数控工程师是怎样炼成的(下)

本文可以学到

1 数控技术在企业中的应用

2 Pro/E中制作产品模具的流程和方法

业界访谈

CFan：CAD是什么？它在数控工程中起着什么作用？

业界人士：CAD是Computer Aided Design的缩写，即计算机辅助设计。CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。按1972年国际信息处理联合会的定义则是：CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。

CFan：数控技术一般应用于哪些行业？

业界人士：我国是制造业大国，而制造业信息化已成为发展的必然趋势。数控加工则是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域，如航空、航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可或缺的加工技术手段。

CAD技术则包含有曲面造型、实体造型、参数化设计及变量化设计等系统。人才市场上需要大批的既懂数控加工相关技术，又熟悉CAD/CAM软件编程的专业人才。

(1)

(2)

(3)

任务实战

一把汤勺的由来――模具的设计

我们习以为常的一些生活日用品，特别是那些塑料用品，比如纯净水的瓶子、梳子、塑料桶、塑料盆等等，你知道它们是怎么来的吗？其实这些塑料制品，都是依靠模具来制成的，只有模具才能完成这些外形复杂、批量大的生产工艺要求（见图1）。Pro/E的模具模块中就有塑料模、压铸模和冲压模等，为模具设计人员提供了快速创建和修改完整模具零部件的功能，且易于使用。下面，就让我们来制作一把汤勺的模具。

借用已有模型

如图2所示，就是我们本次最终完成的模具效果。好了，现在启动Pro/E跟着我一起做吧。单击工具栏上“新建文件”按钮，弹出新建对话框，类型选择“制造”，子类型选择“模具型腔”，输入产品名称后单击“确定”。在弹出的“新文件选项”对话框中，选择一个模板，确定即可。

单击创建模具型腔布局按钮，在弹出的“打开”对话框中选择勺子文件（见图3），打开后系统将弹出创建参照模型对话框，选择“按参照合并”，确定，再在弹出的布局对话框中选择“单一”布局，确定即可。

创建工件（模具毛坯）

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

单击创建自动工件按钮，在弹出的自动工件对话框中，然后在工作区中选取模具原点坐标（见图4），再按图5所示的设置参数，最后单击“确定”。

接着单击自动创建侧面影像曲线按钮，将弹出侧面影像曲线对话框，系统已自动创建了一条侧面影像曲线，单击“确定”按钮关闭对话框。

单击创建分型曲面按钮，系统弹出裙状曲面按钮，点击它，显示裙边曲面对话框和菜单管理器，在工作区选取上一步创建的侧面影像曲线后，单击“确定”关闭菜单管理器。

接着单击裙边曲面对话框的“确定”，关闭它后完成裙边曲面的创建，效果如图6所示，单击“确定”，返回到模具创建界面。

分割体积块

单击创建体积块分割按钮，系统弹出模具菜单管理器，在工作区选取上一步创建的分型面，然后单击菜单管理器中的“完成”，弹出分割对话框，单击“确定”。系统弹出属性对话框，可先单击“着色”按钮，观察分割创建的凹模，如图7所示，单击“确定”。同样方法观察分割创建的凸模，最后单击“确定”完成模具的分割创建。

抽取模具创建爆炸图

依次点击“模具菜单管理器模具元件”，再选取模具元件命令下的“抽取”，在弹出的创建模具元件对话框中选取全部体积块按钮，单击“确定”完成模具元件的创建。在模具菜单管理器下的“模具元件”中，单击“完成/返回”，完成模具创建。

单击菜单“视图分解编辑位置”命令进行分解位置设置，系统还会发出“选取一轴和直边为运动参照”帮助提示，在工作区中选取模具的一直边后，系统发出“选取要移动的元件”帮助提示，选取模具工件并向上移动，单击鼠标确定；再选取下面的凹模并向下移动，单击鼠标确定。按相同的步骤向上移出凸模，效果如图8所示，完成模具爆炸图的创建，这一任务就基本完成了。

分型面的设计还有复制、平整、拉伸、阴影、裙边方法等等。在模具制作过程中，还有几点需要注意：

1.在模具的设计与制造过程中，模具尺寸精度应比塑件尺寸精度高两级，若制品精度是IT5级，模具精度应当是IT7级。

2.一般模具表面粗造度要比制品表面粗造度高出一个等级。

3.产品设计时在满足塑件使用条件的前提下，尺寸不能太大，产品精度应尽可能低，表面粗造度也尽可能低，从而降低模具制造成本及要求。

高手论道

数控程序的组成和格式

数控程序（NC）是由一系列机床数控系统能辨认的指令有序结合而构成的。一个完整的数控程序通常由程序起始标志、程序号、程序说明、若干个程序段以及程序结束标志几部分组成。

数控程序段的格式主要有三种，既固定顺序程序段格式，使用分隔符的程序段格式和字地址程序段格式。现代数控系统已广泛采用的程序段格式是字地址程序段格式。

字地址程序段格式是由程序号、数据字和程序段结束字组成，每个字的前部标有地址码用以识别地址。一个程序段内由一组开头是英文字母，后面是数字组成信息单元“字”，每个“字”根据字母来确定其意义。例如“N1 G40 G90 X0 Y0 Z0” 程序段中X为地址，0为数字，X0为“字”。

数控程序按其功能可以分为准备功能字（G代码）、辅助功能字（M代码）、进给功能字（F代码）、主轴功能字（S代码）、刀具功能字（T代码）等。如图所示，需加工一矩形轮廓的工件，工作坐标系设在工件的上表面中心，刀具从出发，逆时针加工一周，加工程序G代码是：

O0001

N0001 G90G54G00X0Y0

Z100.0S300M03;

N0002G00X0Y-50.0;

N0003G01Z-50.0F100 .0;

N0004X100.0;

N0005Y50.0;

N0006X-100.;0

N0007Y-50.0;

N0008X0;

N0009Z100.0;

N0010Y0M05;

N0011M30;

更详细资料，可参见.cn。