(数控模具设计)模具高速加工技术与策略精编
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模具高速加工技术与策略2023-10-27•模具高速加工技术概述•模具高速加工技术种类•模具高速加工策略•模具高速加工技术实际应用与案例分析•模具高速加工技术的发展趋势与挑战目录01模具高速加工技术概述模具高速加工是一种先进的制造技术,通过高速度、高精度的切削和磨削等工艺,实现模具的高效、精确制造。
高速加工技术主要依赖于高性能的机床、刀具和磨具等设备,以及先进的CAD/CAM软件和工艺技术。
模具高速加工的定义模具高速加工的特点高速加工技术可以显著提高切削速度和磨削速度,缩短加工时间,提高生产效率。
高速度高精度高可靠性低能耗高速加工技术可以实现高精度的切削和磨削,提高模具的制造精度和表面质量。
高速加工技术可以减少切削力和磨削力,降低模具制造过程中的故障率,提高生产可靠性。
高速加工技术可以显著降低切削和磨削过程中的能耗,减少环境污染。
高速加工技术开始得到研究和应用,主要涉及高速切削和高速磨削等工艺。
20世纪80年代高速加工技术逐渐成熟,开始广泛应用于模具制造领域。
20世纪90年代随着计算机技术和数字化制造技术的发展,高速加工技术逐渐向数字化、智能化方向发展。
21世纪初模具高速加工技术的发展历程02模具高速加工技术种类数控铣削加工可以实现高效率的模具加工,减少加工时间和成本。
高效加工适用于各种复杂形状的模具加工,能够满足不同需求。
灵活多变数控铣削加工具有高精度和高稳定性,能够保证模具的精度和质量。
高精度数控铣削加工电火花加工适用于各种硬质材料和复杂形状的模具加工。
电火花加工适用性广通过使用高效电源和优化加工参数,可以提高加工效率。
高效率电火花加工过程中产生的废料和有害气体较少,有利于环境保护。
环保性激光切割加工高精度激光切割加工具有高精度和高速度,适用于各种材料的精细切割和打标。
高效性激光切割加工可以实现快速切割和高效生产,提高生产效率。
安全性激光切割加工过程中产生的热量和辐射较少,使用安全可靠。
03经济性水切割加工过程中使用的水和磨料成本较低,降低了生产成本。
模具高速加工技术当今企业的竞争集中表现在产品款式、新产品开发周期及产品生产规模方面。
模具作为新产品生产的关键工装,其设计与生产日益成为新产品开发周期的决定因素。
在汽车工业中,过去新车型的开发周期一般为十年,现在缩短为二到三年,福特及丰田新车型的开发周期仅为一年半,这一切都得益于企业模具设计与制造水平的提高。
高速加工技术随着数控加工设备与高性能加工刀具技术的发展而日益成熟,极大地提高了模具加工速度,减少了加工工序,缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作,从而大大地缩短了模具的生产周期。
模具的高速加工技术逐渐成为我国模具工业技术改造最主要的内容之一。
什么是高速加工?高速加工与传统加工在加工工艺上有什么区别?高速加工对加工设备、刀具、夹具及相应的CAD/CAM系统提出了什么特殊的要求?高速加工有哪些技术优势?这些一直是我国模具行业面临的主要问题。
英国Delcam公司是世界上最早致力于高速加工工艺及相应CAD/CAM技术研究的专业CAD/CAM集成系统开发商之一。
该公司也是世界上唯一拥有大型模具加工车间的CAD/CAM软件系统开发商。
Delcam公司模具车间自1985年购进多台Briageport VF1000 高速加工中心,又于1995年引进行程为6m的Mecof 5轴联动高速加工中心,以进一步加强高速加工工艺及CAM系统的研究。
1999年3月又成功地举办了欧洲首届HSM技术研讨会暨HSM现场加工展示会,来自世界各地的100多位专家介绍了各自的经验。
高速加工技术在我国刚刚起步,众多企业非常关注高速加工的发展及在模具行业的应用,以及高速加工的工艺特点,高速加工对设备、刀具的特殊要求以及高速加工对CAD/CAM系统的特殊要求。
故将Delcam HSM技术研讨会暨HSM现场加工展示会的资料整理成文,希望与我国从事模具高速加工的工程技术人员交流。
关于高速加工的定义60多年前,Salomon提出高速加工的概念,并对高速加工进行了深入的研究,其研究成果表明:随着切削线速度的增加,温度及刀具磨损会剧烈增加,当切削线速度达到某临界值时,切削温度及切削力会减小,后又随着切削速度的增加而急剧增加。
