用Cimatronit加工型腔模的常用工艺

还可对生成的加工轨迹进行仿真与校验，以保证生 成的数控加工程序准确无误。是完全面向实际的加 工要求来设计的，因此针对型腔模数控铣削加工工 艺的要求， 提供了完整的铣削加工工艺。 ,-./01&2 %, 加工模块中是按选定的加工坐标 系 （34,565） 来组织加工轨迹 （7&&89/0:） 的。而每个
-0
加工轨迹中又由若干个代表某种加工形式的工序 （;1&<=>?1=） 来 构 成 。 如 生 成 一 个 零 件 的 3@AA + 可在该刀具轨迹中， 根 4BC5 三轴铣削加工轨迹后， 据需要生成各种完成该零件粗加工、半精加工、精 加工及清根加工的工序。每个工序生成的刀具轨迹 由加工参数表中的各个加工参数来控制，设置不同 的参数， 可得到不同的结果。因此， 视加工对象及要 求的不同，选择适当的加工工序，并设置合适的加 工参数，在整个数控加工编程中是至关重要的。以 下将根据 ,-./01&2-0 中各个三轴铣削工序的特点， 结 合在数控加工中的积累与总结，提出针对型腔模数 控加工常用工艺。 在毛坯的粗加工中，虽然可以采用插削等其它 加工形式，但经典的等高切削加工仍是实际加工中
特别是针对型腔模具加工中应用广泛的三轴铣削 加工编程，应用原创的基于毛坯余量知识的智能 %* 编程技术，加上针对模具零件所提供的各种独 特的加工功能， 使其成为理想的型腔模 *=> 解决方 案之一。以下将结合 *+,-./&0 在实际加工中的应 用， 介绍其针对型腔模数控加工的常用策略。
+.
! 型腔模数控加工工艺及特点 在型腔模的数控加工中，主要采用三轴铣削及 电火花腐蚀加工。电火花加工效率较低，但其加工 几乎不受材料的硬度及零件表面形状的影响。因 此， 在使用硬度 #’?@* 以上或经淬火处理后的材料 加工模具零件时，需要采用电火花加工，当零件上 存在一些铣削无法完成的局部结构如深槽、清角
!"##"$%& ’()* +),-$"%"./)( 0"1 23,-/$/$. !34/5& 2"6%*( 7/5- !/#351"$/5
!"#$% &’()*+,-( . /0-()12 3(14,4245 ’6 78,5(85 -(9 :580(’;’)< = /0-()12 = >,-()12 ?@AABB= /0,(- C 89(513,5 ; D-159 ’( 405 -(-;<1,1 ’6 405 4580(’;’),51 6’E /$/ F-80,(,() ’6 8-G,4< F’2;91 -(9 405,E 80-E-845E,14,81 = 405 8’FF’(;< 2159 /$/ F-80,(,() 4580(’;’),51 H,40 /,F-4E’(,4 -E5 ,(4E’92859 I :0E’2)0 -842-; -JJ;,8-4,’( 8-151 = 405 JE’8592E51 6’E F-80,(,() 1’F5 4<J,8-; J-E41 -(9 405 1544,() ’6 405 K5< F-80,(,() J-E-F545E1 -E5 ,(4E’92859 I :)& 7"1*( ; /,F-4E’( L 8-G,4< F’2;9 L /$/ F-80,(,() L F-80,(,() 4580(’;’)<
《模具工业》 !""#$ & $ ’ 总 !()
#(
用 *+,-./&0 +. 加 工 型 腔 模 的 常 用 工 艺
章泳健 （常熟理工学院，江苏常熟 !1’’""）
摘要：在分析了型腔模数控加工工艺及特点后， 介绍了用 *+,-./&0+. 软件对型腔模数控加工的常用加工 工艺。通过实际的应用案例， 介绍了典型零件的加工工序及关键加工参数的设置。 关键词： 型腔模； 数控加工； 加工工艺 *+,-./&0+. ； 文献标识码： 文章编号： 中图分类号： 234)1$ (! 5 1""1 6 !178 9 !""# : "’ 6 ""#( 6 "’
