輪胎模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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. 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 子午線輪胎模具設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)代碼： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 作者姓名： 趙樹(shù)康 學(xué) 號(hào)： 201133011053 單 位： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 戴寶山 2013年5月17日 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備、是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益蓬勃發(fā)展和國(guó)際大形勢(shì)的整體前進(jìn)，汽車(chē)的數(shù)量越來(lái)越多，各種私家車(chē)、工程車(chē)層出不窮，數(shù)量也以幾何倍數(shù)式發(fā)展，作為汽車(chē)上最易消耗品之一的輪胎的制造則顯得越來(lái)越重要。輪胎質(zhì)量的好壞直接影響車(chē)的安全性、速度、動(dòng)力、油耗等至關(guān)重要的要素，而輪胎的外形制作則直接取決于模具的使用，因此，模具的質(zhì)量與工藝則顯示的尤為重要。由于對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的制造模具的方法不能夠滿足生產(chǎn)的需要，所以就促使了CAD/CAM技術(shù)在模具制造業(yè)中的應(yīng)用，模具CAD/CAM 技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分，正在向著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。 在模具廠增多，面臨的壓力逐漸增大的情況下，提高模具的質(zhì)量成為了首當(dāng)其沖的問(wèn)題。其流程規(guī)范化，工藝標(biāo)準(zhǔn)化成為了一個(gè)不可阻擋的大潮流，只有流程與工藝有了標(biāo)準(zhǔn)后才不至于出現(xiàn)同規(guī)格型號(hào)輪胎有略微不一樣的情況，因?yàn)槲覀冎?，一輛汽車(chē)四個(gè)輪胎如果差別超出了一個(gè)度那在安全系數(shù)等方面是極其危險(xiǎn)的。所以我們需要制定統(tǒng)一流程化。標(biāo)準(zhǔn)化是很有必要的一個(gè)大趨勢(shì)。 課題首先對(duì)現(xiàn)在流行的CAD/CAM技術(shù)及其優(yōu)越性進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，而UG是CAD/CAM軟件的代表，具有工程制圖、三維造型、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)畫(huà)仿真等強(qiáng)大功能，所以本文對(duì)UG的功能在模具制造中的應(yīng)用進(jìn)行了研究、分析。最后分別介紹了在CAD/CAM技術(shù)下模具制造的三大塊，結(jié)構(gòu)、花紋以及刻字。 關(guān)鍵詞：輪胎花紋、側(cè)板刻字、CAD/CAM技術(shù)、輪胎結(jié)構(gòu)、活絡(luò)模裝配 Abstract In recent years, with the rapid development of the automotive industry and a significant increase in car ownership, making cars increasingly close links with the peoples life, traffic safety issues are increasingly prominent. Increase in car accidents caused by the loss of life and property damage, have become a social problem that cannot be ignored. Automobile safety is very important. Automobile safety design as a whole takes into account, in the time of the accident to minimize the chance of occupant injuries, so the passive safety of vehicles and related equipment increased by the majority of the people of concern. So we need a special type of brake lights, more intuitive, more visual impact of the brake signal to remind the rear vehicle drivers identify emergency stop or slow brake in a timely manner, so as to more effectively reduce vehicle collision occurs. This device is designed by brake pedal travel, which make multiple high brake rear lanterns lit and extinguished one by one, its working principle is mainly driven by the brake pedal pressure sensors transmit electrical signals, by single-chip computer to receive and process signals, thus decided to connect or disconnect the brake lights set, multiple high brake rear lanterns lit and extinguished one by one, final warning reached the rear of vehicle drivers. Keywords： traffic safety; brake lights; pressure sensor; brakes and slow brake 目 錄 第1章 緒論 5 1.1 子午線輪胎簡(jiǎn)介及其特點(diǎn) 1.2 模具CAD/CAM技術(shù)及其優(yōu)越性 1.3 UG/GRIP介紹 第2章 子午線輪胎模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配 6 2.