Cimatron型腔模數(shù)控加工的常用策略及應(yīng)用研究

1、Cimatron型腔模數(shù)控加工的常用策略及應(yīng)用研究發(fā)布日期： 2005-9-23 10:48:39 作者：章泳健 出處：Cimatron是一套面向工模具制造業(yè)的優(yōu)秀CAD/CAM軟件 ,不僅提供了完整的造型設(shè)計(jì)、制圖、分析及加工編程功能,而且對(duì)型腔模具的整個(gè)制造過程,可提供一個(gè)理想的解決方案。Cimatron 針對(duì)型腔模具加工中應(yīng)用最為廣泛的三軸銑削加工編程 ,應(yīng)用其原創(chuàng)的基于毛坯余量知識(shí)的智能 NC 編程技術(shù) ,結(jié)合加工模具零件的各種獨(dú)特功能 ,使其成為當(dāng)今最理想的型腔模 CAM 解決方案之一。以下結(jié)合 Cimatron 在實(shí)際加工中的應(yīng)用介紹其對(duì)型腔模數(shù)控加工的常用策略。1 Cimatro

2、n 型腔模數(shù)控加工的常用策略在型腔模零件三軸數(shù)控銑削加工中 ,從規(guī)則形狀毛坯到精整處理 (主要指拋光 ) 前的零件加工 ,其銑削加工工藝一般可分為粗加工、1 / 8半精加工、精加工及清根加工四種工序類型。在毛坯的粗加工中 ,雖可采用插削等其他加工形式 ,但等高切削仍是實(shí)際加工中最常用的形式。 Cimatron 提供了 POCKET 、ZCU T、WCU T 三種工序來支持這種加工形式。由于 WCU T ROU GH 工序具有高效的環(huán)繞切削走刀及智能化的進(jìn)刀設(shè)置等優(yōu)點(diǎn) , 同時(shí)具有獨(dú)特的層間加工功能 ,因此是最常用的一個(gè)粗加工工序。理想的半精加工應(yīng)基于粗加工后毛坯的留殘來進(jìn)行刀軌計(jì)算 ,Cima

3、tron 具有獨(dú)特的最佳事前優(yōu)化技術(shù) ,使用 WCU T ROU GH 工序 ,并選擇加工參數(shù)中的 WITHSTOCK選項(xiàng) ,可使刀具軌跡根據(jù)粗加工后毛坯的殘留情況來生成 ,不僅徹底消除了空刀現(xiàn)象 ,而且刀具的切削載荷更合理 ,軌跡更流暢 ,相比采用事后優(yōu)化技術(shù)能生成更理想的半精加工刀軌。通過合理設(shè)置層間加工參數(shù) ,可使兩個(gè)切削層之間的毛坯殘留通過沿加工面的再加工得到清除 ,與通過減小層降高度來提高零件表面加工精度的方法相比 ,可在達(dá)到2 / 8相同效果的前提下,大大提高加工效率。針對(duì)零件精加工 ,Cimatron 提供了很多種加工工序來支持不同的精加工方式。 如 SURM ILL (參數(shù)線加

4、工 ) 、SURCLR( 限制線加工 )、 SRFPKT( 沿面加工 ) 、3D STEP (三維步距加工 ) 及 WCU T FIN2ISH( 等高線加工 ) 等 , 其中以針對(duì)整個(gè)零件面的 SRFPKT 及 WCUT FINISH最為常用。對(duì)于整個(gè)加工面來講 ,一般采用一種精加工工序總是不盡合理的。 對(duì)于斜率接近于水平面的平坦面 ,采用 SRFPKT 工序進(jìn)行沿面加工效果較好 ,而對(duì)斜率接近于垂直面的陡峭面一般采用 WCU T FINISH 工序加工效果較理想。因此 ,首先需對(duì)加工面進(jìn)行斜率分析 ,然后根據(jù)加工面的不同特點(diǎn)分別采用合適的走刀形式是最為理想的加工方式。采用 WCU T FIN

5、ISH 工序 , 并在加工參數(shù)中選擇 BETWEEN LAYERS : HORIZ ,能自動(dòng)對(duì)加工面進(jìn)行斜率分析 ,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)不同的區(qū)域采用不同的加工形式來進(jìn)行。3 / 8局部清根工序?qū)δ＞叩募庸ひ仓陵P(guān)重要 ,除了可使用 REMACHINE : PENCIL 基于模型上的圓角中心進(jìn)行單筆清根外 , 使用 RE MACHINE :CL EANUP 能基于毛坯余量情況進(jìn)行多道往復(fù)自動(dòng)清根 ,以達(dá)到刀具切削平穩(wěn)、載荷均勻的目的。 采用該工序 ,能自動(dòng)利用區(qū)域斜率分析算法對(duì)陡峭和平坦區(qū)域作分別處理 ,并產(chǎn)生相應(yīng)的刀具路徑。型腔模數(shù)控加工的常用策略如表1 所示。2 Cimatron 典型型腔模零件