高速加工高级应用之编程策略培训纲要一、高速加工的目标:1、高精度2、高光潔度3、最短的加工時間二、妨碍高速加工效果的因素:•精確的刀路編程•堅固耐用,重心低之机床結構•快速,穩定性高的操纵系統•快速準確的驅動系統•高速,高扭力,高精度主軸•堅固,同心度高的夾刀頭•強大的技術支援四、高速加工的定义:60多年前,Salomon提出高速加工的概念,并对高速加工进行了深进的研究,其研究成果讲明:随着切削线速度的增加,温度及刀具磨损会剧烈增加,当切削线速度到达某临界值时,切削温度及切削力会减小,后又随着切削速度的增加而急剧增加。
不同材料有不同的加工临界值,有其高速加工的特定范围。
刀具材料与质量是高速加工最要紧的限制条件之一,故高速加工不仅决定于主轴速度与刀具直径,还与所切削的材料、刀具寿命及加工工艺等综合因素有关。
高速加工是浅切削快进给加工方式,因此传统的大切深侧刃加工不适合于高速加工,通常粗加工钢料时ap为刀具直径的5%左右,ae可取刀具直径的35%--45%,平底刀由于刀尖较薄弱一般不适合用于高速加工的粗加工。
五、涂层可延长刀具的使用寿命:涂层材料涂层材料须具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、不与工件材料发生化学反响、耐热耐氧化、摩擦因数低,以及与基体附着牢固等要求。
显然,单一的涂层材料非常难满足上述各项要求。
因此硬质涂层材料已由最初只能涂单一的TiC、TiN、Al2O3,进进到开发厚膜、复合和多元涂层的新时期。
新开发的TiCN、TiAlN、TiAlCN多元、超薄、超多层涂层与TiC、TiN、Al2O3等涂层的复合,加上新型的抗塑性变形基体,在改善涂层的韧性、涂层与基体的结合强度、提高涂层耐磨性方面有了重大进展。
目前,又突破了在硬质合金基体上涂覆金刚石薄膜技术,全面提高了刀具的性能。
工艺最成熟和应用最广泛的硬质涂层材料是TiN,但TiN与基体结合强度不及TiC涂层,涂层易剥落,且硬度也不如TiC高,在切削温度较高时膜层易氧化而被烧蚀。
1概述模具作为模压产品生产的关键工装,其设计与生产周期日益成为决定新产品开发周期的决定因素。
目前工业发达国家的航空航天、汽车、机械、模具、机床等行业首先得益于该项新技术,使上述行业的产品质量明显提高,成本大幅度降低,获得了市场竞争优势。
在汽车工业中,过去新车型的开发周期一般为10年,现在缩短为2~3年。
福特、通用、丰田等公司的新车型开发周期仅为1年半,这一切都得益于企业模具设计与制造手段的现代化水平的提高。
高速切削技术逐渐应用于加工铸铁和硬铝合金,尤其是加工大型覆盖件冲压模、锻模、压铸模和注射模,目的是在减少加工时间和研制时间的同时提高尺寸公差和表面一致性。
目前国际上高速切削加工技术主要应用于汽车工业、模具行业、航空航天行业,尤其是在加工复杂曲面的领域,工件本身或刀具系统刚性要求较高的加工领域,显示了强大的功能。
国内高速切削加工技术的研究与应用始于20世纪90年代,也是主要应用于模具、航空、航天和汽车工业,但采用的高速切削cnc机床、高速切削刀具和cad/cam软件等以进口为主。
2总体设计模具的设计包括:熟悉模具的概念、组成、分类与性能,掌握常用模具的牌号类别及性能特点;熟悉并掌握注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型原理及工艺;了解其它模具成型工艺设计的过程:设计任务.制定设计任务书提供方案进行评价按照选定的方案进行模具高速铣削加工分析和掌握数控编程工艺设计:根据总体设计的结果考虑结构工艺等条件按照要求绘制零件图。
整理设计文献和编写设计说明书模具设计是目标是要满足使用要求和经济要求,因此常常需要经过反复多次的修改才能达到满意的效果,设计过程的各个阶段是相互联系的。
影响模具的尺寸有很多因数,不能按照计算的尺寸来定模具的尺寸,要根据实际的情况来做适当的调整,以方便使用为原则。
要考虑结构加工和装配工艺,经济性和使用条件等要求。
理论计算只是为了确定提供一个方面的的依据,有些经验公式也只是考虑了主要因素的要求,所以求的是近似值。
高速加工编程方法高速加工是一种利用高速旋转的刀具在短时间内对工件进行加工的方法。
高速加工已经成为了现代制造业中不可或缺的一部分,因为它可以提高生产率和产品质量,同时也节约了时间和成本。
高速加工编程并不是每个人都可以掌握的技能。
下面是10条关于高速加工编程方法的详细描述。
1.了解材料特性在进行高速加工编程之前,首先需要了解待加工材料的特性。
不同的材料有不同的硬度、密度和表面质量要求,这些要求都会影响加工过程中刀具的选择和加工参数的设置。
开发高速加工编程之前,需要对材料进行深入的研究和测试,以确保加工质量。
2.利用 CAM 软件CAM(计算机辅助制造)软件是一个虚拟的工具,可以模拟实际加工过程中的各种情况。
CAM 软件可以自动生成加工路径以及必要的切削数据,可以大大缩短编程时间,同时保障加工精度和质量。
3.理解切削性能需要理解所使用的刀具的切削性能,并为此设置合适的加工参数,如切削深度和进给速度等。
