[摘要]逆向工程(reverseengineering)是相對(duì)于現(xiàn)在的正向工程而言，正向工程就是我們先設(shè)計(jì)有圖紙，然后按圖紙加工出產(chǎn)品實(shí)物，而逆向工程是以目前已有的實(shí)物通過(guò)三維激光超數(shù)及逆向軟件處理，還原為電腦模型，并且可以修改和改進(jìn)。數(shù)控編程是目前CAD/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的一門(mén)高科技技術(shù)，其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)機(jī)械零件加工自動(dòng)化、提高精度、質(zhì)量和縮短產(chǎn)品周期等方面發(fā)揮了重要作用。

　　[關(guān)鍵詞]逆向工程、CAM、數(shù)控加工

　　一、逆向工程

　　逆向工程(reverseengineering)是相對(duì)于現(xiàn)在的正向工程而言，正向工程就是我們先設(shè)計(jì)有圖紙，然后按圖紙加工出產(chǎn)品實(shí)物，而逆向工程是以目前已有的實(shí)物通過(guò)三維激光超數(shù)及逆向軟件處理，還原為電腦模型，并且可以修改和改進(jìn)。

　　二、自動(dòng)編程

　　隨著CAD/CAM、數(shù)控加工、快速成型等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)正發(fā)生著深刻的技術(shù)革命，在模具等制造業(yè)中，經(jīng)常會(huì)有一些具有復(fù)雜形面的零件需要加工，這些零件的數(shù)值計(jì)算、程序編寫(xiě)、程序校驗(yàn)相當(dāng)復(fù)雜繁瑣，工作量很大，采用手工編程是難以完成的。此時(shí)，應(yīng)采用裝有編程系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ镁幊虣C(jī)床完成這些零件的編程工作。數(shù)控機(jī)床的程序編制由計(jì)算機(jī)完成的過(guò)程，稱(chēng)為自動(dòng)編程。在進(jìn)行自動(dòng)編程時(shí)，程序員所要做的工作是根據(jù)圖樣和工藝要求，利用軟件編制加工程序，由于編程機(jī)多帶有顯示器，可自動(dòng)繪出零件圖形和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。采用自動(dòng)編程方式可極大地減少編程者的工作量，大大提高編程效率，而且可以解決用手工編程無(wú)法解決的復(fù)雜零件的編程難題。

　　三、數(shù)碼相機(jī)介紹和產(chǎn)品實(shí)物圖

　　

 

　　數(shù)碼相機(jī)的確比傳統(tǒng)相機(jī)優(yōu)勝。數(shù)碼相機(jī)

　　款式很多。我根據(jù)市場(chǎng)上索尼數(shù)碼相機(jī)外形，通過(guò)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)這款(圖1)數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品款式圖紙的有關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合CAM軟件進(jìn)行一系列編程編程加工。

　　四、數(shù)控加工工藝分析

　　1.產(chǎn)品零件圖和加工工藝分析

　　1.1相機(jī)產(chǎn)品如圖1所示：該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比校復(fù)雜，具有倒圓角、斜坡位、凹凸位，要求尺寸穩(wěn)定、配合精度高、表面質(zhì)量好、無(wú)斑點(diǎn)、條紋、凹痕、起泡、變色、熔接痕、飛邊等，此外還要求具有一定的表面光澤性、一定的硬度、耐磨性和小的圖1產(chǎn)品圖表面粗糙度等。

　　1.2加工工藝分析

　　在模具加工前，先繪出產(chǎn)品的模型再分模，如圖1所示是數(shù)碼相機(jī)的上下模：由上面的產(chǎn)品圖可知，該產(chǎn)品具凸模垂直面以下部分、垂直面以上較為復(fù)雜的部分、壁厚1.5mm、最小倒圓角3mm、分模的收縮率1.004-1.008，要使上下模的配合精度高，而加工時(shí)要適合選刀、設(shè)置參數(shù)。由于數(shù)碼相機(jī)的最小倒圓角是3mm，在加工模具時(shí)刀具要想把根底下的余料去掉，而要選一把下得到根底的小刀，要不會(huì)出現(xiàn)搶刀。下刀時(shí)還要避免彈刀、掉刀、過(guò)切等現(xiàn)象。

　　2.材料選取

　　該產(chǎn)品的工件材料要求是40Cr鋼，所以加工的刀具材料選硬質(zhì)合金。由于硬質(zhì)合金刀具具耐高溫，硬度高，它主要用于加工硬度較高的工件，不過(guò)加工時(shí)需較高轉(zhuǎn)速加工，否則容易崩刀。

　　3.上模加工分析

　　如圖1所示為數(shù)碼相機(jī)面殼的凸模，材料為40Cr鋼，毛坯為六面平整的長(zhǎng)方體，尺寸為190mm×140mm×40mm。刀具可以采用高速鋼。對(duì)于這種零件需要分粗加工和精加工進(jìn)行，而精加工中還須分區(qū)域加工，選擇不同的加工刀具和加工工藝，這樣才能保證加工效率和加工精度的統(tǒng)一。所以將工序安排如下:

