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1、CimatronCAM模块数控编程与加工技术探讨摘要:数控加工软件在数控加工行业中应用广泛,文章以典型实例阐述了在Cimatron软件中完成产品的粗中精加工的全过程,重点讨论了Cimatron加工模块中二次开粗的运用、局部精细加工的设置于编辑刀路的方法,从而达到提高编程的精确性与效率,缩短加工生产周期的目的。 关键词:CimatronCAM数控编程加工工艺 :TP332.3:A:1007-9416(2010)08-0169-02 随着科学技术的不断发展和进步,生产与自动化的观念逐渐深入人心。数控机床已遍布全世界,不仅工业发达国家已
2、广泛采用,而且发展中国家也大量采用。数控机床是采用计算机控制的高效自动化加工设备,而数控加工是数控机床运动与工作过程控制的依据,因此数控编程是数控加工的中要内容。 1数控编程加工类型的确定 加工类型的确定就是根据模具结构形状划分粗加工、半精加工、精加工和局部精加工,接着根据划分的加工类型确定铣削刀具和加工工艺,然后设置合理的加工参数对模具结构进行数控编程。不同的加工软件,其加工的加工类型和参数设定都是一样的,下面就基于CimatronE9.0进行介绍。 模具数控加工一般分为粗加工、半精加工、精加工和局部精加工4种加工类型。 1.
3、1粗加工 粗加工工艺需要根据毛坯的类型和模具型面的情况而定。如果毛坯为锻件或钢件,那么粗加工最好先选用体积铣加工,将毛坯的大部分余量去除掉,得到均匀的毛坯余量,为后序加工提供方便。如果毛坯为铸件或电极(铜工),采用曲面铣中的根据层加工是粗加工的最佳选择。粗加工时选择大刀具、大切削量,其切削量一般在1mm-5mm。 1.2半精加工 半精加工的主要目的是使加工模型的表面余量尽量均匀,为后面精加工提供良好的切削环境,不仅可以提高加工质量和加工速度,而且可以减少因切削力变化大而导致刀具损耗大,甚至断刀的现象发生。可以使用体积铣和曲面铣的加工类
4、型,选择比粗加工小一些的刀具进行模型半精加工。在使用体积铣进行半精加工时,系统会自动计算出上一个加工程序加工后的毛坯余量,在后面进行体积铣计算时,系统会避开已加工过的区域,只在毛坯中生成刀路轨迹,从而提高加工效率。半精加工时选择比粗加工要小的刀具,其切削量一般为0.3mm～1mm。 1.3精加工 精加工是确定加工模型表面质量的一些加工类型,它的刀路轨迹是只在加工模型的表面走层。在精加工中,除非模具型面高度变化比较大,否则最好选择平行精加工。因为平行精加工不但计算速度快,而且刀具路径光顺,加工完成的模具型面质量好。但平行方式会在局部型面产
5、生步距不均的现象,为了避免这一现象,可以在步距不均处补加程序,或者在加工程序中选中垂直区域。选中该项后,Cimatron会自动在产生步距不均的地方补加垂直的刀具路径。但对模具型面高度变化比较大的,应选用等高精加工。对于平面的精加工,常采用水平区域加工(图1)。 在模具型面编程中,边界的设定是非常重要的。无论是等高加工、水平区域加工,还是平行精加工,它们产生的刀具路径都是与边界有关的,所以边界设定的好坏,将直接影响程序的质量。如果边界设定得好,产生的刀具路径十分规范,而且不需要编辑裁剪,可节省时间。如果边界设定得不好,产生的刀具路径则需要编
6、辑裁剪,并且编辑裁剪后的刀具路径将会产生较多的提刀,这样不但大大增加了编程时间,而且还增加了数控机床加工时间。所以为了保证加工质量,提高加工效率,应该注意以下几点要素。 (1)半精加工余量必须均匀,一般径向留余量0.1-0.3mm,轴向留余量0.05--,0.15mm。 (2)当采用水平区域精加工平面时,毛坯的z向最小值应该等于该平面的z值,否则平面加工后高度方向尺寸误差较大。 (3)为保证在浅滩边界处平行和等高两种走刀路径接刀良好,在许可的情况下一般在平行走刀时把浅滩边界向外三维偏移2mm左右。 (4)精加工时根据零件最小位置尺寸
7、选择小于其最小位置尺寸的刀具,其切削量一般在0.3mm以下。 1.4局部精加工 局部精加工一般是指清角加工。加工模型中的一些角位在精加工时由于刀具过大没法加工,但这些角位往往需要加工到数,所以就需要进行局部精加工了。Cimatron加工中的局部精加工主要集中在局部精细加工程序中,如清根铣和笔式铣等。 清根铣加工主要是在一些模型角位上还有较多余量时使用,它可以分层铣削加工,从而避免刀具因切削量大导致断刀现象发生。笔式铣加工主要是在一些模型角位上还有较少余量时使用,刀具路径轨迹只是围绕加工模型的角位走一刀。 采用等高精加工的方法加工侧面
8、时,常选用圆角刀加工,这必然导致工件底部不清角。当选用软件中的几种清角加工所产生的刀路不是很合理的情况下,也常用等高加工通过限制Z轴的最大和最小值的方法来代替。 2Cima
