用cimatron系統(tǒng)進行高速加工編程.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632用Cimatron系統(tǒng)進行高速加工編程高速銑削加工技術(shù)，具有許多優(yōu)秀的特點，如可以獲得很光滑的表面質(zhì)量，容易實現(xiàn)零件的精細(xì)結(jié)構(gòu)的加工而避免了大量電極制造和耗時的放電加工，可以有效地對高硬度材料進行加工，特別是可以實現(xiàn)脆性材料和薄壁零件的加工等。同時簡化了生產(chǎn)的工序，使絕大多數(shù)的工作都集中在高速加工中心上完成。使用高速加工技術(shù)，不僅要有適合高速加工的設(shè)備-高速加工中心，還要選擇適合進行高速加工的刀具。另外采用適合高速加工的編程策略也至關(guān)重要。一、高速加工編程時主要關(guān)心的問題采用高速銑削加工編程的原則主要與數(shù)控加工系統(tǒng)，加工材料，所用刀具等方面有關(guān)。使用CAM系統(tǒng)進行數(shù)控編程時，刀具選擇、切削用量以及選擇合適的加工參數(shù)可以根據(jù)具體情況設(shè)置外，加工方法的選擇就成為高速加工數(shù)控編程的關(guān)鍵。如何選擇合適的加工方法來較為合理、有效地進行高速加工的數(shù)控編程，需要考慮的問題主要與以下幾個方面相關(guān)： （1） 由于高速加工中心具有前視或預(yù)覽功能，在刀具需要進行急速轉(zhuǎn)彎時加工中心會提前進行預(yù)減速，在完成轉(zhuǎn)彎后再提高運動速度。機床的這一功能主要是為了避免慣性沖擊過大，從而導(dǎo)致慣性過切或損壞機床主軸而設(shè)置的。有些高速加工中心盡管沒有這一功能也能較好地承受慣性沖擊，但該情況對于機床的主軸也是不利的，會影響主軸等零件的壽命。在使用C AM進行數(shù)控編程時，要盡一切可能保證刀具運動軌跡的光滑與平穩(wěn)。 （2） 由于高速加工中，刀具的運動速度很高，而高速加工中采用的刀具通常又很小，這就要求在加工過程中保持固定的刀具載荷，避免刀具過載。因為刀具載荷的均勻與否會直接影響刀具的壽命、對機床主軸等，在刀具載荷過大的情況下還會導(dǎo)致斷刀。 （3） 采用更加安全和有效的加工方法與迅速進行安全檢查校驗與分析。 二、高速加工編程采用的編程策略 1、采用光滑的進、退刀方式。 在Cimatron系統(tǒng)中, 有多種多樣的進、退刀方式，如在走輪廓時，有輪廓的法向進、退刀，輪廓的切向進、退刀和相鄰輪廓的角分線進、退刀等。針對高速加工時應(yīng)盡量采用輪廓的切向進、退刀方式以保證刀路軌跡的平滑。在對曲面進行加工時，刀具可以是Z 向垂直進、退刀，曲面法向的進、退刀，曲面正向與反向的進、退刀和斜向或螺旋式進、退刀等。在實際加工中，用戶可以采用曲面的切向進刀或更好的螺旋式進刀。而且螺旋式進刀切入材料時，如果加工區(qū)域是上大下小時，螺旋半徑會隨之減小以進刀到指定深度，有些C AM系統(tǒng)具有基于知識的加工，在檢查刀具信息后發(fā)現(xiàn)刀具具有盲區(qū)時，螺旋加工半徑不會無限制減小，以避免撞刀（參見圖示）。這些對程序的安全性提供了周全的保障。 2、 采用光滑的移刀方式。 這里所說的移刀方式主要指的是行切中的行間移刀，環(huán)切中的環(huán)間移刀，等高加工的層間移刀等。普通CAM軟件中的移刀大多不適合高速加工的要求。如在行切移刀時，刀具多是直接垂直于原來行切方向的法向移刀，至使刀具路徑中存在尖角；在環(huán)切的情況下，環(huán)間移刀也是從原來軌跡的法向直接移刀，也至使道路軌跡存在不平滑情況；在等高線加工中的層間移刀時，也存在移刀尖角；這些導(dǎo)致加工中心頻繁的預(yù)覽減速影響了加工的效率甚至使高速加工不成為高速加工。 高速加工中，采用的切削用量都很?。▊?cè)向切削用量和深度切削用量很?。?，移刀運動量也會急劇增加。因此必須要求CAM產(chǎn)生的刀路軌跡中的移刀平滑。在支持高速加工的C imatron系統(tǒng)軟件中，則提供了非常豐富的移刀策略。 （1） 行切光滑移刀 a. 行切的移刀直接采用切圓弧連接。該種方法在行切切削用量（行間距）較大的情況下處理的很好，在行切切削用量（行間距）較小的情況下會由于圓弧半徑過小而導(dǎo)致圓弧接近一點，即近似為行間的直接直線移刀，從而也導(dǎo)致機床預(yù)覽減速，影響加工的效率，對加工中心也不利。 