#* 刀具并采用较大的切深来进行，这样会在零件的非 平面区域留下台阶状的残留余量，且随着零件表面 形状的变化，各处的残留余量很不均匀。如果直接 进行精加工， 不仅不会提高加工效率， 相反， 会造成 断刀、机床损坏等严重后果。即使在较低的切削速 度下能够实现，也必然会牺牲加工效率及零件的加 工质量，因此，精加工前的半精加工是非常有必要 的。 半精加工（也称为二次粗加工）的目的在于去 除粗加工后留下的不均匀余量，使加工后的余量较 小且比较均匀，有利于精加工采用较高的切削速 度， 以达到高精度、 高效率的目的。 根据半精加工的效果及零件的精度要求，可在 粗加工与精加工之间安排一至两次半精加工工序， 以保证精加工的顺利进行。 当上述工序完成后，在零件的内圆角处或曲率 半径较小的一些局部结构处，可能还会有小的材料 残留，此时可再采用清根加工通过对这些局部位置 的走刀来切除。 + ,-./01&2 型腔模数控加工常用工艺 在 ,-./01&2-0 的 %, 加工模块中，可进行各种数 控加工的加工轨迹的生成、编辑及后置处理，同时
1 引 言 在型腔模的加工中大量使用各种数控加工技 术， 如数控铣床、 加工中心的 4 < ’ 轴铣削加工， !或 # 轴线切割及电火花加工。 *+,-./&0 为这些加工提 供了全面的数控加工编程及加工模拟、仿真功能，
+.
时，也需要使用电火花加工作为铣削后的补加工。 一般模具零件的加工中则主要采用铣削加工，电火 花加工中需要的电极一般也需通过铣削加工来完 成。 随着高速切削技术的应用，原来必须采用电火 花加工的淬火零件、 镜面质量表面的加工， 也被采用 小切削深度、 小侧向进给、 高主轴转速、 高切削速度 为特征的高速切削来替代。由此，三轴铣削加工在 型腔模的数控加工中占据主导地位。 在型腔模零件三轴数控铣削加工中，从规则形 状毛坯到精整处理 （主要指抛光） 前的精加工零件， 整个铣削加工工艺中一般可分为粗加工、 半精加工、 精加工及清根加工 # 种工序。 粗加工的目的在于从毛坯上尽可能高效地去除 大部分的余量，其中切削效率是该加工主要考虑的 因素。 精加工的目的是要达到零件在抛光前的尺寸精 度及表面质量。由于抛光余量较少，因此在精加工 后的表面应基本没有明显的刀痕，且尺寸基本到 位。为了实现这个目的，要求刀具在进刀时应采用 较小的切削量、 较高的切削速度。当然， 要使精加工 能顺利进行，前提必须是精加工前毛坯上余量较少 并分布比较均匀。 为了提高切削效率，粗加工一般会使用大直径
《模具工业》 !""#$ %& $ ’ 总 !() 分别采用沿面加工及等高线加工来进行。 对于加工面形状比较复杂的零件，可采用分区 域等三维步距的 *+,-./0 加工。 整个加工面的精加工完成后的局部清根加工 也 是 至 关 重 要 的 ， 除 了 可 以 使 用 1/23456%/ 7 基于模型上的圆角中心进行单笔清根 0/%468 选项， 外， 使用 1/23456%/ 7 48/3%90 选项， 能基于毛坯 余量情况进行多道往复自动清根，以达到刀具切削 平稳、载荷均匀的目的。系统会自动利用区域斜率 分析算法对陡峭和平坦区域分别处理，并根据加工 工艺自动采用在陡峭拐角采用等高的方式来生成 刀具路径，并且沿根方向全自动从外向内往复加 工， 确保刀具路径自然光滑、 切削余量均匀。 # 典型型腔模零件的加工 典型的型腔模零件有型芯、型腔及电火花加工 需要的电极。在各工序特别是在粗加工工序中，应 根据零件的不同特点，设置不同的加工参数，以达 到理想的加工效果。以下主要介绍针对各类零件粗 加工的典型参数设置。 #$ : 型腔零件的加工 对于一般型腔零件的粗加工，可使用 ;49.