CAD/CAM軟件經過40多年的發展,國內外都有了很多較為成熟的產品。Cimatron E是以色列Cimatron公司主要針對模具行業開發的CAD/CAM系統軟件,是目前模具行業應用廣泛的CAD/CAM軟件,該軟件對模具的設計、加工制造有較好的解決方案。特別是在加工方面,提供了靈活的2D和3D銑削策略。下面以一個型腔模為例,介紹Cimatron軟件在模具銑削編程中的應用。
一、工藝分析和編程的一般步驟
圖1為一個型腔模,在編程之前首先要對零件進行工藝分析,加工工藝直接影響到模具的加工質量和加工效率,因此在保證模具加工精度的前提下應充分考慮到提高加工效率。原則上的工藝步驟一般為先粗后精,先主后次,先大后小,先基準后型腔。根據基本原則, 該模具的大致加工工藝為“粗加工→半精加→精加工→清根”。
1.編程步驟
(1)確定加工基準。模具加工前首先要確定模具加工的基準,也就是我們平常所說的原點,基準確定后,所有的刀路都是以基準來運行的。對于規則(六個表面已經加工到尺寸)的毛坯來說,我們一般把加工基準確定在毛坯的中心位置,Z方向的基準確定在毛坯的最高面,如圖1所示。
(2 )確定粗加工刀具和編粗加工刀路。粗加工作用是去除大部分的材料,所以模具加工的效率很大程度是由粗加工的效率所決定的。根據模具的型腔,粗加工的刀具選擇原則時能大則大,能短則短,這套模具選用Ф32R6圓角銑刀。確定了粗加工的刀具就要編粗加工的刀路。粗加工的走刀方式有:平行銑、環形銑、放射銑或插銑等,我們一般運用的比較多的是環形銑,機床參數設置為轉速1600r/min,切削深度1mm,進給為800mm/min。圖2中黑線部分就是刀具在加工中走的路線。
(3)半精加工。一般模具粗加工完成后,必須進行二次粗加工,也就是我們常說的殘料加工。它的作用是去除粗加工沒有加工到的部分材料,比如說拐角位置、局部細小位置,以保證精加工的加工 余量均勻,有的位置有時還要進行三次開粗或四次開粗,以保證精加工時加工余量一致。這套模具采用的是Ф10R 1的刀來進行二次開粗,如圖3所示。
為了保證精加工的余量比較均勻所以再用Ф6R1三次開粗,如圖4所示。
(4)精加工。半精加工完畢后就可以進行精加工了。精加工的加工策略有很多種,有等高銑、平行銑、根據曲面的角度分區域銑、3D等布距銑等。根據模具型腔的不同,所選擇的加工方式也各有不同,比如比較陡峭的地方可以采用等高銑或設置角度,水平面上可以采用平行銑等,根據具體情況精加工可能要選擇幾種走刀方式,如圖5和圖6,就運用了限制角度來進行精加工。
經過限制角度(如圖6 限制為45°),精加工時就只加工角度在45°以上的面或區域,也可以限制只加工45°以下的面或區域,如圖7和圖8所示。
精加工對模具型腔表面的質量影響很大,所以在精加工時必須選用合理刀具和合理走刀方式,需要用幾種走刀方式配合使用才能加工出合格、漂亮的模具。
(5)清根。精加工完之后,由于局部位置精加工無法加工到位,所以需要進行清根處理。清根需要比精加工更細的刀具,根據具體情況有些部位也需要清兩三次,甚至更多次。因為刀具較細,清根易產生過切,所以需要選擇合理的加工方式和參數,如圖9所示。
由于局部位置圓角為R1.5,所以需要用Ф3球刀進行第二次清根,如圖10 所示。
但是有些部位是用刀具無法加工到位的,這時就需要進行電火花加工,如圖11所示的直角部位。
2.模擬
在正式加工前一定要模擬刀路,驗證刀路是否正確,是否有撞刀和過切現象,并且得出加工的時間。模擬結果如 圖12~圖19所示。
二、后置處理生成NC代碼
程序編制完畢后需要用后處理生成機床所能夠識別的NC代碼,NC代碼可以用記事本打開進行編輯,編輯完畢的NC代碼直接輸入機床即可進行加工。
三、結論
至此,Cimatron E的數控編程過程基本完成,通過以上實例證明CAD/CAM軟件在實際加工中可提高程序的的正確性和安全性,提高工作效率。
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