6、的加工參數(shù)設(shè)置典型的型腔模零件有型芯、 型腔及電火花加工所需的電極。在各工序特別是在粗加工工序中 ,應(yīng)根據(jù)零件的不同特點(diǎn) ,設(shè)置不同的加工參數(shù) ,以達(dá)到理想的加工效果。 以下主要介紹針對(duì)各類零件粗加工的典型參數(shù)設(shè)置。2. 1型腔類零件的加工4 / 8對(duì)于一般型腔類零件的粗加工, 可使用 WCU T ROU GH 工序。根據(jù)此類零件的特點(diǎn),可在加工參數(shù)表中作如下設(shè)定 :(1) 走刀方式參數(shù)一般設(shè)為 SPIRAL CU T ,使刀具圍繞加工面作環(huán)繞切削。(2) 加工模型的類型參數(shù)一般設(shè)置為OPENPART:NO ,以限定在加工范圍以內(nèi)進(jìn)刀。如果零件內(nèi)部存在與型腔底面高度不同的島嶼 ,如圖 1 所示

7、 ,則應(yīng)設(shè)置為 OPEN + ISL AND ,以在不同的切削層分別采用毛坯外進(jìn)刀或內(nèi)部預(yù)孔處進(jìn)刀。( 3 ) 進(jìn)刀參數(shù)一般采用 AU TO ENTRYP OINTS( 自動(dòng)進(jìn)刀點(diǎn) ) ,當(dāng)需要鉆預(yù)孔點(diǎn)時(shí) ,可設(shè)為 OPTIMIZED ENTRY PNT (優(yōu)化進(jìn)刀點(diǎn) ) ,配合設(shè)置 CREATE ENTRY PNT : Y ES ,以產(chǎn)生較少的預(yù)孔點(diǎn) ,如圖 1 所示。(4) 進(jìn)刀角度參數(shù) RAMP AN GL E 一般設(shè)置為 5 10,以采用螺旋線進(jìn)刀 ,同時(shí)將切削次序參數(shù)設(shè)置為 INSIDE OU T ,以便于螺旋線的生成。 必要時(shí)可通過重新設(shè)定 M AX RAMP RADIUS 參數(shù)來

8、調(diào)整螺旋半5 / 8徑。(5) 對(duì)于較深的型腔加工 ,如使用存在加工盲區(qū)的刀具 (如鑲嵌硬質(zhì)合金刀片的環(huán)形刀 )向下切削時(shí)可能出現(xiàn)擱刀現(xiàn)象。通過將 MI N PLUN GESIZE 設(shè)置為刀具直徑減去圓角半徑的兩倍 ,可防止切入加工范圍太小的區(qū)域 ,以避免可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)。2. 2型芯類零件的加工粗加工 ,同樣使用 WCU T ROU GH 工序。(1) 走刀方式參數(shù)可設(shè)為 STOCK SPIRAL ,使刀具圍繞毛坯作環(huán)繞切削 ,以提高毛坯的切削效率。 圖 2 為分別采用SPIRALCUT 及 STOCK SPIRAL 參數(shù)后對(duì)同一零件生成的不同的粗加工刀具軌跡。 (模具人才網(wǎng)歡迎您 ,網(wǎng)址 h

9、ttp:/)(2) 加工模型的類型參數(shù)一般設(shè)置為OPENPART:OUTER ONL Y, 這樣可保證刀具在零件外進(jìn)刀。 切削次序參數(shù)一般設(shè)置為OU TSIDEIN ,進(jìn)刀角度參數(shù)RAMPAN G6 / 8L E 一般設(shè)置為90。(3 ) 進(jìn)刀參數(shù)一般設(shè)置為 AU TO ENTRY POINTS( 自動(dòng)進(jìn)刀點(diǎn) ) 。如不理想 ,則可選擇 DE2FINE ENTRY POINTS( 自定義進(jìn)刀點(diǎn) ) 。2. 3電極的加工電極的粗加工設(shè)置基本上與型芯相同。 不同處主要在精加工。電極模型一般是直接根據(jù)型腔模型得到的 , 然而電加工時(shí)要求電極與型腔之間存在一個(gè)放電間隙。 由于電極模型可能由許多曲面來構(gòu)成 ,如果在模型上直接做多曲面偏置會(huì)有一定困難。為了補(bǔ)償放電間隙,需要通過加工面一定量的過切來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)加工面一定量的過切有多種方法 ,如計(jì)算時(shí)采用較小刀具 ,實(shí)際加工時(shí)采用大一點(diǎn)刀具的 “騙刀法 ”等。但最常用的方法是對(duì)精加工參數(shù)表中的 SRF. OFFSET 參數(shù)設(shè)置7