基于計(jì)算機(jī)輔助軟件的模具型腔數(shù)控加工探討

任素惠 王金甫

摘 ? 要：為了提高模具型腔數(shù)控加工能力，將計(jì)算機(jī)輔助軟件Cimatron CAM運(yùn)用到數(shù)控編程中，首先闡述了型腔加工工藝制定，其次從粗加工、半精加工、精加工模具型腔面三個(gè)方面闡述了Cimatron CAM型腔編程設(shè)計(jì)，最后將做好的數(shù)控程序?qū)С鰜?lái)，通過(guò)實(shí)踐證明，Cimatron CAM能夠有效降低數(shù)控編程難度，節(jié)約了大量的編程時(shí)間，同時(shí)對(duì)于提高模具型腔的加工效率以及質(zhì)量有著顯著的效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助軟件 ?模具型腔 ?數(shù)控加工

中圖分類號(hào)：TP391.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0102-02

數(shù)控技術(shù)的發(fā)明為機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的降低工人的工作量，提高零件的生產(chǎn)效率與品質(zhì)。以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)為載體的CAM技術(shù)成為了最受歡迎的輔助軟件之一，將CAM應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中能夠帶來(lái)高效、高質(zhì)的生產(chǎn)成效。Cimatron軟件是在CAD/CAM的基礎(chǔ)功能上進(jìn)行的高級(jí)延伸，具有非常廣泛的企業(yè)認(rèn)知度。Cimatron軟件本身具有功能齊全的編程模塊，包含有銑削加工、多軸加工以及電加工等各種CAM特征，同時(shí)生產(chǎn)中一些不規(guī)則形狀的零件內(nèi)腔也能夠輕松應(yīng)對(duì)，加工出符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的零件尺寸。

1 ?型腔加工工藝制定

選取的帶有型腔的零部件如圖1所示，該零部件已經(jīng)完成了外平面的銑削加工，只剩余不規(guī)則形狀的型腔未加工，由于零件外圍輪廓為規(guī)則的長(zhǎng)方體，裝夾方式采用壓板壓緊的方式固定在工作臺(tái)上。分析零件圖紙尺寸及粗糙度要求可以得出，零件外形尺寸不大，并且待加工面為凹面，表面光潔度要求不嚴(yán)格，輪廓形狀不規(guī)則，并且有較小半徑的圓角存在，因此型腔的加工工藝見(jiàn)表1。

2 ?Cimatron ?CAM型腔編程設(shè)計(jì)

2.1 粗加工模具型腔面

將建好的零件模型導(dǎo)入到Cimatron ?CAM編程軟件中，設(shè)定XY平面為基準(zhǔn)面，Z軸反方向?yàn)榈毒哒较?，確保刀具與零件間留有足夠的安全距離。以輪廓形狀為導(dǎo)向進(jìn)行立銑粗加工，加工方式單一、快捷，選取型腔內(nèi)表面的圓周與底面為加工面，銑削進(jìn)給量設(shè)置為0.3mm固定數(shù)值，即每一次的切削深度為0.3mm，刀具選取Φ12平底白鋼刀具，同一高度平面的加工方式采用跟隨部件，步距取值為刀具直徑的一半，設(shè)定加工中心主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給率為1200mm/min，圓周面以及底面均留0.5mm的加工余量，加工完成的刀具路徑呈現(xiàn)成梯田形。

2.2 半精加工模具型腔面

粗加工完成后進(jìn)行半精加工，按照規(guī)定的型腔輪廓路徑進(jìn)行銑削加工，設(shè)定為邊界驅(qū)動(dòng)以及跟隨圓周的加工方式，采用逆時(shí)針?lè)较虻牡毒呗窂?。刀具選取Φ8圓鼻刀，步距取值為刀具直徑的三成，設(shè)定加工中心主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min，進(jìn)給率為1200mm/min，圓周面以及底面均留0.2mm的加工余量。

刀具路徑設(shè)定完成以后，可以在Cimatron ?CAM編程軟件中查看刀具路徑是否正確，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)撞刀、過(guò)度切削以及少切削的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生，實(shí)際觀看后可以得出，刀具路徑的選取是合理、有效的。

2.3 精加工模具型腔面

精加工是模具型腔加工的最后一道工序，設(shè)定為區(qū)域驅(qū)動(dòng)以及跟隨圓周的加工方式，采用順時(shí)針?lè)较虻牡毒呗窂健５毒哌x取Φ6球頭刀，步距取值為刀具直徑的兩成，設(shè)定加工中心主軸轉(zhuǎn)速為4000r/min，進(jìn)給率為450mm/min， 圓周面以及底面加工到圖紙要求的尺寸公差范圍內(nèi)。

精加工必須要確保模具型腔達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，要格外重視加工前后球頭刀的損耗程度，對(duì)于過(guò)度磨損的刀具必須要及時(shí)更換，當(dāng)出現(xiàn)加工精度不達(dá)標(biāo)時(shí)要對(duì)型腔進(jìn)行二次加工。計(jì)算機(jī)仿真模擬效果圖如圖2所示，從中可以看出型腔內(nèi)表面粗糙度較好，符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

3 ?導(dǎo)出程序

將模具型腔的各個(gè)加工工序參數(shù)設(shè)定完成后，運(yùn)行模擬可以看出各動(dòng)作符合加工要求，則可以將編程路徑參數(shù)導(dǎo)出，程序?qū)С鼋缑孢x取3軸加工中心，導(dǎo)出的一部分程序代碼如下。

4 ?結(jié)語(yǔ)

Cimatron是一款功能齊全的數(shù)控加工編程軟件，包含有型腔銑削加工、變軸銑削加工等，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不規(guī)則形狀的復(fù)雜零件自動(dòng)生成加工路徑，也可以將自動(dòng)生成的路徑效果展示出來(lái)。本文基于Cimatron CAM對(duì)模具型腔進(jìn)行數(shù)控加工編程探討，分別從加工工藝制定以及數(shù)控編程軟件編寫兩個(gè)方面進(jìn)行，可以看出，Cimatron軟件能夠有效的提升零件的加工效率以及質(zhì)量。

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