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 2.1.1子午線輪胎模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 2.1.2 模具的選材 2.1.3 模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求 2.1.4 模具的精度和粗糙度要求 2.2 活絡(luò)模的裝配 2.2.1 建立活絡(luò)模零部件三維模型 2.2.2 裝配過(guò)程 2.3 本章小結(jié) 8 第3章 子午線輪胎模具花紋設(shè)計(jì) 9 3.1 子午線輪胎的花紋 3.1.1 胎面花紋的組成與作用 3.1.2 對(duì)胎面花紋的要求 3.1.3 胎面花紋的類(lèi)型 3.1.4 花紋溝深度 3.2 子午線輪胎花紋的造型 3.2.1 編程實(shí)現(xiàn)曲線的空間轉(zhuǎn)換 3.2.2 由空間曲線生成三維實(shí)體 3.3 子午線輪胎的模具造型 3.3.1 輪胎造型 3.3.2 模具造型 第4章 子午線輪胎模具側(cè)板刻字 4.1 輪胎側(cè)板刻字的簡(jiǎn)單介紹 4.2 Master cam Mill v8在輪胎側(cè)板刻字中的應(yīng)用 4.2.1 Master cam Mill v8軟件簡(jiǎn)單介紹 4.2.2 Master cam Mill v8的功能 4.2.3 Master cam Mill v8的優(yōu)越性 4.3 子午線輪胎刻字設(shè)計(jì)流程 4.3.1 子午線輪胎側(cè)板排字 4.3.2 字體程序 致謝 參考文獻(xiàn) 21 . 第1章 緒論 1.1子午線輪胎簡(jiǎn)介及其特點(diǎn) 子午線輪胎區(qū)別于斜交輪胎，，胎體簾線按子午線方向排列，子午線輪胎根據(jù)材料不同可以分為全鋼絲、半鋼絲和全纖維子午線輪胎三種類(lèi)型。與斜交胎相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)、滾動(dòng)阻力小，油耗低、承載能力大、減震性好；子午線輪胎的缺點(diǎn)：輪胎胎側(cè)較薄、側(cè)向強(qiáng)度低，穩(wěn)定性能差、工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高、不能與普通斜交胎用于同一輛汽車(chē)、嚴(yán)格保持出廠時(shí)輪胎要求的標(biāo)準(zhǔn)氣壓等 1.2 模具CAD/CAM技術(shù)及其優(yōu)越性 模具是把所需要的材料填充在他的型腔中，用來(lái)獲得需要的外部形狀和基本尺寸的工具。按照加工方式和加工所用材料的不同，模具分類(lèi)有橡膠模具、粉末模具、壓鑄模具等等 模具的CAD和CAM技術(shù)是一項(xiàng)容易掌握的很高端的系統(tǒng)工種。是改變傳統(tǒng)模具的老舊的加工方法的一個(gè)技術(shù)。它用計(jì)算機(jī)軟件的形式作為加工工具，使加工編程的技術(shù)工人能進(jìn)行加工設(shè)計(jì)和不斷優(yōu)化提高。模具的CAD和CAM技術(shù)的發(fā)展快，給產(chǎn)品的加工設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)的水平的不斷的發(fā)展帶來(lái)了巨大提升，作為各種廠家不斷信息技術(shù)化，集成技術(shù)化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)化的最好的方面。近年來(lái)，模具的不斷提高的制造的加工生技術(shù)在我國(guó)和其他國(guó)家都已經(jīng)得到了迅猛的提升。 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)中占據(jù)了主導(dǎo)地位，其代表軟件有UG、Mastercam Mill、CATIA ，他們有著優(yōu)越的設(shè)計(jì)、加工完備、計(jì)算準(zhǔn)確、很強(qiáng)的實(shí)用性，可以從雙軸加工到以五軸聯(lián)動(dòng)等不同的方式加工復(fù)雜的產(chǎn)品，減少了設(shè)計(jì)中的主觀誤差并利用了計(jì)算機(jī)各種優(yōu)點(diǎn)來(lái)優(yōu)化化方案，保證方案的可行性，同時(shí)使模具生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高自動(dòng)化、高效率。極大地降低了生產(chǎn)成本，給模具制造業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 1.3 UG/GRIP介紹 大部分的廠商在引進(jìn)了 CAD/CAM種種軟件之后在工作中發(fā)現(xiàn)，一般的CAD/CAM軟件的功能雖然解決了他們的大部分需求，但是許多專(zhuān)業(yè)問(wèn)題，例如貫徹本公司的標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方法和算法、產(chǎn)品管理以及數(shù)據(jù)處理等方面，解決起來(lái)比較困難，會(huì)遇到不少麻煩，這就需要二次開(kāi)發(fā)工具。 CAD/CAM軟件的本地化，把本企業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)利、規(guī)范等，與通用的 CAD/CAM軟件集成，使之成為一個(gè)高效、易用的應(yīng)用系統(tǒng)，可以說(shuō)，這些應(yīng)用系統(tǒng)就是他們研制新產(chǎn)品、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的法寶。 GRIP是 Graphics Interactive Programming的縮寫(xiě)，即圖形交互語(yǔ)言，是 UG最主要的二次開(kāi)發(fā)工具之一。由于 GRIP語(yǔ)言與 UG的緊密結(jié)合，以及它的簡(jiǎn)單易學(xué)，被稱為面向工程師的語(yǔ)言。GRIP命令有三種表示方式： （1）陳述格式 例如，用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)（0，0，0）和（10，0，0）生成一條直線，其陳述格式的 GRIP語(yǔ)句為： LN1=LINE/0，0，0，10，0，0 又例如，在直線 LN1的下方，作一條間距為1.0的平行線，其陳述格式為： LN=LINE/PARLEL，LN1，YSMALL，1.0 其中：LINE為主詞，PARLEL1，YSMALL為輔詞。 （2）GPA符號(hào)格式 例如&DENS用于設(shè)置線寬。 （3）EDA符號(hào)格式 一般的一個(gè)GRIP程序都可分為五部分，每個(gè)部分都要使用一組 GRIP命令 （1）聲明語(yǔ)句部分 ENTITY/LN1,P(9),SPLN1,SPFREV STRING/STR（30） NUMBER/A（10），CD（3） （2）初始化語(yǔ)句部分 STR=’請(qǐng)輸入刀具參數(shù)’ DATA/A(10),1,1,2,0,5,1,3,4,5,7 DATA/CD(3),4.5,1.2,4 （3）交互語(yǔ)句部分 GPOS/選擇一點(diǎn),xc,yc,zc,resp PARAM/輸入邊長(zhǎng),長(zhǎng)：,dx,寬：,dy,$ 高：,dz,resp 第2章 子午線輪胎模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配 子午線輪胎活絡(luò)模由動(dòng)模和定模兩部分組成，也就是人們常說(shuō)的上、下模，上模包括上蓋、中模套、滑塊、上側(cè)板、花紋塊，減磨板及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等，安裝在硫化機(jī)移動(dòng)模板上，在成型過(guò)程中，隨合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)；下模包括底座、下側(cè)板，下鋼圈，減磨板等，安裝在固定模板上。