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Cimatron NC在數控刀具行業的應用

時間:2011-05-26 08:09:14 來源:未知
隨著數控刀具行業的發展，對其加工精度和加工質量都提出了嚴格的要求，這就需要提高我們現有的加工手段。我們以可轉位刀具為例，具體講解Cimatron在加工中的具體應用。可轉位刀具刀片槽的加工是數控刀具中重要的加工對象，其主要特點是：空間復合角度，一般多為兩軸旋轉角度面，尺寸精度和表面粗糙度均要求較高。模具業的發展對數控刀具的制造質量和周期提出了更高的要求。選擇一款數控編程軟件來完成數控刀具的制造，對數控刀具的好壞和周期的長短起著重要的作用。
                         

加工要點

  • 必須五軸五聯動機床方可實現該數控刀具的加工；
  • 考慮到零件的實際尺寸，所以要求機床具有足夠的行程；
  • 加工編程時需要一定的靈活性，也就是對軟件的靈活性的要求；
  • 針對該產品的特殊性，必須具有一套完整的加工工藝。
                             

第一步：粗開排屑槽

排屑槽的加工，使用4軸直紋曲面加工策略，首先選取被加工曲面的頂部輪廓與底部輪廓，以確定加工范圍。可以根據實際情況的不同來確定約束條件，在cimatron中提供了頂部輪廓、平面和Z層來限制頂部輪廓，而底部輪廓提供了底部輪廓、曲面和平面三種方式來限制。根據該刀具的特殊性，我們選擇頂部輪廓和底部輪廓。
在Cimatron編程中，許多參數是互相關聯的，也就是說當其中的一個或幾個參數確定后，其他與之關聯的參數也就確定了。在系統中用數學關系式描述這種關系，以達到減少人工設置參數個數的目的。
但在選擇前應延伸被加工曲面，延伸長度至少大于所使用刀具半徑。通過步進方式的選擇來控制每次切削深度，這里值得注意的是刀具直徑不同被加工深度的選擇也就存在著一定的詫異。

第二步：刀片槽的加工

為了讓粗加工時能盡可能地多洗削，應該使刀具軌跡更貼近貼近加工表面，為下次的小刀具加工留下更小的殘余量，為此，Cimatron提出了如下刀路軌跡優化方案。
                        
如圖所示，藍色線條為手工繪制刀具軌跡，黑色線條則為產生的加工軌跡。
定義切削加工平面以控制切削加工方向。
根據被加工表面的形狀和尺寸，以及數控編程時所采用刀具的類型和尺寸，確定加工范圍。
通過手工繪制刀路軌跡來控制被加工區域以及所產生刀軌的具體形狀，這樣不均那獲得了可控的表面加工紋理而且對于不規則區域的洗削實現了它的可控性。
使用2.5軸――>開放輪廓，定義層切高度的方法來計算切削問題。
在使用該策略加工刀片槽時，應注意進刀延伸和退刀延伸，從安全性上考慮，延伸量至少應大于刀具半徑，這樣就可以避免和刀具發生干涉碰撞現象。
通過輪廓偏移的設定來實現側壁加工余量，通過這種方法可簡單快捷地實現余量控制。  
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第三步：精加

Cimatron的精加工功能具有獨到的地方，既有通常的沿表面光刀的加工方法，還有先進的區域識別能力，即對零件的形狀可以進行有效的斜率分析，在一個加工過程內部可以實現對垂直區域的等高線加工，對平坦區域實現沿表面光刀的加工。這些提高了加工的效率和加工的質量。
針對現有零件特定表面的單獨加工，使得編程人員對特定區域的編程非常靈活，選擇要加工的曲面即可以得到所需要的加工軌跡，避免了象其它系統那樣的呆板和煩瑣性。
加工方法的靈活性還體現在工藝參數的設定上。在Cimatron中工藝參數的設定可以采用參數化的方法完成，如在設定加工高度和加工的最深位置時，這些和零件幾何相關的信息不需要用戶去麻煩地測量零件上點的坐標再根據測量結果出入數值，而直接設定為系統的參數變量(maxpz和minpz)，和工藝相關的參數具有代數相關性，如切削的深度和側向進給的大小可以直接建立為加工刀具直徑的關系式，工藝參數的臨時修改不會使用戶對相關的所有工藝參數都重新填寫。

第四步：應用模板

Cimatron的自動化加工功能非常完善和優秀，我們可以根據該加工策略收集和積累典型的工藝過程及其參數而形成加工模板。該模板是根據單位的具體情況而生成的，也是實際加工經驗的總結。該加工模板具有參數化自適應的功能，對已有加工模式的任何修改，與修改相關的其他工藝參數都能夠隨之修改，具有很好的適應性。加工的自動化技術將提高今后數控編程的效率與安全合理性。