光电鼠标外壳凸模的加工工艺分析
光电鼠标外壳凸模的加工工艺分析[20200123191129]
日期： 2012年10月20日 【摘要】
鼠标外壳凸模是一个比较复杂、典型的曲面模型，它内部含有非常多的结构，本次设计是采用Unigraphics 软件完成了对鼠标外壳凸模的三维曲面的建模和仿真加工工作。首先根据鼠标设计图，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计创建出凸模的三维模型。创建后的实体模型可以在CAM中生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后处理产生用于特定数控机床的加工代码。
本设计借助CAD/CAM软件强大的造型功能进行产品的造型，以及利用UG里丰富的参数功能进行参数的设定与模拟加工，充分体现了先进造型技术与数控技术在现代制造业中的优越性。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UG；参数；模拟加工；编程
引言 1
一、鼠标简介 2
二、塑料模加工工艺分析 2
（一）毛坯的选择： 2
（二）加工机床： 3
（三）塑料凸模的加工刀具： 4
（四）加工工序： 4
（五）UG的应用： 4
三、鼠标凸模建模及加工仿真 5
四、鼠标凸模的加工仿真 6
（一）加工工步 6
（二）程序 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
鼠标外壳凸模作为鼠标生产的重要工具，它的加工工艺与精度的好坏直接影响到鼠标的质量，乃至今后的生产与销售，如何设计生产出高质量的鼠标模具已经成为各个生产厂家关注的重点。
现代制造业在科技水平大发展的前提下，给模具设计制造也带来了很大的变革。数控技术作为现代制造的进行技术，它采用数字化信息控制的机床的运动进行零件的加工特别适合空间曲线曲面的加工。本设计中的鼠标模具是由复杂的曲线曲面组成，若采用传统的机床将无法加工或是加工精度得不到保证，劳动强度大。而数控技术确能很好的解决了这一问题，且已成为厂家的首选项。
CAD/CAM技术的兴起可以大为提高设计制造的效率。比如业界得到广泛使用的UG软件。UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS公司一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。
UG进入中国已经近十个年了，其在中国的应用也有了很大的发展。这次对鼠标凸模的设计制造就是采用了UG作为CAD/CAM的主要工具，完成了从造型到仿真加工的完整过程。
一、鼠标简介
鼠标的英文原名是“Mouse”，这是一个很难翻译的单词，每个人对于这个词都有各自不同的理解，比如“滑鼠”、“电子鼠”等。鼠标是一种移动光标和实现选择操作的计算机输入设备。随着“所见即所得”的环境越来普及，使用鼠标的场合也越来越多。它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。
光电鼠标由安捷伦科技公司(Agilent Technologies)开发，并于1999年下半年投入市场。它具有一个红色的小发光二极管(LED)，用于将光从工作表面反射到互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器上。CMOS传感器将每一幅图像都发送给数字信号处理器(DSP)进行分析。DSP以18MIPS（1MIPS表示每秒1百万条指令）的速度运行，能够检测图像中的图案，并确定这些图案与前一个图像相比，发生了怎样的移动。根据一系列图像中图案位置的变化，DSP确定鼠标的移动距离并将相应坐标发送给计算机。随后，计算机根据从鼠标接收到的坐标信息，移动屏幕上的光标。此过程每秒发生数百次，才使得光标的移动看上去非常流畅
二、塑料模加工工艺分析
（一）毛坯的选择：
塑料模具材料选择要注意以下几点：
1.易于加工 注塑模具零件多为金属材料制成，有的结构形状还很复杂，为了缩短生产周期、提高效率，要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度。
2.耐磨性好塑件表面的光泽度和精度都和模具型腔表面的耐磨性有直接关系，特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某 些颜料时，它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动，对型腔表面的摩擦很大，若材料不耐磨，很快就会磨损，使塑件质量受到损伤。