成型時(shí)，上下模閉合，充氣的膠囊形成封閉的型腔，成型的胚胎在膠囊外面，在張力作用下貼合在型腔內(nèi)壁，高溫保壓進(jìn)行硫化，成型后開(kāi)模取出產(chǎn)品。 圖2-1 輪胎活絡(luò)模結(jié)構(gòu)圖 2.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 2.1.1子午線輪胎模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 （1）確保輪胎產(chǎn)品能夠滿足工藝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品要求，內(nèi)輪廓幾何圖形和鋼圈參數(shù)，花紋形狀滿足花紋字體圖的要求。 （2）能夠與硫化機(jī)安全準(zhǔn)確安裝（幾何圖形，參數(shù)要求，孔的大?。?zhǔn)確無(wú)誤。 （3）一定確保模具有足夠的強(qiáng)度、硬度和剛度。 （4）那些沒(méi)有隔熱板罩的熱板導(dǎo)熱模具胎冠部位的厚度要比常型硫化機(jī)所安裝使用的模具增加10%到15%的厚度，確保使其能夠安全的儲(chǔ)備所需的熱容量。以用來(lái)滿足硫化機(jī)工藝過(guò)程溫度的均勻、穩(wěn)定和安全。 （5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工制造工藝安全良好，裝卸安全快捷，定位準(zhǔn)確，運(yùn)輸方便。 （6）花紋圈分割面位置選取要合適，要利于硫化后進(jìn)行輪胎脫模。 （7）排氣槽跟排氣孔的布局要合理，不能影響模具的散熱，不能影響模具的硬度、剛度、安全，不能影響客氣的排出，最好不影響模具的美觀。 （8）型腔的粗糙度和加工工藝的參數(shù)要選取合適，模具要在保證工藝性的前提下提高其經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際情況各有側(cè)重。 2.1.2模具的選材 活絡(luò)模對(duì)精度的要求非常高，所以在選材時(shí)要充分考慮材料的耐磨性、強(qiáng)韌性、疲勞斷裂性能、高溫性能、耐冷熱疲勞性能、耐蝕性等特點(diǎn)，來(lái)滿足模具的可鍛性、退火工藝性、切削加工性、氧化，脫碳敏感性、淬硬性、淬透性等工藝要求，同時(shí)還要盡可能的降低成本滿足經(jīng)濟(jì)性要求。除廠家要求外，上下側(cè)板、上蓋、底座板等零件均采用45鋼，鍛件不能有缺陷并進(jìn)行退火處理，消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，防止幾何變形，方便刻花操作。在粗加工后要進(jìn)行二次熱處理來(lái)消除加工過(guò)程中的加工應(yīng)力。在焊接部位，焊后要進(jìn)行退火處理，對(duì)硬度有特殊要求的還要進(jìn)行氮化處理，對(duì)于有特殊要求的零件如滑塊導(dǎo)向條等他們受力較大、工作環(huán)境比較惡劣，一般選用40Cr。 表2-1 材料明細(xì)表 2.1.3 模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求 對(duì)于模具來(lái)說(shuō)要滿足制品的設(shè)計(jì)和使用要求，即產(chǎn)品的質(zhì)量要求。模具產(chǎn)品的合理性會(huì)直接影響產(chǎn)品的外形尺寸、物理性能和外觀質(zhì)量，要保證模具的質(zhì)量就要從膠料的收縮率引起制品尺寸變化、排氣、定位和分型面的確定等一系列問(wèn)題上考慮，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下去研究和確定設(shè)計(jì)方案，模具組裝、拆卸、填料以及產(chǎn)品的取出要盡可能的簡(jiǎn)便，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)模具設(shè)計(jì)還應(yīng)有利于機(jī)械化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)模、頂出、閉模等動(dòng)作，大大的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率。 模具在工作時(shí)的外壓和內(nèi)壓都很大，因此模具材料的選擇要合理，使模具具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)在滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求下還要節(jié)約材料，降低成本。模具的加工和修理要方便，模具設(shè)計(jì)在保證質(zhì)量及產(chǎn)品壽命的前提下要盡可能簡(jiǎn)化制造工藝，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。 綜上可知，模具在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： （1） 型腔尺寸準(zhǔn)確； （2）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，硫化時(shí)不易變形； （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、便于清理； （4）便于裝料、脫模，排氣容易。 2.1.3 模具的精度和粗糙度要求 模具的外形尺寸按GB1031-68第十四級(jí)公差帶施工驗(yàn)收，粗糙度上下面為Ra1.6，其余為Ra3.2；模具的分型面局部間隙小于0.1mm，鋼圈分型面要低于外口分型面0.2-0.4mm；模具型腔輪廓按樣板施工驗(yàn)收，胎側(cè)面其余部位局部間隙長(zhǎng)0.4mm；模體與鋼圈的配合采用GB1801-79，基孔制8級(jí)公差帶的動(dòng)配合（Hs/f8）；花紋幾何形狀按樣板施工驗(yàn)收，樣板與花紋根部曲線單邊局部間隙小于0.5mm；夾套式活絡(luò)模必須按照受壓容器檢驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行水壓試驗(yàn)；模具組裝后上下面不平行度小于0.5mm；各類(lèi)輪胎模具商標(biāo)、字體按圖紙加工，字跡清除、排列整齊。 2.2 活絡(luò)模的裝配 2.2.1 建立活絡(luò)模零部件三維模型 裝配是以UG作為平臺(tái)進(jìn)行的，UG是CAD/CAM技術(shù)的代表之一，被眾多公司采用，UG的功能非常強(qiáng)大，涉及到平面工程制圖、三維造型、機(jī)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、制造和渲染等。