— 可在加工参数 1<9=5 选项。根据此类零件的特点， 表中作如下设定： （ :） 走刀方式参数一般设为 -06138 49.， 以使 刀具围绕加工面作环绕切削。 （ !）加工模型的类型参数一般设置为 <0/% 以限定在加工范围以内进刀。如果零件 031. 7 %<， 内部存在与型腔底面高度不同的岛屿，如图 : 所 示， 则应设置为 <0/% > 6-83%+， 以在不同的切削层 分别采用毛坯外进刀或内部预孔处进刀。 （ *） 当需要钻预孔点时， 进刀参数可设为 （优化进刀点） ， 配合 <0.626?/+ /%.1@ 0%. 设置 41/3./ /%.1@ 0%. 7 @/-， 以产生较少 预孔点。 （ #） 进刀角度参数 1320 3%=8/ 一般设 置为 ’A B :"A，以采用螺旋线进刀，同时将切 削次序参数设置为 6%-6+/ <9.， 以便于螺旋 线 的 生 成 。 必 要 时 可 通 过 重 新 设 定 23C 1320 13+69- 参数来调整螺旋半径。 （ ’） 对于加工较深的型腔， 使用存在加工 盲区的刀具 （如镶嵌硬质合金刀片的环形刀）
-0
《模具工业》 !""#$ %& $ ’ 总 !() 最常用的形式。 ,-./01&2-0 提供了 ;D,EC7、 F,G7、 由于 H,G7 I H,G7 三种工序来支持这种加工形式。 JDGKL 工序具有高效的环绕切削走刀及智能化的 进刀设置等优点，是针对型腔模零件粗加工的理想 工序。该工序可根据加工参数中设置的加工高度范 围及层降高度，生成一系列随毛坯外轮廓及零件加 工外形的变化而变化的等高切削层。在每个切削层 中， 能基于对零件形状的自动判断， 生成采用侧向或 螺旋等自动进刀方式，并采取环绕或毛坯环绕等走 刀形式来切削毛坯轮廓与零件轮廓所围区域之间的 材料。 针对不具 H,G7 粗加工还支持加工区域过滤， 备中心切削能力的刀具，通过对 3@% ;AG%KC 5@FC 参数的设置，系统会自动过滤掉刀具盲区干涉的区 域的粗加工路径， 而避免事故的发生。 理想的半精加工应基于粗加工后毛坯的加工余 量来计算刀具轨迹，使用 H,G7 I JDGKL 工序，并 选择加工参数中的 H@7L57D,E 选项，可使用 ,-./M 01&2 独特的最佳事前优化技术，使生成的刀具轨迹 根据粗加工后毛坯的加工余量情况来生成，不仅彻 底消除了空刀现象， 而且刀具的切削载荷更合理， 刀 具轨迹更流畅，相比采用事后优化技术能生成更理 想的半精加工刀具轨迹。选择 NC7HCC% A46CJ5 O 能使用独特的沿面层间加工功能， 使 D% 5JP 选项， 两个切削层之间的毛坯加工余量通过合理的沿面层 间再加工，相比通过减小层降高度来提高零件的表 面加工精度的方法， 可以在达到相同效果的前提下， 大大提高加工效率。 针对零件精加工，,-./01&2-0 提供了很多种加工 工序， 来支持不同的精加工形式。如 5GJ3@AA （参数 线加工） 、 5GJ,AJ （限制线加工） 、 5JP;E7 （ 沿面加 工） 、 （三维步距加工） 及 H,G7—P@%@5L （等 +Q 57C; 高线加工） 等， 其中又以针对整个零件面的 5JP;E7 及 H,G7 I P@%@5L 最为常用。 对于整个加工面来讲，一般采用一种精加工工 序总是不尽合理的。对于斜率接近与水平面的平坦 面采用 5JP;E7 工序进行沿面加工效果较好，而对 斜率接近于垂直面的陡峭面一般采用 H,G7 I P@%M 首先对加工 @5L 进行等高线加工效果较理想。因此， 面进行斜率分析，然后根据加工面的不同特点分别 采用合适的走刀形式， 是最为理想的加工方式。 采用 H,G7 I P@%@5L 选项，并在加工参数中选 择 NC7HCC% A46CJ5 O LDJ@F，能对加工面进行自 动斜率分析，并根据分析的结果自动将不同的区域