　　3.1由于有較大的加工余量，所以首先要先進(jìn)行粗加工，根據(jù)工件形狀可以分為兩步完成。首先是凸模垂直面以下部分，可以采用二維的形腔銑削環(huán)切方式，選用直徑為10的平刀，主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min，進(jìn)給為250mm/min。

　　3.2垂直面以上的部分形狀較為復(fù)雜，可以采用固定輪廓銑進(jìn)行粗加工。同樣選用直徑為10mm的平刀，主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min，進(jìn)給為250mm/min。

　　3.3在粗加工后，面殼的上表面倒圓角和幾處小凹凸位還留有余量，所以這一平面也需要進(jìn)行精加工，加工該平面時(shí)可以選用深度加工輪廓進(jìn)行加工，然后再用固定輪廓銑進(jìn)行精加工。精加工選擇直徑為3mm的平底刀進(jìn)行加工。主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給為300mm/min。

　　3.4垂直面以下部分雖粗加工完，但還留有余量用面銑銷(xiāo)區(qū)域方式進(jìn)行精加工。使用環(huán)繞走刀加工一方面可以保證整體的表面加工質(zhì)量，另外一方面可以減少抬刀次數(shù)。選擇直徑為10的平刀進(jìn)行加工。主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min，進(jìn)給為200mm/min。

　　4.編制上模數(shù)控加工程序

　　4.1初始設(shè)置

　　用UG進(jìn)行分模，導(dǎo)入模型后，創(chuàng)建程序，建立合適的坐標(biāo)系，設(shè)置安全平面為10mm。接著創(chuàng)建刀具和毛坯，毛坯偏移1mm。

　　4.2毛坯

　　采用形腔銑削跟隨部件的加工方式，刀具位置設(shè)置在輪廓外部，實(shí)際加工時(shí)對(duì)刀可以稍微對(duì)深0.5mm，保證平面切削均勻。采用直徑為10mm的平刀，全局每刀深度5mm，平面直徑百分比為50，機(jī)床參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速1250r/min，進(jìn)給為250mm/min。設(shè)定好零件輪廓，形成如下刀路軌跡。

　　4.3固定輪廓銑粗加工

　　采用固定輪廓銑加工方式，框選垂直面以上的區(qū)域?yàn)榧庸�區(qū)域，選擇直徑為10mm的平刀，驅(qū)動(dòng)方法為區(qū)域銑銷(xiāo)，陡峭空間范為選區(qū)非陡峭，陡角為65，采用往復(fù)切削方式，平面直徑百分比為20，采用螺旋下刀方式，順銑，機(jī)床參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min，進(jìn)給為250mm/min。形成如下刀路軌跡。

　　4.4精加工數(shù)碼相機(jī)上表面1

　　先采用深度加工輪廓加工方式，框選垂直面以上的區(qū)域?yàn)榧庸�區(qū)域，選擇直徑為3mm的平刀，然后進(jìn)行刀軌設(shè)置，陡峭空間范設(shè)置為無(wú)，合并距離為3mm，最小切銷(xiāo)深度為1mm,由于是精加工所以全局每刀深度為0.05mm，采用往復(fù)切削方式，采用螺旋下刀方式，逆銑，機(jī)床參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給為300mm/min。形成如下刀路軌跡。

　　4.5精加工數(shù)碼相機(jī)上表面2

　　然后再采用固定輪廓加工方式進(jìn)行次精加工，框選垂直面以上的區(qū)域?yàn)榧庸�區(qū)域，選擇直徑為3mm的平刀，驅(qū)動(dòng)方法選取區(qū)域銑銷(xiāo)，陡峭空間范圍的方法先取非陡峭，陡角為90度，選取往復(fù)切銷(xiāo)模式，平面直徑百分比為20，采用螺旋下刀方式，逆銑，機(jī)床參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給為300mm/min。形成如下刀路軌跡。

　　4.6平面銑削

　　最后采用面銑銷(xiāo)區(qū)域加工方式，把平面余量加工完，選好指定切銷(xiāo)區(qū)域和指定壁幾何體，選擇直徑為8mm的平刀，切銷(xiāo)模式為跟隨部件，步距設(shè)置為刀具平直，平面直徑百分比為75，毛坯距離為3，采用螺旋下刀方式，逆銑，機(jī)床參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速2000r/min，進(jìn)給為200mm/min。設(shè)定好零件輪廓，形成如下刀路軌跡。

　　5.仿真檢驗(yàn)

　　進(jìn)入高級(jí)仿真狀態(tài)，模擬所有的加工工序，得到如下模擬結(jié)果。

　　五、生成NC程序

　　利用UG系統(tǒng)的后處理功能可將煙灰盅加工刀具路徑數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能被數(shù)控CNC機(jī)床所使用的NC代碼。(略)

　　參考文獻(xiàn)

　　1. 《三維設(shè)計(jì)與NC加工實(shí)例精解》機(jī)械工業(yè)出版社

　　2. 《數(shù)控加工工藝及編程》機(jī)械工業(yè)出版社

　　3. 《互換性與測(cè)量技術(shù)》高等教育出版社

　　4. 《Mastercam數(shù)控加工實(shí)用教程》人民郵電出版社

　　5. 《金屬工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社

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