CAD功能實(shí)現(xiàn)了目前制造業(yè)中常規(guī)的工程設(shè)計(jì)和繪圖自動(dòng)化，CAM功能則為數(shù)控機(jī)床提供NC編程技術(shù)，能夠?yàn)椴煌挠脩籼峁┎煌拈_(kāi)發(fā)工具，UG是一個(gè)完全集成的CAD/CAM軟件集，它致力于從概念設(shè)計(jì)到工程分析再到制作的整個(gè)過(guò)程，它的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)可反饋、可修改的過(guò)程。UG強(qiáng)大的參數(shù)化功能支持模型的實(shí)施修改，系統(tǒng)能夠自動(dòng)刷新模型來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，所以這種設(shè)計(jì)過(guò)程可以在產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)后就可以進(jìn)行方案評(píng)審，并不斷進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，一直到達(dá)到廠家的要求。 UG實(shí)體建模提供草圖設(shè)計(jì)、曲線生成、布爾運(yùn)算、掃掠實(shí)體、旋轉(zhuǎn)實(shí)體、沿導(dǎo)軌掃掠、尺寸驅(qū)動(dòng)、定義和編輯變量及其表達(dá)式等工具 圖2-2 側(cè)板 圖2-3 減磨板 圖2-4 花紋圈 UG/User Defined Feature是用戶自定義特征模塊提供交互式方法來(lái)定義和存儲(chǔ)基于用戶自定義特征的，便于調(diào)用和編輯的的零件族，其形成用戶專(zhuān)用的UDF庫(kù)，可以提高用戶設(shè)計(jì)建模的效率，該模塊包括已生成的UG參數(shù)化模型中提取參數(shù)，定義特征變量，設(shè)置變量默認(rèn)值，定義代表該UDF的圖標(biāo)菜單的全部工具。 圖2-5 底座墊板 2.2.2裝配過(guò)程 在UG的裝配模塊中，點(diǎn)擊【添加組件】，彈出“選擇部件”對(duì)話框，找到所要裝配的零件，然后“確定”所選擇的零件就進(jìn)入了UG的裝配模型中，點(diǎn)擊【配對(duì)組件】，彈出“配對(duì)條件”框。采用自底而上的裝配方式，選擇底座作為工作部件，在裝配類(lèi)型中分別選擇“平行”、“對(duì)齊”、“貼合”，使底座的上表面和墊板的下表面“貼合”，根據(jù)類(lèi)似的方法把所有的部件都分別導(dǎo)進(jìn)虛擬裝配模型中，進(jìn)行總裝配。 首先進(jìn)行底座板裝配 圖2-6 底座裝配 而后完成上蓋的裝配 圖2-7 上蓋裝配 弓形裝配座 圖2-8 弓形座 最后形成總裝配圖，生成支持漢字的裝配明細(xì)表。如圖： 圖2-9 總裝配圖 2.3 本章小結(jié) 隨著生活水平的提高，對(duì)汽車(chē)的需求量增加，導(dǎo)致汽車(chē)工藝的飛速發(fā)展，對(duì)輪胎質(zhì)量的要求也是越來(lái)越高，子午線輪胎活絡(luò)模具的發(fā)展為輪胎生產(chǎn)進(jìn)入高質(zhì)、高效的方向奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本課題設(shè)計(jì)的模具根據(jù)理論計(jì)算及實(shí)際情況，初步確定活絡(luò)模裝置的整體結(jié)構(gòu)及部件尺寸，在進(jìn)行造型，采用了創(chuàng)新的方法，運(yùn)用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)與制造同步的先進(jìn)理念，縮短了設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本為企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了有力的支持。 第3章 子午線輪胎模具花紋設(shè)計(jì) 3.1 子午線輪胎的花紋 3.1.1 輪胎花紋的組成與作用 輪胎主要由三個(gè)部分組成：內(nèi)胎、外胎、墊帶。作為輪胎模具來(lái)說(shuō)，最復(fù)雜也是最重要的部分就是輪胎外胎上的花紋。 花紋是輪胎上最終要的存在，花紋的質(zhì)量直接影響著使用性能和輪胎壽命。使用性能又包括著汽車(chē)的速度、動(dòng)力、靈活度、油耗、散熱、排水、排石、噪音等。 如圖3-1所示，這是工程胎中典型的豎紋為主的花紋，相對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)就是靈活性好、油耗低、速度相對(duì)來(lái)說(shuō)快、抓地力強(qiáng)，但是動(dòng)力小，適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)墓こ誊?chē)。我們常見(jiàn)的工程車(chē)中有三分之一以上采用此種花紋。 如圖3-2所示，這是工程胎中以橫紋為主的花紋，它的特點(diǎn)就是動(dòng)力特別足、抓地能力強(qiáng)，但是油耗高、速度相對(duì)較低、靈活性差。適用于短距離高強(qiáng)度運(yùn)作的工程車(chē)。 如圖3-3所示，完全以動(dòng)力為主設(shè)計(jì)的花紋，一般用于拖拉機(jī)之上。適用面比較窄。 如圖3-4所示，實(shí)際生產(chǎn)中車(chē)的多用途致使不可能使用單一功能的花紋，混合花紋的設(shè)計(jì)很好的彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，讓各種性能之間有一個(gè)平衡。 圖 3-1 圖 3-2 圖 3-3 圖 3-4 3.1.2 對(duì)胎面花紋的要求 1.保證輪胎對(duì)地面的壓力均衡，只有壓力均衡才能保證輪胎的耐磨損性，有助于防止老化。 2.橫紋與豎紋的交接融合要比例適當(dāng)，多節(jié)距花紋各種節(jié)距的長(zhǎng)度需要嚴(yán)格控制，這有助于提高牽引力和制動(dòng)力的傳輸效率。 3.花筋角度和寬度的控制與是否添加排石塊。這直接影響輪胎的散熱、排水、排石。如果開(kāi)口大小不合適一旦車(chē)在行駛工程中在車(chē)胎內(nèi)壓入石子等會(huì)大大減少輪胎的壽命。 4.減少封閉區(qū)域的花紋設(shè)計(jì)，極易產(chǎn)生噪音且散熱不均。 5.外形上要求美觀大方。 6.考慮實(shí)際加工，避免出現(xiàn)加工干涉，硫化和脫模困難。 3.1.3 胎面花紋的類(lèi)型 1.普通花紋 花紋塊面積占胎面面積的70%-90%，常用于普通工程車(chē)和轎車(chē)，其中轎車(chē)所用胎的花紋塊面積占總胎面面積的80%-90%，這是為了良好的抓地性能，但是因?yàn)榛y塊比較大，不容易散熱。圖3-1、3-2、3-3、3-4都屬于普通花紋。圖3-5是轎車(chē)用的花紋。 圖3-5 2.特殊用途花紋 這種花紋一般應(yīng)用區(qū)域較窄，如圖3-2的拖拉機(jī)用的花紋，花紋塊只占胎面面積的30%-40%。圖3-6所示為泥地胎花紋，此種花紋花筋深度大于普通花紋，一般用于越野車(chē)和小型觀光車(chē)，花紋塊面積占胎面積的40%-60%，能適應(yīng)路況較差和泥濘的道路，且排水排石性良好，不易卡住石子。 圖3-6 3.混合花紋 此花紋是一種過(guò)渡性花紋，兼顧抓地性能和速度、抗磨損等。一般來(lái)說(shuō)中間有一條縱向條紋花筋，整體以網(wǎng)格狀居多。 隨著各種車(chē)型的不斷開(kāi)發(fā)相對(duì)應(yīng)的花紋也跟著不斷的變化，趨勢(shì)是花紋越來(lái)越復(fù)雜，精確度越來(lái)越高，當(dāng)然效果越來(lái)越趨近理想。 