金属工艺_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。金属工艺品——金属象棋 1 引言 金属工艺品是用金属材料或以金属材料为主辅以其他材料， 加工制成 成的工艺品。一般具有厚重、雄浑、华贵、典雅、精细的风格。金 属 作 为 造 型 能 力 极 强 、 表

　　金属工艺品——金属象棋 1 引言 金属工艺品是用金属材料或以金属材料为主辅以其他材料， 加工制成 成的工艺品。一般具有厚重、雄浑、华贵、典雅、精细的风格。金 属 作 为 造 型 能 力 极 强 、 表 现 细 腻 程 度 极 高 的 造 型 材 料 ，被 广 泛 运 用于礼品、家居装饰品、花园产品等的生产制作当中。近年 来，我国金属工艺品企业不断加大产品研发、设计力度，通 过 采 取 种 种 举 措 ，金 属 工 艺 品 在 应 用 中 比 例 显 著 提 高 ，工艺品 一般都经铸、锻、刻、镂、焊、嵌等工艺。 象棋， 是一种人们喜爱的一种棋类游戏，一般常见的象棋是以木头为 原料，金属的象棋很少见。因为金属象棋成本高，加工难度大，制作工艺 复杂。 对于象棋爱好者一定希望拥有一副金属象棋，金属象棋不仅是一个 实用品而且更是一个艺术品。本次试验借鉴生活中常见的象棋为模型，以 金属为原料， 采用数控加工方法完成象棋制作。象棋的制作过程包括从零 件的设计、编程、加工等，对综合技能要求较高。从设计角度上考虑要求 象棋有一定欣赏价值； 从刀具角度上要求要求刀具锋利并能够刻字，刀具 角度刃磨合理； 从编程角度上考虑编程较为复杂，宜采用手动编程兼自动 编程；从加工角度上考虑要求先车后铣。总之象棋的制作工序较为复杂， 可以很好锻炼设计和动手能力，提高自己综合素质。 2 实验条件与方法 （1） 实验材料 铝料、端面车刀、35 度尖刀、游标卡尺、外径千分尺、平面铣刀、刻字 刀 （2） 实验仪器设备 数控车床、加工中心 （3） 实验方案 设计、编程、加工 3 实验结果与分析 （1） 设计 1） 外形设计 外形设计参照一般象棋的外形并进行适当优化，外轮廓设计还要 求便于加工，符合机械零件加工的基本工艺，外圆采用球形面。外形 设计如下： 2)外形尺寸确定 尺寸的确定要满足大小适中，符合实用性，曲面之间过度自然，有欣 赏价值，普通数学计算较为繁琐，借助 AUTOCAD 软件进行辅助计算，尺寸 的设计需要反复验证、计算。尺寸设计如下： 3)字体设计 字体是象棋的眼睛，选择一种好看的字体能够大增象棋的观赏价 值。字体的设计要选择好看的字体并且字体能够进行拉伸，字体设计 符合机械加工工艺，字体中最小宽度应大于 0.5mm 以便能够加工。经 过选择最终选择仿宋字体。以下将字为例。 4)确定字体尺寸、深度。 根据字体整体布局美观及刀具直径设定字体高度 26mm，考 虑刀具性能 （2） 编程 1） 车外轮廓程序：零件外轮廓采用数控车床加工，零件轮廓较简单， 因此可采用手动编程方法。 外轮廓编程参数设定： 表一： 粗车切削参数设定 吃刀量 主轴转速 进给速度 粗车余量 表二： 精车切削参数设定 吃刀量 主轴转速 0.5mm 800r/min 1mm 500r/min 0.3mm/min 0.5mm 进给速度 外轮廓程序编写如下： 0.1mm/min 2） 刻字程序：字体曲线无规律方程，因此采用手动编程的方法无法实 现， 因此借助自动编程软件 CimatronE9.0 进行编程，通过内存卡将程 序传输至机床。 刻字编程参数设定： 表三： 粗车切削参数设定 加工方式 刀具选择 安全平面 主轴转速 进给速度 表四： 粗车切削参数设定 加工方式 刀具选择 安全平面 主轴转速 进给速度 曲面铣-角度 0.5mm 刻字刀 20mm 5000r/min 300mm/min 余量 侧向步长 垂直步进 切屑方式 进退刀 0 0.2mm 0.1mm 顺铣 优化 体积铣-环切 0.5mm 刻字刀 20mm 5000r/min 300mm/min 粗车余量 侧向步长 垂直步进 切屑方式 进退刀 0.1mm 0.2mm 0.1mm 顺铣 优化 设定好编程参数并计算生产刀轨迹，如下图所示： 通过 CimatronE 高级仿真功能对刀轨迹检验，检验刀轨迹无误后 进行后置处理生成 G 代码，生成 G 代码如下： （3） 加工 外形车床加工外轮廓加工： 1）加工前做如下准备（表五 ） 2）选择直径 45 圆棒铝在车床上装夹外圆，伸出长度 70mm。 3）装夹 80 度端面车刀并手动车端面。 4）装夹 35 度外圆车刀建立坐标系。 5）输入程序、校验程序 6）执行程序 7）外轮廓加工完成后效果如下图 8）切断转入加工中心工序 表五： 外轮廓加工 机床选择 系统选择 毛坯选择 刀具选择 量具选择 CA6136 FANUC 0I 45 圆棒铝 80 度端面车刀 游标卡车 35 度外圆车刀 外径千分尺 加工中心刻字 1）加工前做如下准备（表六） 2）装夹刀具建立坐标系。 3）输入程序、校验程序 4）执行程序 5）外轮廓加工完成后效果如下图 表六： 外轮廓加工 机床选择 系统选择 毛坯选择 刀具选择 量具选择 4、结论 该零件的加工有一定难度难度，特别是字体加工，需要考虑因素很多。 通过老师指导和自己努力， 经过多次试验不断优化， 最终完成金属工艺品—— 金属象棋的加工。在加工的过程中对软件和加工中心有了进一步的认识。 5、收获与 很快我们就要步入社会， 面临就业了， 就业单位不会像老师那样点点滴滴细 致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备 这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会 有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就 像我们接触到的加工中心， 虽然它的性很大，但是要求每个同学都要去操作 而且要做出成品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。本次实验带给我们的，不 全是我们所接触到的那些操作技能， 也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的 几种能力， 更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去，去反 思，自勉，有所收获，使这次实验达到了他的线mm 刻字刀 游标卡车 外径千分尺