自动编程技术在复杂模具加工中的应用
2010-01-11
    以复杂钣金模具在加工中心上加工为例,说明计算机辅助编程的步骤。

1零件的几何建模及模具的生成。

     对于基于图纸以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程,其首要环节是建立被加工零件的几何模型及其模具。

     本例使用Pro/E软件进行零件及其模具建模,使用Pro/E软件通常采用钣金属模模块直接设计。但对具有复杂弯析特征的钣金模,用计算机模拟弯折建模的难度较大,不容易实现,我们采用一种直观的设计方法,在钣金零件建模过程中考虑钣金成形反弹余量,单边反弹余量预留2~3°。采用以点连接,以线建面的方法。点由二维工程图纸或者实际零件反求获得。再以普通型腔模建模的方法生成钣金属模具凹模。

     2加工方案与加工参数的合理选择 。

     数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择,其中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的优化选择是满足加工要求、机床正常运动和刀具寿命的前提。本例以MasterCAM软件进行模拟加工。粗加工使用φ10mm可转位铣刀,半精加工使用φ8 mm圆鼻铣刀和精加工使用φ6mm圆鼻铣刀。粗加工采用挖槽粗加工双向快速切削,半加工及精加工采用平行铣刀。选择切削顺序最佳化,螺旋进刀。

      3刀具轨迹生成

     刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要的内容,能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。刀具轨迹生成的首要目标是使生成的刀具轨迹能满足无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削负荷光滑并满足要求、代码质量高。同时,刀具轨迹生成还应满足通用性好、稳定性好、编程效率高、代码量小等条件。

     4数控加工仿真

     由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性,要确保所生成的加工程序不存在任何问题十分困难,其中最主要的是加工过程中的过切和欠切,机床各部件之间的干涉碰撞等。对于高速加工,这些问题常常是致命的。因此,实际加工前采取一定的措施对加工程序进行检查并修正是十分必要的。数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序,具有柔性好成本低、效率高且安全可靠等特点,是提高编程效率与质量的重要措施。

     5后置处理

     后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容,它将通过前置处理生成的刀位数据转换成适合与具体机床数据的数控加工程序。其技术内容包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿、机床运动非线性误差核修正、机床运动的平稳性校核修正、进给速度校核修正及代码转换等。因此后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运动进行具有重要作用。使用MasterCAM软件处理程序与V Center—70加工中心进行传输。数控的传输形式有3种:①如果文件小可以直接将程序从PC传输到CNC,然后再运行程序;②如果文件超过了CNC存储的空间或是CNC空间不足时,可以采用DNC方式在线加工;③就是从CNC到PC的传输。本例采用第3种传输方法,部分加工后处理代码示例:

 N100 G21

N102 G0 G17 G49 G80 G90

  ( 10. FLAT ENDM ILL   T00L-219   DIA. OFF.-219 LEN.-219 DIA-10)

N104 T219 M6

N106 G0 G90 G54 X-250.879 Y-3.379 A0.S1500 M3

N108 G43 H219   Z3.

N110 Z1.5

N112 G1 Z0.F50.

N114 X-250.555 Y-3.596 F200.

N116 X-250.172 Y-3.372

N118 X-191.148

N120 X-190.746 Y-3.588

N122 X-190.412 Y-3.349

N124 X-190.202 Y-2.996

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