3.1.4 花紋溝深度 花紋溝深度與花紋的規(guī)格和適用車(chē)型有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，大規(guī)格輪胎的花紋要深，越野輪胎要比普通花紋深20%-30%?；y深的優(yōu)點(diǎn)就是大幅度提高行程，但耐磨性受到影響。取舍上根據(jù)輪胎定位來(lái)選擇。 3.2 子午線輪胎花紋造型 圖3-7為輪胎截面圖，輪胎大輪廓?jiǎng)t是由此截面圖旋轉(zhuǎn)一周得到的。旋轉(zhuǎn)得出輪胎的基本形狀如圖3-8。再加上花紋就會(huì)得到如圖3-9所示的成品圖。 圖3-7 圖3-8 圖3-9 我們要想做出花紋除了必須有曲線圖（輪胎截面圖）外還必須要有平面花紋圖（如圖3-10），平面花紋圖則是由三部分組成：花紋、剖視圖（圖3-11）、節(jié)距排列（圖3-12）。 輪胎的3D造型是非常困難的，原因大致分以下幾個(gè)部分： （1）操作者需要大量的經(jīng)驗(yàn)來(lái)在腦海中行成輪胎外形的基本樣式。 （2）花紋截面是個(gè)不斷變化的，中間過(guò)渡需要無(wú)錯(cuò)臺(tái)接合，非?？简?yàn)操作者對(duì)軟件的理解和使用功底。 （3）3D造型的目的是為了加工，不單單是為了看效果，所以，造型的同時(shí)必須要考慮加工便捷，盡量避免模型加工“干涉”。 （4）嚴(yán)格按照?qǐng)D紙，不能擅自修改截面和剖視圖。 （5）精確度要求高，誤差一般盡量控制在0.01—0.07mm，因?yàn)槟＞咧苯佑绊戄喬サ幕y成型。 （6）對(duì)多節(jié)距花紋來(lái)說(shuō)，節(jié)距數(shù)量多，工作量大，保證各個(gè)節(jié)距能完美相接，必須按照客戶所要求的節(jié)距進(jìn)行排列，如圖3-10，大節(jié)距L長(zhǎng)度為79.867mm，小節(jié)距C長(zhǎng)度為63.945mm，我們單獨(dú)做出L和C的花紋，然后按圖3-12排列出整圈花紋，只有完美接圓，花紋不錯(cuò)臺(tái)才能繼續(xù)加工。大小花紋錯(cuò)落有致，能提高輪胎的性能，更能接近我們的目標(biāo)，但是同時(shí)也大大的提高了輪胎模具的加工難度。 圖3-10 圖3-11 圖3-12 3.2.1 編程實(shí)現(xiàn)曲線的空間轉(zhuǎn)化 輪胎花紋造型的第一步就是實(shí)現(xiàn)花紋和曲線的空間化。為了把平面曲線轉(zhuǎn)換為空間曲線，曾經(jīng)想到采用UG 的投射（project）命令，將平面上所有的花紋曲線都“投影”到胎面上，直接得到三維空間曲線。但用特殊點(diǎn)去驗(yàn)證， 發(fā)現(xiàn)所得的結(jié)果是不正確的，特別在輪胎的兩側(cè)，表現(xiàn)得非常明顯。有一點(diǎn)的X 坐標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)值應(yīng)該為159.4974mm，而結(jié)果卻為156.3725mm，相差3.1249mm。事實(shí)說(shuō)明， 投射命令的應(yīng)用范圍是工業(yè)設(shè)計(jì)， 不適合有精確尺寸要求的設(shè)計(jì)。而纏繞（wrap）命令運(yùn)用的對(duì)象是圓柱體，在胎面上不適合，必須尋找其他更精確的造型方法。課題的進(jìn)一步研究中， 采用了函數(shù)轉(zhuǎn)換方法。 我們仔細(xì)研究了輪胎花紋的特點(diǎn)，得到了以下兩點(diǎn)結(jié)論，根據(jù)這兩條結(jié)論，我們找到了輪胎花紋平面展開(kāi)曲線轉(zhuǎn)化為空間曲線的方法：（1）平面展開(kāi)圖中，M 軸上的點(diǎn)在三維圖上有相同的Y 坐標(biāo)值，y=0，平行于M 軸的點(diǎn)在三維圖上有相同的Y 坐標(biāo)值，具體數(shù)值需要經(jīng)過(guò)計(jì)算；同樣，平面圖中，N 軸上的點(diǎn)在三維圖上有相同的X 坐標(biāo)值，x=0，平行于N 軸的點(diǎn)在三維圖上有相同的X 坐標(biāo)值，具體數(shù)值需要經(jīng)過(guò)計(jì)算。 （2）平面展開(kāi)圖中，假設(shè)存在一條平行于M 軸的直線，那么，直線在三維圖上表現(xiàn)為一條圓弧， 圓弧的弧長(zhǎng)等于平面展開(kāi)圖上直線的長(zhǎng)度。 三維圖上各點(diǎn)的坐標(biāo)（X、Y、Z）與平面圖形坐標(biāo)（m、n）之間存在著如下關(guān)系： 1）XOZ 坐標(biāo)面上的點(diǎn)（圖3-13） 圖中，O 為輪胎的回轉(zhuǎn)中心，O1 為胎面圓弧中心，對(duì)圓弧上任意一點(diǎn)A 有： α=360m/2πr x=rsinα y=0 z=e+rcosα 圖3-13 2）YOZ 坐標(biāo)面上的點(diǎn)（圖3-14） YOZ 坐標(biāo)面上的胎面是以半徑為R 的圓。對(duì)任意點(diǎn)B 有： β=360n/2πR x=0 y=Rsinβ z=Rcosβ =(e+rcosα )cosβ 圖3-14 （ 3）不在坐標(biāo)平面上的點(diǎn) α=360m/2πrβ=360n/2πR x=rsinα y=Rsinβ z=(e+rcosα )cosβ （4.1） 如果胎面圓弧的圓心不在 Z 軸上，情況會(huì)比較復(fù)雜,如圖3-15 所示, 圖中A 是圓弧SE 的圓心，r 是圓弧半徑，δ是半徑SA 與水平方向夾角， B 為圓弧上的任意一點(diǎn)。 圖3-15 α=360(m-m1)/2πr β=360n/2πR x=x1+rcos(180-α -δ ) y=Rsinβ z=(z1+rsin(180-α -δ ))cosβ （4.2） 式中 m1,x1,z1,δ為已知值。 比 較 式 （ 4.1） 和式（ 4.2） 可以發(fā)現(xiàn)， 式（ 4.1） 是式（ 4.2） 的 特殊情況。 3.2.2 由空間曲線生成三維實(shí)體 （1）曲線整理及核對(duì) 1、根據(jù)圖紙?zhí)ロ攺接?jì)算周長(zhǎng)輪胎周長(zhǎng)，核對(duì)各節(jié)距長(zhǎng)度是否和圖紙長(zhǎng)度符合，計(jì)算各節(jié)距長(zhǎng)度之和是否跟周長(zhǎng)符合，不符合聯(lián)系廠家調(diào)整。 2、整理輪廓曲線查看輪胎外輪廓弧長(zhǎng)是否和平面圖一致，不符合聯(lián)系廠家。 3、根據(jù)廠家圖紙整理輪胎節(jié)距圖，需要畫(huà)氣孔位置，整理鋼片位置長(zhǎng)度，表示節(jié)距號(hào)等。根據(jù)整理好的節(jié)距圖整理輪胎輪廓圖，圓周旋轉(zhuǎn)花紋溝的剖面全部在CAD中手工畫(huà)圖，以檢測(cè)到UG中纏繞曲線的位置是否正確。 4、檢查整理好的輪廓曲線和節(jié)距圖紙，無(wú)問(wèn)題后另存為2004DXF格式，將另存好的圖紙打開(kāi)將不需要導(dǎo)入U(xiǎn)G的曲線和標(biāo)注刪除，然后執(zhí)行CAD自帶的清理程序，以避免導(dǎo)入U(xiǎn)G因軟件不同引起的錯(cuò)誤。 導(dǎo)入U(xiǎn)G的曲線必須保證是直線和圓弧，多樣線要打散，導(dǎo)入U(xiǎn)G前保證輪胎輪廓曲線的中心在CAD的坐標(biāo)原點(diǎn)，避免在UG加工過(guò)程中坐標(biāo)系錯(cuò)誤，引起的加工差錯(cuò)。 （2）CAD導(dǎo)入U(xiǎn)G步驟及曲線整理: 1、UG軟件打開(kāi)創(chuàng)建空白模板，保存至產(chǎn)品文件夾。 