4.选择合适的刀具选择合适的刀具是高速加工编程中非常关键的一步。
不同形状的刀具可以适应不同形状的工件,而不同材料的刀具可以适应不同的切削条件。
选择合适的刀具可以提高加工效率和质量。
5.优化刀具路径优化刀具路径可以最大限度地提高加工质量和效率,减少加工时间和成本。
可以尝试使用不同的切削策略,如螺旋进给和轮廓加工,以最大程度地降低加工负荷和热效应,同时提高切削效率和表面质量。
6.掌握 G&M 代码G&M 代码是便于控制 CNC 机床的代码语言,高速加工编程需要掌握 G&M 代码,并根据不同的加工任务编写出合适的代码。
在编写代码时,需要注意使用合适的刀具半径和切削深度,并且合理地设置进给速度和切削速度。
7.预渲染预渲染是一种通过计算机生成刀具路径的技术。
预渲染可以确保刀具能够在这些路径上移动,同时预计加工过程中可能出现的任何干扰。
这是一个非常有用的技术,可以减少编程时间,同时提高加工精度和质量。
模具高速加工技术与策略汇报人:日期:•模具高速加工技术概述•模具高速加工技术的基础理论•模具高速加工设备的选择与配置目录•模具高速加工工艺参数的优化与调整•模具高速加工过程中的质量控制与检测•模具高速加工技术的未来发展趋势与挑战目录01模具高速加工技术概述模具高速加工技术是一种以高速度、高精度、高效率为特点的模具加工技术。
定义采用先进的数控技术、切削技术、刀具技术和工艺技术,实现高效率、高精度、高质量的模具加工。
特点模具高速加工技术的定义与特点20世纪80年代初,随着数控技术的发展,模具高速加工技术开始起步。
初期阶段20世纪90年代,随着计算机技术和切削技术的进步,模具高速加工技术得到快速发展。
发展阶段21世纪初,随着制造业的发展和市场竞争的加剧,模具高速加工技术逐渐成熟并广泛应用于生产实践中。
成熟阶段模具高速加工技术的发展历程模具高速加工技术的应用领域汽车覆盖件、结构件等模具的加工。
冰箱、洗衣机、空调等家电产品的模具加工。
飞机、火箭、导弹等航空航天产品的模具加工。
医疗器械、电子元件、精密仪器等产品的模具加工。
汽车制造领域家电制造领域航空航天领域其他领域02模具高速加工技术的基础理论切削原理与切削力- 切削原理切削力:在高速加工过程中,切削力是影响加工精度和表面质量的重要因素之一。
切削力的大小和方向会随着切削参数的变化而变化,因此需要对切削力进行精确控制,以保证加工过程的稳定性和加工精度。
刀具磨损与寿命- 刀具磨损刀具寿命:刀具的寿命是影响加工成本的重要因素之一。
在高速加工过程中,需要更加关注刀具的寿命,通过合理的刀具选择和使用策略,延长刀具的使用寿命,降低加工成本。
模具高速加工技术的基础理论工件表面质量与精度控制- 工件表面质量精度控制:在高速加工过程中,精度控制是保证产品质量的关键因素之一。
需要通过对加工过程的精确控制,减少误差的产生和传递,以保证产品的精度和质量。
同时,还需要采用先进的测量和检测技术,对产品进行精确的测量和检测,及时发现和解决质量问题。
模具高速铣削加工技术及其数控编程【摘要】为探讨模具高速铣削加工技术及其数控编程,采用理论结合实践的方法,立足模具高速铣削加工的关键技术,分析了高速铣削数控编程的要点,并提出提升模具高速铣削加工技术应用效果的措施。
分析结果表明,模具高速铣削加工技术是一种先进的模具加工技术,但对关键技术和数控编程的应用有很高的要求,在实际生产中,需要结合模具的特点,选择好关键技术,并注重对数控编程的优化,才能提升应用效果,制作出高质量的模具产品。
【关键词】模具;高速铣削;加工;数控编程【引言】模具高速铣削工艺在机械生产制造领域中的应用显示出了优良的工艺特性,它可以简化制造工艺,缩短模具的前期准备时间,无需对模具进行精细的加工,而直接将粗制品加工成具有优良性能的模具。
此外,由于模具铣削加工的表面品质得到了极大的优化,在制造完成后无需对其进行磨光处理,降低了生产的负担。
模具高速铣削工艺具有很高的生产精度,可以达到微米级的精密加工,并通过智能的切削系统降低生产误差,并通过精加工处理后的精加工工艺,防止了模具表面的结构变形,保证了模具的表面质量。
基于此,开展模具高速铣削加工技术及其数控编程的分析研究就显得尤为必要。
1、模具高速铣削加工的关键技术1.1刀具系统目前在模具高速铣削加工中应用的主要刀具材料为金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具等。
常见的刀具结构有两种,一种是整体式刀具,另一种是镶齿式刀具。
前者主要为机夹机构,模具高速铣削加工中刀具在离心力的作用下,会引起夹紧机构破坏或者是刀片被甩掉,这就要求刀体夹紧机构需要有很高的强度和刚度,以保证生产的安全性。