b.行切的移刀采用內(nèi)側(cè)或外側(cè)圓弧過渡移刀。該種方法在一定程度上會解決在前面采用切圓弧移刀的不足。但是在使用非常小的刀子（0 .6mm直徑的球頭刀）進行精加工時，由于刀路軌跡間距非常的?。▊?cè)向切削用量為0.2mm），使得該方法也不夠理想。這時用戶可以考慮采用下面更為高級的移刀方式 c.切向的移刀采用高爾夫球竿頭式移刀方式。 （2）環(huán)切的光滑移刀 a. 環(huán)切的移刀采用環(huán)間的圓弧切出與切入連接。這種方法的弊端是在加工3D復(fù)雜零件時，由于移刀軌跡直接在兩個刀路軌跡之間進行生成圓弧，在間距較大的情況下，會產(chǎn)生過切。因此該方法一般多用于2 .5軸的加工，在加工中所有的加工都在一個平面內(nèi)。 b. 環(huán)切的移刀采用空間螺旋式移刀。該種移刀方法由于移刀在空間完成，避免了上面方法的弊端。 （3）層間的空間螺旋移刀 在進行等高加工時，用戶要采用螺旋式等高線間的移刀。 3、 應(yīng)采用光滑的轉(zhuǎn)彎走刀。 采用光滑的轉(zhuǎn)彎走刀與進行光滑的移刀一樣，對保證高速加工的平穩(wěn)與效率同樣重要。 （1）圓角走刀；該種走刀方式并不是什么新的走拐角方式，一般CAM系統(tǒng)都有提供。該方式較適合高速加工，用戶應(yīng)予以采用。 （2）圓環(huán)走刀；該種方法是較為高級的走拐角方式，就象駕駛高速跑車在高速公路上跑時，要想在不損失速率的情況下轉(zhuǎn)彎和保證轉(zhuǎn)彎更平穩(wěn)，沿著立交環(huán)島來轉(zhuǎn)彎一樣。這種方法在走銳角彎路時效果特別明顯。 a. 應(yīng)采用更適合高速加工的加工方法。 Cimatron先進的CAM系統(tǒng)提供了許多更適合高速加工的加工方法。如在輪廓加工中，用戶可以使用螺旋式三軸連動的加工方法。使用該種方法進行輪廓加工時，刀具一邊沿輪廓切削，一邊在縱向進刀，這保證了刀具載荷的穩(wěn)定，刀路軌跡也自然平滑。采用擺線式加工。擺線試加工是利用刀具沿一滾動圓的運動來逐次對零件表面進行高速與小切量的切削。采用該種方法可以有效地進行零件上窄槽和輪廓的高速小切量切削，對刀具具有很好的保護作用。在進行零件的精加工時，在加工中心支持N urbs代碼的情況下，應(yīng)采用Nurbs編程。這樣產(chǎn)生的刀路軌跡的數(shù)據(jù)量不僅少，而且刀具運動也更光滑平穩(wěn)高效。 b. 利用CAM內(nèi)在的優(yōu)秀功能 許多CAM系統(tǒng)都有很多高級的加工能力，充分利用和挖掘這些能力加工極大地改善加工的效果。 粗切時使用具有層間二次粗加工優(yōu)化的功能。在等高線粗切中，由于零件上存在斜面，在斜面上會留有臺階，導(dǎo)致殘留余量不盡均勻。這樣對后續(xù)的加工不利，如刀具載荷不均勻。盡管系統(tǒng)具有載荷的分析與優(yōu)化，但畢竟將影響加工的效率和質(zhì)量。因此在進行粗切時，用戶應(yīng)選擇具有優(yōu)秀的層間二次粗加工W CUT功能，在粗切時就得到了余量均勻的結(jié)果，為后續(xù)加工提供更有利的條件，也提高了加工的效率。 在最后階段對零件進行清根時，利用具有斜率分析的清根算法，對陡峭拐角和平坦拐角區(qū)別對待，即對陡峭拐角的清根使用等高線一層一層清根，對平坦區(qū)域采用沿輪廓清根，可以更好地保護刀具，獲得更好的表面質(zhì)量。 在等高線(WCUT)精加工時，應(yīng)使用螺旋式改變進刀位置的方式，以避免在固定位置留有進刀痕跡，保證加工結(jié)果的整體優(yōu)良。 在編程過程中，應(yīng)利用有效的刀柄干涉檢查的功能，確保刀具的安全性。要選擇具有毛坯殘留知識加工的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的干涉檢查更為合理，因為系統(tǒng)是把刀具信息與上次加工的殘留毛坯進行校驗。 讀者可以利用Cimatron系統(tǒng)提供的結(jié)果校驗工具進行余量可視化分析，加快作出盡一步調(diào)整加工策略和進行補充加工的決定。 讀者可以利用Cimatron系統(tǒng)具有的自動化編程機制，制定結(jié)合工廠實際的加工模板，提升加工的效率與可靠性。 隨著高速銑削技術(shù)的不斷普及