第章笔记本电脑散热器数控加工设计.doc

个人收集整理 勿做商业用途

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
1．1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
1．2 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1-11 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
2．1 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.
2．2 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.
2．3 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.
2．4 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
1
T01
Φ12的平底刀
1
粗加工
6
无
2
T02
Φ10R2的球头刀
1
精铣平面
5
无
3
T03
Φ4的钻头
1
钻Φ4的孔
2
无
4
T04
Φ6的钻头
1
钻Φ6的孔
3
无
5
T05
Φ6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
2．5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)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
T01
Φ12平底刀
2000
500
0。5

2
钻Φ4孔
整体
T03
Φ4的球头刀
1200
300
0。5

3
钻Φ6孔
整体
T04
Φ6的平底刀
1200
300
0。1

4
曲面铣精铣所有
整体
T02
Φ10R2的球刀
3000
200
0。1

5
曲面铣根据角度精铣
整体
T05
Φ6的平底刀
3000
500
0。1

编 制

审核

批准

年 月 日
共 页
第 页

三 、散热器模型加工
3．1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1-17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 Φ4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 Φ4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 Φ6钻孔参数
（5）选择“保存并计算”图标。看仿真加工如1-26图所示：

图1-26 Φ6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:
21
O0100
T01
T03
G90 G80 G00 G17 G40 M23
G43 H01 Z50。 S2000 M03
G00 X149。406 Y—107。389 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
X102.467 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。75
………………
X105。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。412
X101.442 Y-64.782
X101。244 Y—65.209
M30