在实际生产加工中为保证加工精度,需要合理解决好刀具刚度不足、重复精度不稳定、不方便快速换刀等问题。
1.2机床系统在模具高速铣削加工全过程中机床系统是实现高速铣削的关键结构保障系统,主要由高速主轴系统和快速进给系统组成。
其中高速主轴系统是实现模具高速铣削加工的关键之一,需要有足够的刚度和较高的回转精度,以及良好的冷却性能才能保证模具高速铣削加工的效率和质量【1】。
模具高速铣削加工技术引言模具在现代制造业中起着重要的作用,它是生产各种零部件和产品的基础工具。
然而,传统的模具加工技术存在一些局限性,例如低效率、加工精度受限等问题。
为了克服这些问题,模具高速铣削加工技术应运而生。
本文将介绍模具高速铣削加工技术的基本原理、优势和应用,并提供一些实用的工艺技巧。
基本原理模具高速铣削加工技术是采用高转速切削工具和高速进给速度来加工模具的一种先进技术。
与传统的慢速加工相比,高速铣削具有更高的加工效率和更好的加工质量。
高速铣削的基本原理如下:1.高速切削工具:采用高硬度和高韧性的切削工具,如硬质合金铣刀或陶瓷铣刀。
这些切削工具能够承受高速切削的热和压力,同时具有较长的使用寿命。
2.高转速:利用高速切削工具的转速,通常在数千转/分以上,可以实现更快的切削速度和更高的切削力。
3.高速进给:采用高速进给速度,通常在数米/分钟以上,可以实现更快的进给速度和更高的切削深度。
优势模具高速铣削加工技术相比传统的慢速加工技术具有以下几个明显的优势:1.高效率:高速铣削能够以更快的速度完成加工任务,显著提高了生产效率。
在相同时间内,可以加工更多的模具零部件,提高了生产能力。
2.高精度:高速铣削由于切削速度和切削力较高,因此可以获得更高的加工精度和表面质量。
这对于一些对模具形状和尺寸要求较高的产品尤为重要。
3.粗加工和精加工一体化:高速铣削可以实现粗加工和精加工一体化,减少加工工序和装夹次数,提高了加工效率和加工精度。
4.节约成本:高速铣削由于加工效率高,可以减少加工时间和人力成本。
同时,由于切削工具的寿命较长,可以降低刀具消耗和更换成本。
应用模具高速铣削加工技术在各个领域都有广泛的应用,特别是在汽车制造、航空航天、电子通讯等高精度和复杂模具加工领域。
以下是一些常见的模具高速铣削应用:1.汽车模具:汽车模具具有较高的精度和复杂的形状要求,高速铣削可以高效地完成各种汽车模具的加工,如车身模具、发动机模具等。
(数控模具设计)模具高速加工技术与策略模具高速加工技术和策略1引言作为现代先进制造技术中最重要的共性技术之壹的高速加工技术代表了切削加工的发展方向,且逐渐成为切削加工的主流技术。
高速切削中的“高速”是壹个相对概念,对于不同的加工方式及工件材料,高速切削时采用的切削速度且不相同。
壹般来说,高速切削采用的切削速度比常规切削速度高5~10倍之上。
由于高速切削技术的应用可显著提高加工效率和加工精度、降低切削力、减小切削热对工件的影响、实现工序集约化等,因此已在航空航天、模具制造、汽车制造、精密机械等领域得到广泛应用,且取得了良好的技术经济效益。
在现代模具的成形制造中,由于模具的形面设计日趋复杂,自由曲面所占比例不断增加,因此对模具加工技术提出了更高要求,即不仅应保证高的制造精度和表面质量,而且要追求加工表面的美观。
随着对高速加工技术的研究不断深入,尤其在加工机床、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下,高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造加工。
高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响,改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程,甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。
高速加工技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外,在EDM电极加工、快速样件制造等方面也得到广泛应用。
大量生产实践表明,应用高速切削技术可节省模具后续加工中约80%的手工研磨时间,节约加工成本费用近30%,模具表面加工精度可达1μm,刀具切削效率可提高壹倍。
2模具高速加工对加工系统的要求由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点,对模具高速加工的相关技术及工艺系统(加工机床、数控系统、刀具等)提出了比传统模具加工更高的要求。
1)机床主轴高速机床的主轴性能是实现高速切削加工的重要条件。