2、文件/導(dǎo)入CADdxf、dwg\選擇索要導(dǎo)入的文件，導(dǎo)入到工作部件。 3、將UG全部圖層打開(kāi)，以方便整理曲線。 4、將輪廓曲線和截距曲線，氣孔分別放置到不同的圖層，截距曲線顏色區(qū)分好。將輪廓曲線沿中心線（即X軸）旋轉(zhuǎn)90度，以保證輪廓曲線在Z軸上。 5、根據(jù)廠家圖紙排列輪胎展開(kāi)圖，注意輪胎內(nèi)外側(cè)。排列后對(duì)平面圖進(jìn)行分瓣工作，避讓過(guò)小的較深的鋁花筋，橫向花紋筋因?yàn)楹头指钗恢媒咏叫校紤]分割后接口也應(yīng)當(dāng)注意避讓。（分瓣位置分瓣處理廠家有要求的盡量按照廠家） 6、對(duì)分好的圖紙?zhí)砑涌靹e代號(hào)、磨耗標(biāo)記等。 （3）平面圖轉(zhuǎn)換到空間曲線。（曲線纏繞） 1、將輪廓曲線復(fù)制到備用圖層，編制整理輪廓曲線側(cè)弧長(zhǎng)長(zhǎng)度等于平面展開(kāi)圖的長(zhǎng)度備用。 2、旋轉(zhuǎn)調(diào)整好的輪廓曲線，注意選擇曲線的方向和矢量旋轉(zhuǎn)起始角度，避免纏繞出錯(cuò)。 3、將坐標(biāo)系放置到 纏繞曲線邊框的定位點(diǎn)， Y軸朝向圓周方向， X軸朝向斷面寬方向 選著胎頂面，調(diào)整XY邊長(zhǎng)度 注意的是平面圖纏繞曲線外框 X向必須包含所有平面圖， 否則報(bào)錯(cuò) 其他選項(xiàng)按照?qǐng)D示即可， 纏繞圖層設(shè)置一般放在曲線 原始圖層，個(gè)人方便即可 完成設(shè)置選著需要纏繞的曲線 點(diǎn)纏繞按鍵完成纏繞 （4）創(chuàng)建三維實(shí)體 做實(shí)體的步驟和全鋼三維設(shè)計(jì)基本相同，下文中簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)常用方法 1、 做花紋溝的角度線，拉伸片體，加厚，用另側(cè)的拉伸角度面更替面完成實(shí)體，修剪倒角。 2、有角度的面，高點(diǎn)版本叫規(guī)律延伸命令做片體，然后求得實(shí)體修剪倒角。 3、 利用掃掠命令直接做實(shí)體，需要畫(huà)取花紋溝的剖面曲線，在掃掠選項(xiàng)中截面 線選擇畫(huà)好的剖面線，引導(dǎo)線選擇花紋筋的邊界線。 4、利用輪胎模具工具箱直接做實(shí)體，修剪、倒角處理。 5、輪胎胎肩花紋溝經(jīng)常遇到變化比較陡峭的花紋筋，此種情況一般把胎面和胎肩的花紋筋分別建造實(shí)體，中間利用掃掠和橋接的辦法來(lái)過(guò)渡，此花紋不明顯沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明，遇到事看情況來(lái)定方案。 6、實(shí)體造型方法沒(méi)有很好的標(biāo)準(zhǔn)，不同的情況方法也相同，平時(shí)多練習(xí)，總結(jié)出一套適合自己的方法。 （5）創(chuàng)建加工程序 1、整理好的各節(jié)距實(shí)體需要加工的抽取片體，繪制加工刀軸，按片體固定輪廓銑加工。 2、比較扭曲的花紋筋沒(méi)有刀軸可按照五軸可變輪廓銑加工。 3、鋼片加工時(shí)一般是按照變輪廓銑變軸加工，如鋼片貼筋的情況需要按照花紋筋的角度固定軸加工。 加工的方案需要與其車(chē)間工藝機(jī)床性能相結(jié)合，制定加工工藝和程序文件，在此沒(méi)有詳細(xì)介紹。 （6）基模的外形輪廓及定位尺寸需要看鑄造工藝，和灌鑄模、鑄造機(jī)鋼型尺寸，澆道定位基準(zhǔn)密切相關(guān)，這里不做過(guò)多的介紹。 3.3.2 模具的車(chē)間加工 1.電極的加工 根據(jù)已作出的三維造型用三軸數(shù)控銑床來(lái)制作電極。圖3-16為電極加工模擬程序圖，此工序要求電極一定要銑到位，不能有漏銑的地方，因?yàn)殡娀鸹ㄔ谑褂秒姌O的過(guò)程中會(huì)有放電間隙，所以要留出一定的量來(lái)適應(yīng)放電間隙。正是因?yàn)榉烹婇g隙的存在導(dǎo)致電火花加工中不可能一次到位，需要循序漸進(jìn)，一般分為粗打、半精打、精打。放電間隙對(duì)應(yīng)的是粗打單邊0.75mm、半精打單邊0.4mm、精打單邊0.15mm。粗打電流較大，所以速度快，能快速打花上的余量，但是表面粗糙，質(zhì)量較差。精打電流小，速度慢，但是能精細(xì)的打花，表面質(zhì)量好。所以粗打半精打精打相應(yīng)的目的就是：去量、保持最小尺寸、精修。 圖3-16 2.銑花 車(chē)好的花紋圈上留有大量的余量，單純用電火花加工的話效率極低，且浪費(fèi)嚴(yán)重，成本翻倍，于是銑花這道工序應(yīng)運(yùn)而生。銑花，顧名思義，就是將車(chē)好的花紋圈用銑花機(jī)銑出大體輪廓，但是一定注意留量，量的大小可以根據(jù)型號(hào)來(lái)定，一般來(lái)說(shuō)量在1mm—1.3mm就可以了，大的工程胎要留2mm的量。單刀銑削深度不要過(guò)大，不然影響刀的磨損和壽命。 3.電火花的加工 電火花的應(yīng)用應(yīng)該是全鋼模具加工的核心一環(huán)，花紋的成形主要是在這一工段加工。電火花的主要原理就是電腐蝕，只要是電腐蝕就存在放電間隙，上面提到過(guò)放電間隙這個(gè)概念，但放電間隙未免是件壞事，它能避免工件與石墨的直接接觸，使得模具的花紋表現(xiàn)更光潔靚麗。此工段的成熟與否直接衡量模具的出胎質(zhì)量。操作工對(duì)花一定要準(zhǔn)，時(shí)刻用樣板測(cè)量，避免打花過(guò)深。 4.后續(xù)加工 電火花過(guò)后花紋圈需要用線切割進(jìn)行分割成塊。分割成幾等分需按照?qǐng)D紙來(lái)。分割成塊的花紋圈由花紋鉗工進(jìn)一步拋光打磨，使其更加完美，然后會(huì)進(jìn)行噴砂處理。噴砂之后為了花紋塊的使用壽命一般會(huì)進(jìn)行氮化處理，使其表面不容易生銹。處理完成的花紋塊會(huì)與滑塊等拼裝進(jìn)行最后的工序。 5.半鋼模具的處理 半鋼模具是近年來(lái)興起的一種新型模具?；y塊材料為鋁，其散熱良好，生產(chǎn)效率高，主要用于轎車(chē)輪胎和雪地胎。半鋼模具工藝上區(qū)別于全鋼模具，它主要工藝是鑄造而不是電火花。它需要用五軸先銑出成型的基模（木質(zhì)花紋塊），然后用基模翻出石膏模，再用石膏模鑄造出鋁?；y塊。對(duì)花紋造型來(lái)說(shuō)，半鋼對(duì)收縮率的要求更高，因?yàn)殇X的冷熱收縮率遠(yuǎn)大于鋼，所以基模的制作必須加入收縮率。 第4章 子午線輪胎模具側(cè)板刻字 4.1 輪胎側(cè)板刻字的簡(jiǎn)單介紹 輪胎側(cè)板刻字是以。MastercamMill軟件為平臺(tái)設(shè)計(jì)的，該軟件是美國(guó)CNC Software Inc.公司開(kāi)發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件。是最有加工設(shè)計(jì)使用效率的軟件系統(tǒng)。美國(guó)還有其他的的各發(fā)達(dá)的國(guó)家都采用這個(gè)系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。。Mastercam作為全球頂級(jí)CAM，是工業(yè)生產(chǎn)上最為廣泛的使用的CAD和CAM的系統(tǒng) 它包含二維的繪圖、三維的實(shí)體曲面的設(shè)計(jì)還有數(shù)控編程、刀具的行走路線進(jìn)行摸擬等等非常多的作用。。