵＧ的快速三维刻字设计系统

的研究及实现［Ｊ］．机械制造与自动化，２００５，３４（６）：

１４７—１４９，１５１．

．

图３生成的刀轨

【２】李洪涛，王晓明．实现曲面刻字的调和方法［Ｊ］．机床与

液压，２００５（１）：３２一“．

３实际应用

大庆市某模具企业采用前述方法获得了香油瓶模具的加工代码，采用如图４所示的单刃立铣刀在３轴铣床上进行加工，获得了合格的香油瓶模具。加工用的刀具可以用圆柱立铣刀磨制，也可以用中心钻进行磨制。

’

【３】叶公付．塑料模简易刻字方法探讨［Ｊ］．模具工业，２００３

（５）：５４—５５．

【４】刘品潇，马世榜，孔令杰．锥曲面上刻字的数控加工

［Ｊ］．新技术新工艺，２００７（１）：２４—２５．

【５】刘品潇，熊运昌，张士强．在四轴数控机床实现锥面刻字

的方法［Ｊ］．机械工程师，２００６（６）：６９—７０．

（上接第１６页）

一起，完成ｃ轴的锁紧。当不给压力时，摩擦片靠自身的弹性和弹簧的弹力恢复到初始位置。摩擦片的材料选用６５Ｍｎ，该材料适宜制较大尺寸的各种扁、圆弹簧，发条，以及其他经受摩擦的零件心】。

上述摩擦片锁紧机构的锁紧力矩为：

ｑ

。

Ｐ为锁紧进油管路的压力，ＭＰａ。

４结束语

通过对卧式车削中心Ｃ轴的功能和实现方式的介绍、不同锁紧位置优缺点的分析以及锁紧力的计算，使读者对于卧式车削中心的ｃ轴有一定的了解，在进行相关机床设计时可以作为参考。参考文献：

【１】李宪凯．车铣、车削中心ｃ轴精度的解决方法［Ｊ］．设备

管理与维修，２００５（１１）：３１．

Ｔ＝２×掣×ｕ×ｐ×！丛攀

ｑ

式中：ｒ为锁紧扭矩，Ｎ・ｍ；

Ｄ为唇形密封圈外径，ｎｕｎ；ｄ为唇形密封圈内径，ｎｕｎ；

ｐ为摩擦因数，一般取０．１—０．１５…；

【２】成大先．机械设计手册［Ｍ］．４版．北京：化学工业出版

社，２００２．

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