高速切削机床主轴的转速范围为10,000~100,000m/min,且要求主轴具有快速升速、在指定位置快速准停的性能(即具有极高的角加减速度),因此高速主轴常采用液体静压轴承式、空气静压轴承式、磁悬浮轴承式等结构形式。
2)机床驱动系统为满足模具高速加工的需要,加工机床的驱动系统应具有下列特性:a.高的进给速度。
研究表明,对于小直径刀具,提高转速和每齿进给量有利于降低刀具磨损。
目前常用的进给速度范围为20~30m/min,如采用大导程滚珠丝杠传动,进给速度可达60m/min;采用直线电机则可使进给速度达到120m/min。
b.高的加速度。
对三维复杂曲面廓形的高速加工要求驱动系统具有良好的加速度特性,驱动系统加速度应达到20~40m/s2。
c.高的速度增益因子(Velocitygainfactor)KV。
为达到较高的三维轮廓动态精度以及最小的滞后,壹般要求速度增益因子KV=20~30(m/min)/mm。
3)数控系统先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素,模具高速切削加工对数控系统的基本要求为:a.高速的数字控制回路(Digitalcontrolloop)。
包括:32位或64位处理器及1.5Gb之上的硬盘;极短的直线电机采样时间(小于500μs);b.速度和加速度的前馈控制(Feedforwardcontrol);数字驱动系统的爬行控制(Jerkcontrol)。
c.先进的插补方法(基于NURBS的样条插补),以获得良好的表面质量、精确的尺寸和高的几何精度。
d.预处理(Look-ahead)功能。
要求具有大容量缓冲寄存器,可预先阅读和检查多个程序段(如DMG机床可多达500个程序段,Simens系统可达1000~2000个程序段),以便在被加工表面形状(曲率)发生变化时可及时采取改变进给速度等措施以避免过切等。
e.误差补偿功能。
包括因直线电机、主轴等发热导致的热误差补偿、象限误差补偿、测量系统误差补偿等功能。
此外,模具高速切削加工对数据传输速度的要求也很高。
传统的数据接口如RS232串行口的传输速度为19.2kb,而许多先进的加工中心均已采用以太局域网(Ethernet)进行数据传输,速度可达200kb。
4)高速切削刀具系统高速切削刀具系统的主要发展趋势是空心锥部和主轴端面同时接触的双定位式刀柄(如德国OTTX公司的HSK刀柄、美国KennametalX公司的KM刀柄等),其轴向定位精度可达0.001mm。
在高速旋转的离心力作用下,刀夹锁紧更为牢固,其径向跳动不超过5μm。
用于高速切削加工的刀具材料主要有硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、立方氮化硼(PCBN)、聚晶金刚石等。
为满足模具高速加工的要求,刀具技术的发展主要集中在新型涂层材料和涂层方法的研究、新型刀具结构的开发等方面。
3模具高速加工工艺及策略1)粗加工模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率,且为半精加工准备工件的几何轮廓。
图1所示为粗加工过程中工件轮廓形状对刀具载荷的影响。
由图可见,在切削过程中因切削层金属面积发生变化,导致刀具承受的载荷发生变化,使切削过程不稳定,刀具磨损速度不均匀,加工表面质量下降。
目前开发的许多CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定,从而获得良好的加工质量。
粗加工时工件轮廓形状对刀具载荷的影响a.恒定的切削载荷。
通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率,使切削载荷和刀具磨损速率保持均衡,以提高刀具寿命和加工质量。
b.避免突然改变刀具进给方向。
c.避免将刀具埋入工件。
如加工模具型腔时,应避免刀具垂直插入工件,而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°~30°),最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷;加工模具型芯时,应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件。
d.刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出,避免垂直切入、切出。
e.采用攀爬式切削(Climbcutting)可降低切削热,减小刀具受力和加工硬化程度,提高加工质量。