Mastercam能夠提供進(jìn)行設(shè)計(jì)加工外部形裝所需的軟件他非常強(qiáng)的花紋加工能力能制造出非常復(fù)雜的曲線和曲面的零件。。Mastercam有非常強(qiáng)大的進(jìn)行造型的功能，不但能夠加工設(shè)計(jì)制造出復(fù)雜的彎曲線與彎曲曲面零件，有高速的能夠進(jìn)行的曲面粗加工和曲面精加工功能。同時(shí)。Mastercam對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境要求較低，它的運(yùn)行的環(huán)境不需要特別高的配置。使用戶無(wú)論是在的造型設(shè)計(jì)、CNC銑床、CNC的車(chē)床中或CNC切割等的加工操作中，都能能夠獲得最佳的效果。Mastercam軟件已被廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)的設(shè)計(jì)與加工，自80年代末，我國(guó)就引進(jìn)了這一款CAD/CAM軟件，為我國(guó)的制造業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。 4.2 Master cam Mill v8在輪胎側(cè)板刻字中的應(yīng)用 4.2.1 Master cam Mill v8軟件簡(jiǎn)單介紹 MastercamMill軟件是美國(guó)CNC Software Inc.公司開(kāi)發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件。是最有加工設(shè)計(jì)使用效率的軟件系統(tǒng)。美國(guó)還有其他的的各發(fā)達(dá)的國(guó)家都采用這個(gè)系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。。Mastercam作為全球頂級(jí)CAM，是工業(yè)生產(chǎn)上最為廣泛的使用的CAD和CAM的系統(tǒng) 它包含二維的繪圖、三維的實(shí)體曲面的設(shè)計(jì)還有數(shù)控編程、刀具的行走路線進(jìn)行摸擬等等非常多的作用。。Mastercam能夠提供進(jìn)行設(shè)計(jì)加工外部形裝所需的軟件他非常強(qiáng)的花紋加工能力能制造出非常復(fù)雜的曲線和曲面的零件。 4.2.2 Master cam Mill v8的功能 三維設(shè)計(jì)系統(tǒng) M8擁有完整的加工曲線的功能他不僅可一設(shè)計(jì)、編輯的二維還有三維的空間曲線。m8還能生成方程曲線。在里面進(jìn)行尺寸標(biāo)注、注釋等等也很方便。M8擁有強(qiáng)大的曲面功能可以采用NURBS、PARAMETRICS等數(shù)學(xué)的模型其中包含十多種生成曲面方法包括舉升曲面丶昆氏曲面丶直紋曲面丶旋轉(zhuǎn)曲面丶掃面曲面牽引曲面丶曲面倒圓角等。M8擁有嶄新的實(shí)體功能其以PARASOLID為核心，擁有導(dǎo)圓角、抽殼、布爾運(yùn)算、延伸、修剪等功能通過(guò)擠出丶旋轉(zhuǎn)丶掃掠丶舉升丶倒圓角等 M8擁有可靠強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換功能，可轉(zhuǎn)換的格式包括：IGES、SATACIS SOLIDS、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可讀取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP、caxa、cad等格式的數(shù)據(jù)文件。 銑床3D加工系統(tǒng) 1. 外形銑削。 2.型腔加工。 3.實(shí)體加工。 4.鉆孔、鏜孔、螺紋加工。 5.可定義刀具庫(kù)、材料庫(kù)等。 6.可對(duì)刀具路徑作圖形編輯，可對(duì)NC、NCI作修改、平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等編輯。7可做實(shí)體切削模擬。 同時(shí)m8可以最高支持4軸加工。 可以操作完成各種CNC控制器，DNC傳輸。 車(chē)銑復(fù)合系統(tǒng) M8包含精車(chē)、粗車(chē)、螺紋加工等程序。 即可以徑向切槽加，。 也能夠鉆孔、鏜孔。 還能進(jìn)行行C 軸加工。 也可產(chǎn)生切削循環(huán)指令。 同時(shí)M8還可自定義刀具庫(kù)及材料庫(kù)。 自動(dòng)計(jì)算刀具補(bǔ)正、過(guò)切偵測(cè)等功能 4.2.3 Master cam Mill v8的優(yōu)越性 Mastercam軟件已被廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)的設(shè)計(jì)與加工，自80年代末，我國(guó)就引進(jìn)了這一款CAD/CAM軟件，為我國(guó)的制造業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。 圖4-1 字體示意圖 4.3 子午線輪胎刻字設(shè)計(jì)流程 4.3.1 子午線輪胎側(cè)板排字 側(cè)板字體的主要設(shè)計(jì)的流程如下：1.客戶來(lái)圖紙；2.觀察胎側(cè)圖及技術(shù)要求3.Mastercam排版，客戶確認(rèn)；4.編程及加工。 在側(cè)板字體示意圖上側(cè)板上字體包括商標(biāo) 規(guī)格 如 295/80R22.5 全鋼或半鋼 安全警示語(yǔ) 3c認(rèn)證 巴西認(rèn)證 氣壓負(fù)荷等。3C認(rèn)證的全稱為“強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度”，它是中國(guó)政府為保護(hù)消費(fèi)者人身安全和國(guó)家安全、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理、依照法律法規(guī)實(shí)施的一種產(chǎn)品合格評(píng)定制度。所謂3C認(rèn)證，就是中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度每條輪胎載重指數(shù)(負(fù)荷指數(shù))和最大載重能力模刻在胎側(cè)上,例如:輪胎規(guī)格為195/65 R15 91V中的載重指數(shù)是91,其所對(duì)應(yīng)的輪胎（單胎）最大載重615公斤。 圖4-2 字體要求1 圖4-3 字體要求2 由于Mastercam排字功能在圓弧上 只能將字體排布于圓弧的上側(cè)或下方這就用到Mastercam的旋轉(zhuǎn)功能，通過(guò)旋轉(zhuǎn)使字體排布在側(cè)板輪廓上，由上圖可知，側(cè)板字體的要求有字體樣式丶類(lèi)型丶字高丶線寬丶字深丶刀具單邊角度丶以及寬高比等。同時(shí)字體的花紋排列以及側(cè)板邊緣滾刀線也各有要求。 字體 Mastercam擁有強(qiáng)大的字體庫(kù)，其內(nèi)包含100多種字體并且具備用戶自主添加字體的功能。當(dāng)字體要求是按樣式時(shí)，，可以利用mastercam的檔案取檔功能，cad軟件 將所需要的字體存檔為dxf形式，通過(guò)Mastercam的取檔或合并檔案將所需要的字體放到正確的位置。 