基于Solidworks和Mastercam的LYN(S)-1100×500摇床的设计与加工

2013-08-22冯子佳乐育生

科技视界 2013年23期

吴专冯子佳乐育生

(湖北省地质勘查装备中心，湖北武汉430034)

0 引言

LYN(S)-1100×500摇床,是供实验室开展矿石可选性研究、试验和小型选矿厂等进行重力选矿常用的设备之一。适用于细粒和微细粒稀有金属、黑色金属、有色金属、贵重金属等矿石和煤的分选。

Solidworks机械设计软件是一个基于特征、参数化、实体建模的设计工具，是世界上第一款就windows平台的三维机械设计软件[1]。Mastercam是美国CNC software公司推出的CAD/CAM集成软件,具有完整的车、铣、线切割等加工系统，被广泛的应用[2]。

1 LYN(S)-1100×500摇床的三维设

LYN(S)-1100×500摇床的零件建模，按照产品的结构可分为机架、床面、给矿槽、七星斗、箱体等5个部分。依据每个部分零件的不同特征[3]，采取不同的建模方法。本文主要研究摇床床面的建模，对于其他一般零件的简单建模，不作赘述。

1.1 摇床床面的建模

摇床的床面，是整个产品的核心部件，它直接影响到设备的选矿效果和功能。依据矿物的形态不同，摇床床面分为矿砂床面和矿泥床面，对应的床面的选矿槽型分别为U型槽和斜型槽。

摇床床面的基础建模都比较简单，关键的难点，在于床面槽型的建模。本文在床面槽型建模时采用的方法是，先进行单一槽型的特征，然后进行阵列。在单一槽型的设计时，同时采用了拉伸切除和放样切除特征。在阵列时，要沿着鉴别线来进行，这是成功获取正确槽型的关键，如图1所示。

图1 槽型建模Fig.1 The model the trough shape

图2 床面三维图Fig.2 The bed 3D graph

1.2 装配体的建模

LYN(S)-1100×500摇床，包含机架、七星斗、给矿槽三个子装配体。在三维建模的过程中，本文采用自下而上的方法，依次进行零件建模、子装配体搭建和整机总装配。

图3 七星斗装配图Fig.3 The assembly of the seven stars dou

图4 机架装配图Fig.4 The assembly of the rame

图5 总装配图Fig.5 The general assembly drawing

在整机装配完成后，使用“干涉检查”确认整机无干涉存在；使用“重心查看”功能查看重心的位置；使用motion功能进行运动仿真。最后，可输出二维工程图。

2 LYN(S)-1100×500摇床的数控加工

摇床的床面，对LYN(S)-1100×500摇床的性能起着关键的作用，先进的床面制造工艺，将极大的改善摇床分选效果[4]。本文研究了在南通机床厂生产的V1100B型加工中心上加工该床面的方法。该床面的数控加工，包含工序设计和数控程序设计两个部分。

2.1 加工工序设计

本文在V1100B型加工中心上加工该床面时，工序包含四步：对上表面进行面铣、对四周进行轮廓铣削、对安装面进行面铣和孔加工、对U型槽和斜型槽进行加工。其中，最后的槽型加工是关键路径。

槽型的加工，有两种办法：一是直接利用solidworks三维模型，使用mastercam的三维曲面加工方法[5]，此方法的参数设置比较简单，但是槽型加工有残留较大、加工耗时长；二是选择槽型底部的曲线，使用mastercam外形铣削功能，选用12mm的平底刀沿底部曲线进行铣削加工，此方法加工最符合设计要求，但是在斜面部分由过切发生。经过实际测量，第二种方法过切的弧度小于0.1mm，满足床面的工艺要求，因此，我们采用第二种方法来加工U型槽和斜型槽。