2)半精加工模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整,表面精加工余量均匀,这对于工具钢模具尤为重要,因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化,从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。
粗加工是基于体积模型(Volumemodel),精加工则是基于面模型(Surfacemodel)。
而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的,由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息,故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的。
因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。
优化过程包括:粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。
现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能,且能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。
如OpenMindX公司的HyperMill和HyperForm 软件提供了束状铣削(Pencilmilling)和剩余铣削(Restmilling)等方法来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。
Pro/Engineer软件的局部铣削(Localmilling)具有相似的功能,如局部铣削工序的剩余加工余量取值和粗加工相等,该工序只用壹把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落,然后再进行半精加工;如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量,则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落,仍可完成半精加工。
3)精加工模具的高速精加工策略取决于刀具和工件的接触点,而刀具和工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。
对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工(见图2),应尽可能在壹个工序中进行连续加工,而不是对各个曲面分别进行加工,以减少抬刀、下刀的次数。
然而由于加工中表面斜率的变化,如果只定义加工的侧吃刀量(Stepover),就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀,从而影响加工质量。
组合曲面的加工Pro/Engineer解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时,再定义加工表面残留面积高度(Scallopmachine);HyperMill则提供了等步距加工(Equidistantmachine)方式,可保证走刀路径间均匀的侧吃刀量,而不受表面斜率及曲率的限制,保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷。
壹般情况下,精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍,以避免进给方向的突然转变。
在模具的高速精加工中,在每次切入、切出工件时,进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接,避免采用直线转接,以保持切削过程的平稳性。
4)进给速度的优化目前很多CAM软件都具有进给速度的优化调整功能(如图3所示):在半精加工过程中,当切削层面积大时降低进给速度,而切削层面积小时增大进给速度。
应用进给速度的优化调整可使切削过程平稳,提高加工表面质量。
切削层面积的大小完全由CAM 软件自动计算,进给速度的调整可由用户根据加工要求来设置。
4结语模具高速加工技术是多种先进加工技术的集成,不仅涉及到高速加工工艺,而且仍包括高速加工机床、数控系统、高速切削刀具及CAD/CAM技术等。
模具高速加工技术目前已在发达国家的模具制造业中普遍应用,而在我国的应用范围及应用水平仍有待提高,大力发展和推广应用模具高速加工技术对促进我国模具制造业整体技术水平和经济效益的提高具有重要意义。