3.高耐蚀性很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用， 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落，表面状况变坏、塑件质量变差。所以，最好使用耐蚀钢，或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。
4.良好的尺寸稳定性在注塑成型时，注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此，最好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变，从而造成模具尺寸的变化。
5.受热处理影响小为了提髙硬度和耐磨性，一般对模具要进行热处理，但这种处理应使其尺寸变化很小。因此，最好采用能切削加工的预硬化钢。
6.抛光性能好塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态， 因此要求型腔表面的粗糙度非常小，这样，对型腔表面必须进行表面加工，如抛光、研磨等。所以，选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等。
本课题主要介绍的是鼠标凸模外壳的加工，选择材料塑胶模具钢 LKM 638：
工件毛坯：300x200x30，底平面及周边已加工完成。
铣削方式： 型腔铣和平面铣
（二）加工机床：
1、鼠标外壳凸模的加工需要完成高精度的铣削加工，所以，我们采用VMC0650H高速立式机床，如下图所示：
图2-1 VMC0650H高速立式机床
2、VMC0650H高速立式机床的优点：
VMC0650h型立式高速加工中心采用高刚性点主轴结构，功率大，转速高；三轴采用大导程精密滚珠丝杠，可实现高速传动；三坐标均采用精密直线导轨副，动静摩擦系数低，动态特性高，可满足高精度模具加工；
高精密刚性主轴，确保加工精度，主轴最高转速达16000rpm,能适应各种加工要求；
主体结构采用铸件，厚壁多筋，经多道应力消除工序，具有良好的稳定性；
三轴均采用直线导轨，高精密滚珠丝杠与伺服电机直联，保证运动的高精度；
三轴最大运行速度均为40m/min， 可极大的提高机床的加工效率；
应用计算机辅助设计（CAD）系统完成机床最优结构设计；
刀库采用伞式结构，可容纳16把刀具，刀具交换平稳可靠，换刀时间3秒，节省非切削时间；
采用西门子840数控系统，控制性能好，CNC系统稳定可靠，易于操作，功能响应快，界面丰富，具有自我诊断功能
（三）塑料凸模的加工刀具：
如表2-1
表2-1 刀具表
刀具号 刀具名称 刀具类型 刀具尺寸
1 BALL_MILLD20 球头刀 D20R5
日期： 2012年10月20日 【摘要】
鼠标外壳凸模是一个比较复杂、典型的曲面模型，它内部含有非常多的结构，本次设计是采用Unigraphics 软件完成了对鼠标外壳凸模的三维曲面的建模和仿真加工工作。首先根据鼠标设计图，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计创建出凸模的三维模型。创建后的实体模型可以在CAM中生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后处理产生用于特定数控机床的加工代码。
本设计借助CAD/CAM软件强大的造型功能进行产品的造型，以及利用UG里丰富的参数功能进行参数的设定与模拟加工，充分体现了先进造型技术与数控技术在现代制造业中的优越性。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UG；参数；模拟加工；编程
引言 1
一、鼠标简介 2
二、塑料模加工工艺分析 2
（一）毛坯的选择： 2
（二）加工机床： 3
（三）塑料凸模的加工刀具： 4
（四）加工工序： 4
（五）UG的应用： 4
三、鼠标凸模建模及加工仿真 5
四、鼠标凸模的加工仿真 6
（一）加工工步 6
（二）程序 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
鼠标外壳凸模作为鼠标生产的重要工具，它的加工工艺与精度的好坏直接影响到鼠标的质量，乃至今后的生产与销售，如何设计生产出高质量的鼠标模具已经成为各个生产厂家关注的重点。
现代制造业在科技水平大发展的前提下，给模具设计制造也带来了很大的变革。数控技术作为现代制造的进行技术，它采用数字化信息控制的机床的运动进行零件的加工特别适合空间曲线曲面的加工。本设计中的鼠标模具是由复杂的曲线曲面组成，若采用传统的机床将无法加工或是加工精度得不到保证，劳动强度大。而数控技术确能很好的解决了这一问题，且已成为厂家的首选项。
CAD/CAM技术的兴起可以大为提高设计制造的效率。比如业界得到广泛使用的UG软件。UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS公司一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。