圖4-4 字體深度要求 根據(jù)要求可以看出要求的字體線粗是1.2 剖面線間距是1.5因此可以應(yīng)用Mastercam里的串聯(lián)補(bǔ)正和單體補(bǔ)正功能，將線排布。 字高 :在文字工具中可以自定義字高 當(dāng)字體的寬高比有要求時(shí)可以利用軟件的不等比例縮放來(lái)達(dá)到字體寬高比的要求。 字寬: 當(dāng)字體為單線體時(shí) 字寬要求即為刀具加工的寬度 當(dāng)字體為雙線體時(shí) 字寬為兩線之間的距離 字深 :即加工時(shí)要將字體刻制的深度 如下圖的0.6 0.4 。一般在軟件中不進(jìn)行深度設(shè)置，車(chē)間數(shù)控車(chē)床工人根據(jù)要求自行設(shè)置。 刀具單邊角度: 刀具加工時(shí)的單邊角度 如下圖的角度： 圖4-5 字體深度要求 4.3.2 字體程序 首先，在刀具路徑中選擇工作設(shè)定設(shè)置工作原點(diǎn)、和刀具路徑規(guī)劃等一系列參數(shù)如圖所示。 圖4-6 工作設(shè)定 第二步要利用M8的曲線旋轉(zhuǎn)成曲面和曲面的平移功能做出輪胎側(cè)板的曲面圖，將字體投影加工到曲面上。使其在曲面上顯示出來(lái)，方便后期的編程以及輪胎側(cè)板的加工。 圖素 1: 圓弧 順時(shí)鐘 圓心；X： -482.480 Y：13.186 Z 0.000 視角： 1 起始點(diǎn)X： -481.000 Y： 19.000 Z：0.000 角度: 75.718 終止點(diǎn)X： -477.674 Y： 16.778 Z：0.000 角度: 36.776 半徑： 6.000 直徑： 12.000 掃描角度： -38.942 3D 長(zhǎng)度： 4.078 圖素 2: 圓弧 順時(shí)鐘 圓心； X： -475.880 Y：11.052 Z：0.000 視角： 1 起始點(diǎn)： X： -477.674 Y：16.778 Z：0.000 角度: 107.397 終止點(diǎn)： X： -473.492 Y：16.557 Z：0.000 角度: 66.541 半徑： 6.000 直徑： 12.000 掃描角度： -40.855 3D 長(zhǎng)度： 4.278 圖素 3: 圓弧 逆時(shí)鐘 圓心； X： -393.750 Y： 200.310 Z： 0.000 視角： 1 起始點(diǎn)： X： -473.492 Y： 16.557 Z： 0.000 角度: 246.541 終止點(diǎn)： X： -460.413 Y： 11.418 Z： 0.000 角度: 250.561 半徑： 200.310 直徑： 400.620 掃描角度： 4.020 3D 長(zhǎng)度： 14.055 圖素 4: 圓弧 順時(shí)鐘 圓心； X： -462.409 Y： 5.760 Z： 0.000 視角： 1 起始點(diǎn)： X： -460.413 Y： 11.418 Z： 0.000 角度: 70.561 終止點(diǎn)： X： -457.198 Y： 8.733 Z： 0.000 角度: 29.706 半徑： 6.000 直徑： 12.000 掃描角度： -40.855 3D 長(zhǎng)度： 4.278 圖素 5: 圓弧 逆時(shí)鐘 圓心； X： -393.750 Y： 200.310 Z： 0.000 視角： 1 起始點(diǎn)： X： -457.198 Y： 8.733 Z： 0.000 角度: 251.676 終止點(diǎn)： X： -451.475 Y： 6.932 Z： 0.000 角度: 253.379 半徑： 201.810 直徑： 403.620 掃描角度： 1.704 3D 長(zhǎng)度： 6.000 將這些圖素串聯(lián)起來(lái)，再經(jīng)過(guò)繪圖丶曲面丶旋轉(zhuǎn)曲面將這些串聯(lián)的圖素旋轉(zhuǎn)形成曲面. 然后經(jīng)過(guò)平移選擇所有的曲面進(jìn)行兩個(gè)視角之間的平移。 平移完成后點(diǎn)擊彩顯，使用著色 效果如下圖 然后將字體投影上去 圖4-7 字體投影圖 第三步：根據(jù)字體要求選擇加工方式，選取需要加工的字體，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置刀具參數(shù)（刀具直徑可以在刀具庫(kù)中選擇刀具直徑也可以直接輸入刀具的直徑.進(jìn)給率.z軸進(jìn)給率.提刀速率）刀具顯示勾選選擇持續(xù)執(zhí)行.旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置為三軸定義為圍著z軸旋轉(zhuǎn)。 圖4-8 刀具參數(shù)設(shè)置圖 在設(shè)定好一系列參數(shù)后就可以加工了，加工后可以用Mill 8的模擬刀具路徑來(lái)檢查刀具和夾具與被加工零件是否干涉、碰撞。在確定沒(méi)有任何問(wèn)題的情況下執(zhí)行后處理將程序和刀路保存在指定的文件夾中。 以下為部分程序： 三軸刻字機(jī)一般下刀位置為側(cè)板曲線的最低點(diǎn) 。 N為刀序 G90為絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入G54為建立坐標(biāo)系，M3為主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為20000 ，每分鐘切削100毫米。 N100G0G90G54M3S20000F100 X392.538Y105.052Z15.208 N102Z5.208Y105.052 N104G1Z.208 N106X391.987Z.228Y105.038 N108X391.436Z.247Y105.023 N110X390.885Z.266Y105.009 。。。。。。。。。。。。。 參考文獻(xiàn) [1] 鄧星鐘．機(jī)電傳動(dòng)控制[M]．華中科技大學(xué)出版社，2001． [2] 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組．機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)2[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，1980． [3] 嚴(yán)愛(ài)珍．機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [4] 郭艷玲, 趙萬(wàn)生, 董本志等．?dāng)?shù)控發(fā)展的趨勢(shì)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2000． [5] 范俊廣． 數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用[M]． 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1993． [6] 董剛，李建攻，潘鳳章.機(jī)械設(shè)計(jì)（第三版）[M] 機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [7] 史為民．?dāng)?shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)策略. 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