粗加工模具粗加(jiā)工(gōng)的主要目標是(shì)追求單位時間內的材料去(qù)除率,並(bìng)為半精加工準備工件的幾何輪(lún)廓。在切削過程(chéng)中因切削層金屬麵積發生(shēng)變化,導致刀具(jù)承受的載荷(hé)發生變化,使切(qiē)削過程不穩(wěn)定,刀具磨損速度不均勻,加工表麵(miàn)質量下降。
開(kāi)發的許多CAM軟件(jiàn)可(kě)通過以下措施保持切削條件(jiàn)恒定,從而獲(huò)得良好的加工質量。恒定的切削(xuē)載(zǎi)荷。通過計算獲得恒(héng)定的切削層麵(miàn)積和材料去除率,使(shǐ)切削載荷與刀具磨損速率保持均衡,以提高刀具壽命和加工質量。避免突然改變刀具進給方向。避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時,應避免刀具(jù)垂直插入工件,而應采用傾斜下刀方式(常用傾斜角為2°~3°),最(zuì)好采用螺旋式下刀以降低刀具載荷;加工模具型(xíng)芯時,應盡量(liàng)先從工件(jiàn)外部下(xià)刀然後水平切(qiē)入工件。刀具切入、切出工件時應盡可能采用傾斜式(或圓弧式)切入、切出,避免垂直切入、切出。采用(yòng)攀爬式切削(Climbcutting)可降低切削熱(rè),減小刀具受力和加工硬(yìng)化程度,提高加(jiā)工質量。半精加工模具半精加工的主要(yào)目(mù)標(biāo)是使(shǐ)工件輪廓形狀平整,表麵精加工餘量均勻,這(zhè)對於工具鋼模具尤為重要,因為它將影響精(jīng)加(jiā)工時刀具(jù)切削層麵積的變化及刀具載荷(hé)的變化,從而影響切削過程的穩定性及精加工表麵質量。粗加工(gōng)是基於體積模型(Volumemodel),精加工則是基(jī)於麵模型(Surfacemodel)。而以前開發的CAD/CAM係統對零件的幾何描述是不連續的,由(yóu)於沒(méi)有描述粗(cū)加工後、精加工前加工模型的中間信息,故粗加工表(biǎo)麵的剩餘加工餘量分布及最大剩(shèng)餘(yú)加工餘量均是未知的。因此應對半精加工策略進行優化以保證半精加工(gōng)後工件表麵具有均勻的剩餘加工餘量。
優化過程包括:粗(cū)加工後輪廓的計算、最(zuì)大剩餘加(jiā)工餘量的計算、最大允許加工餘量的確定、對剩餘(yú)加工餘量大於最大允許加工餘量的型麵分區(如凹槽、拐角(jiǎo)等過渡半徑小於粗加工(gōng)刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。現有的模具高速加工CAD/CAM軟件大都(dōu)具(jù)備剩餘加工餘量分析功能,並能(néng)根據剩餘(yú)加工餘量的大(dà)小及分布情況采用合理的半精加工策略。如OpenMind公司的HyperMill和HyperForm軟件提供了束狀銑(xǐ)削(Pencilmilling)和剩餘銑(xǐ)削(Restmilling)等方法來清除粗加工後剩(shèng)餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量(liàng)。Pro/Engineer軟件的局部銑削(Localmilling)具有相似的功能,如局部銑削工序(xù)的剩餘加工餘量取值與粗加工相等,該工序隻用一把小直徑銑刀來清除粗加(jiā)工未切到的角落,然後再(zài)進行半精加工;如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量,則該工序不僅可清除粗加(jiā)工未切到的角落,還可完成半精加工。
最新的發展是由外接計算機與數(shù)控機床通過RS-232C串行口直接連接,直接進行NC程序(xù)的快速(sù),準確的傳輸,並且外(wài)接計算機可與多台具有相(xiàng)同的或(huò)者不(bú)同控(kòng)製係統的數控機床相連接,進行信息共享,並能管理多台機床組成(chéng)的數控工段內的生產過程中的信息,以減少生產準備,尤其是(shì)數控NC程序的準備時(shí)間。隨著CAD/CAM,集成(chéng)管理軟件的成熟(shú),以及對柔性(xìng)製造係統的需求的增加,數控機床的使用,從單機使用到計算機集成管理是生(shēng)產加工業技(jì)術發展的方向。
正是基於機械(xiè)加工業存在的上述問題,以及CAD/CAM係統新技術新概念的引用,MIS係統,ERP係統的不斷引進,更進一步,CIMS技術在國內的發(fā)展,車間底層的信息集成是重(chóng)中之重。為(wéi)此(cǐ),我們設計開發了以下(xià)介紹的用於車間(jiān)加工設備集成的各種產(chǎn)品(pǐn)。
的(de)高速精加工策略取決於刀具(jù)與工件的接觸點,而刀(dāo)具與工件(jiàn)的接觸點隨著加工表麵的曲麵斜(xié)率和刀具有效(xiào)半徑的變化(huà)而變化。對於(yú)由多個曲(qǔ)麵組合而成的複雜曲麵(miàn)加工,應盡可能在一個工序中進行連續(xù)加工(gōng),而不是對各個曲麵分別進行加工,以(yǐ)減少抬刀、下刀的次數。然而由(yóu)於加工中表麵斜率的變化(huà),如果隻定義加工的側吃刀量(Stepover),就可能造成在斜率不同的表麵(miàn)上實際步距(jù)不均勻,從而影響(xiǎng)加工質量(liàng)。Pro/Engineer解決上述問題(tí)的方法是在定義側吃刀(dāo)量的同時,再(zài)定義加工表麵(miàn)殘留(liú)麵積高度(Scallopmachine);HyperMill則提供了等(děng)步距加工(Equidistantmachine)方式,可保證走刀路徑間均勻的側吃刀量,而不(bú)受表麵斜率及曲率的限製,保(bǎo)證刀具在切削過程(chéng)中始終承受(shòu)均勻的載荷。
一般情況下,精加工曲(qǔ)麵的曲率半徑應大於刀具(jù)半徑的(de)1.5倍,以(yǐ)避免進(jìn)給方向的突然轉變。在模具的(de)高速(sù)精加工中,在每次切入、切(qiē)出工件時,進給方向的改變應盡量采用圓(yuán)弧或曲線轉接,避免采用(yòng)直線轉接(jiē),以(yǐ)保持切削過(guò)程的平穩性(xìng)。進給速度的優化很多CAM軟件(jiàn)都具有進給速度(dù)的(de)優化調整(zhěng)功能:在半精加工過程(chéng)中,當切削(xuē)層麵積大時(shí)降低進給速度,而切削層麵積小時增大進給速度。應用進給速度的優化調整可使切削過程平(píng)穩,提高加工表麵質量。切削層(céng)麵(miàn)積的大小完全由CAM軟件(jiàn)自動計(jì)算,進給速度的調整可由用戶根據加工要求來(lái)設置。