UG进入中国已经近十个年了，其在中国的应用也有了很大的发展。这次对鼠标凸模的设计制造就是采用了UG作为CAD/CAM的主要工具，完成了从造型到仿真加工的完整过程。
一、鼠标简介
鼠标的英文原名是“Mouse”，这是一个很难翻译的单词，每个人对于这个词都有各自不同的理解，比如“滑鼠”、“电子鼠”等。鼠标是一种移动光标和实现选择操作的计算机输入设备。随着“所见即所得”的环境越来普及，使用鼠标的场合也越来越多。它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。
光电鼠标由安捷伦科技公司(Agilent Technologies)开发，并于1999年下半年投入市场。它具有一个红色的小发光二极管(LED)，用于将光从工作表面反射到互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器上。CMOS传感器将每一幅图像都发送给数字信号处理器(DSP)进行分析。DSP以18MIPS（1MIPS表示每秒1百万条指令）的速度运行，能够检测图像中的图案，并确定这些图案与前一个图像相比，发生了怎样的移动。根据一系列图像中图案位置的变化，DSP确定鼠标的移动距离并将相应坐标发送给计算机。随后，计算机根据从鼠标接收到的坐标信息，移动屏幕上的光标。此过程每秒发生数百次，才使得光标的移动看上去非常流畅
二、塑料模加工工艺分析
（一）毛坯的选择：
塑料模具材料选择要注意以下几点：
1.易于加工 注塑模具零件多为金属材料制成，有的结构形状还很复杂，为了缩短生产周期、提高效率，要求模具材料易于加工成图纸所要求的形状和精度。
2.耐磨性好塑件表面的光泽度和精度都和模具型腔表面的耐磨性有直接关系，特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某 些颜料时，它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动，对型腔表面的摩擦很大，若材料不耐磨，很快就会磨损，使塑件质量受到损伤。
3.高耐蚀性很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用， 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落，表面状况变坏、塑件质量变差。所以，最好使用耐蚀钢，或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。
4.良好的尺寸稳定性在注塑成型时，注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此，最好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变，从而造成模具尺寸的变化。
5.受热处理影响小为了提髙硬度和耐磨性，一般对模具要进行热处理，但这种处理应使其尺寸变化很小。因此，最好采用能切削加工的预硬化钢。
6.抛光性能好塑件通常要求具有良好的光泽和表面状态， 因此要求型腔表面的粗糙度非常小，这样，对型腔表面必须进行表面加工，如抛光、研磨等。所以，选用的钢材不应含有粗糙的杂质和气孔等。
本课题主要介绍的是鼠标凸模外壳的加工，选择材料塑胶模具钢 LKM 638：
工件毛坯：300x200x30，底平面及周边已加工完成。
铣削方式： 型腔铣和平面铣
（二）加工机床：
1、鼠标外壳凸模的加工需要完成高精度的铣削加工，所以，我们采用VMC0650H高速立式机床，如下图所示：
图2-1 VMC0650H高速立式机床
2、VMC0650H高速立式机床的优点：
VMC0650h型立式高速加工中心采用高刚性点主轴结构，功率大，转速高；三轴采用大导程精密滚珠丝杠，可实现高速传动；三坐标均采用精密直线导轨副，动静摩擦系数低，动态特性高，可满足高精度模具加工；
高精密刚性主轴，确保加工精度，主轴最高转速达16000rpm,能适应各种加工要求；
主体结构采用铸件，厚壁多筋，经多道应力消除工序，具有良好的稳定性；
三轴均采用直线导轨，高精密滚珠丝杠与伺服电机直联，保证运动的高精度；
三轴最大运行速度均为40m/min， 可极大的提高机床的加工效率；
应用计算机辅助设计（CAD）系统完成机床最优结构设计；
刀库采用伞式结构，可容纳16把刀具，刀具交换平稳可靠，换刀时间3秒，节省非切削时间；
采用西门子840数控系统，控制性能好，CNC系统稳定可靠，易于操作，功能响应快，界面丰富，具有自我诊断功能
（三）塑料凸模的加工刀具：
如表2-1
表2-1 刀具表
刀具号 刀具名称 刀具类型 刀具尺寸
1 BALL_MILLD20 球头刀 D20R5
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