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將hyperMILL用于人工關節的加工

時間:2011-02-28 10:31:15 來源:

  一、概述

  OPEN MIND公司作為CAD/CAM軟件及 后處理系統的開發商,2005年在中國成 立了OPEN MIND(科技)中國,將CAM軟件 hyperMILL和應用技術帶到了中國。

  hyperMILL軟件的優勢不只表現在 其科學的計算方法,還在于其與世界 著名機床廠商(如HERMLE、+GF+和DMG 等)以及控制系統廠商(如海德漢、西 門子等)緊密相連,從而保證信息交流 更加暢快,解決問題更加方便,商業服 務方面更加周到。

  hyperMILL在五軸加工領域的應用 十分廣泛,不但有常規的模具加工模 組,還包括葉輪、葉片、彎管、輪胎 和牙科等專業模組,可用于汽車、醫療器械以及航空航天等各個領域,用 戶可以在較短的時間內掌握較難的技 術編程。

  二、示例

  下面介紹使用hyperMILL加工人體 關節的一個真實案例,希望可以更加詳 細、直觀地介紹hyperMILL平臺。

  本例中,我們選擇的機床是Mikron h s m 4 0 0 u , 控 制 系 統 為 H E I D E N H A I N iTNC530。

  要加工的零件,如圖1所示。通 常來說,要對一個零件實現五軸聯動 的開粗不是一件容易的事,但如果不 對零件進行粗加工,那么精加工也就 無從說起。目前,對hyperMILL軟件來 講,粗加工策略已不是問題,更多需要 關注的是加工工藝,包括如何提高零件 表面質量,如何提高加工效率、降低加 工成本等。

  使用hyperMILL進行“任意毛胚粗加工”十分方便,它可以加工任意模型的毛胚,還可以讀取其他文件格式(如stl等)。hyperMILL拋開了傳統的 開粗方式(如定義一個范圍或畫一個 框等),使用hyperMILL在很多情況下 可以不定義邊界,而采用一種智能的毛胚跟隨計算方法,使編程人員輕松地實 現零件的開粗,如圖2所示。

  零件的中加工過程就更加方便,只需要用一個5X等高加工策略就可以實現。同時,它還可以自由地變換角度來 實現倒扣位的加工。而對于負角度太大的加工曲面,我們可以采用保護曲面的 方式來實現,如圖3所示。

  此零件形狀特殊,不僅有很多R 角,還有許多倒扣,因此精加工就顯得尤為重要,這也在一定程度上增加 了加工難度,而使用hyperMILL來加工這個零件卻沒有那么復雜,我們只需先定義坐標系,再采用定位加工的方式來實現,如圖4所示。與其他軟件的區別在 于:使用hyperMILL加工時無需定義邊界;即使定義了邊界 后,在改變坐標系時也無需調整加工范圍。

  此零件根部的圓角部分也是加工難點之一,但用hyperMILL也可以輕松實現。再加工(Rework)是hyperMILL 保持了多年的專利技術,在很多情況下使用Rework功能都可 以降低加工難度,特別對于一些倒扣位而言。

  Rework可以輕松地將一個3軸的刀具路徑轉換為5軸的 刀具路徑,還可以在不改變刀長的情況下實現一個碰撞刀具路徑的再加工。而其最突出的優勢在于:它在改變坐標系的 情況下仍然可以實現再加工,使5軸編程像3軸一樣簡單,如圖5所示。

  hyperMILL的3軸清角、5軸自動清根功能都非常優秀。

  清角加工策略可以參考加工工法,還可以參考圓鼻刀、球頭 刀。清角加工時無需定義邊界,可以任意選取所需加工的曲面,隨心所欲地實現清根。同時,從數學意義上真正實現了 清角,它所生成的所有刀具路徑都是單數,且生成的刀具路 徑十分順滑,如圖6所示。

  當整個零件加工完成后,還可以實現與機床的加工實 體模擬。本例中的機床模型是由機床廠商提供的真實模型, 模型尺寸與真實機床的真實尺寸都在公差范圍內,從而保證 了加工的安全性和可靠性,如圖7所示。

  同時,還提供程式數據單,如圖8所示。

  后處理的程式與系統相一致,從而保證了程式的安全性和可靠性,如圖9所示。