CimatronE五軸在模具加工中的應用

前言:在模具加工方面,CimatronE提供了豐富的定位加工和聯動加工策略,CimatronE生成的程式可以使機床主軸上的刀具旋轉到某一個方向上做粗加工和精加工,也可以讓機床主軸根據實際需要做連續擺動加工,生成的代碼程式支援當今任何形式的5軸機床。這篇文章主要介紹CimatronE在模具定位加工和聯動加工方面的應用。

以下是這篇文章使用CimatronE編程的模具圖片。


 

 模具外型圖

一:定位加工的應用。
 
1、  打開CimatronE的編程檔:5X_Tilting_Smooth.elt,流覽已經編制好的程式,可以看出第一個粗加工程式加工到零件的頂部,側面在Z方向上使用3軸策略不能加工到位,我們使用5軸定位加工使刀軸轉換一個方向來加工側面凸台。
 
 
圖1-1 頂部粗加工程式
2、在第一個粗加工程式下建立一個加工側面的程式。
 
選擇事先做好的坐標系UCS21(注意Z軸方向),見圖1-2使之啟動,啟動的坐標系為紅色,見圖1-3。
 
         

                   圖1-2 選擇編程坐標系                        圖1-3 啟動的坐標系

3、在坐標系UCS21啟動的情況下,創建多軸毛坯,見圖1-4,多軸毛坯使得系統自動識別不同方向的毛坯,提高加工效率和安全性。

    

圖1-4 創建多軸毛坯

4、在5軸毛坯下面創建一個粗加工程式,使用粗加工環切策略。

 

圖1-5 選擇加工策略

邊界:選擇下圖指示的邊界,刀具位置選擇在輪廓外,單擊確定,見圖1-6。 


 

圖1-6 定義加工邊界

零件曲面:選擇所有曲面。

刀具:上次使用的直徑16的牛鼻子刀具。定義工藝參數,見下圖1-7、1-8和1-9。


 

圖1-7 定義安全平面


 

圖1-8 定義曲面留量


 

圖1-9 定義步進 

保存並計算,刀路軌跡見圖1-10


 

       圖1-10 生成的刀路軌跡

對程式生成代碼,可以發現代碼�埵陰惆謋D軸擺動的角度值:B90。刀軸繞Model坐標系的X軸轉動了90度來加工側面,這個是典型的定位加工。


 

二、聯動加工的應用

聯動加工選項(也就是傾斜加工)能夠使客戶充分利用5軸機床的能力,按照指定的角度範圍傾斜刀具或者工作臺,可以使用短的刀具加工零件,提高加工效率和曲面精度。

1、流覽上面打開文檔的最後一個5軸聯動加工程式,使用的策略見圖2-1。通過導航器模擬發現,為了避免和模具干涉,刀軸做了擺動。

  

 

         圖2-1  5軸聯動程式選擇的策略             圖2-2  5軸聯動程式軌跡

編輯這個傾斜加工程式,注意下面的刀具傾斜控制是打開的:

        圖2-3  刀具傾斜控制

對上面的參數解釋:

(1)最大角度:是參考Z軸允許刀軸擺動的最大角度。

(2)干涉檢查:如果被選中,系統就會自動檢測刀具和刀柄,使之不會與零件發生干涉。默認是打開;當這個選項打開時,會有出現最大角度選項,意思是:用戶指定刀軸和z軸的最大夾角。

(3)首選角度:用戶首選的一個角度,也是指刀軸和z之間的夾角。

(4)保持傾斜:加工時保持傾斜,即使不傾斜時也不會發生干涉。

進入導航器,注意傾斜角度為0和刀路傾斜的地方,傾斜時刀軸的傾斜程度考慮了首先角度30度和最大角度60度。

               

圖2-4 刀具沒有傾斜                           圖2-5 刀具傾斜加工

2、拷貝這個程式,通過刀路導航器我們可以發現,在下面這個層�堣M具沒有傾斜,就是說在這個位置不傾斜也不會干涉。

 

 

                 圖2-6 刀軸在初始位置不傾斜

編輯進入刀具傾斜控制,把保持傾斜選項打開,保存並計算。

 

 

        圖2-7  刀具傾斜控制-勾選保持傾斜

通過導航器我們發現:下圖的刀路層刀具全部傾斜了,儘管有些地方不需要傾斜。

 

圖2-8刀軸傾斜加工-右側

    3、拷貝和粘貼最後程式並編輯進入刀具傾斜控制選項,取消干涉檢查和保持傾斜打開,首選角度改成5。

 

 

   圖2-9 更改刀具傾斜控制參數

計算保存程式:下圖�堥t統檢測到了要干涉,傾斜了5度,避免了干涉。

 

圖2-10 刀具按照5度傾斜-無干涉

 

下圖2-10�堙A系統也檢測到了干涉,但是還是5度傾斜,發生了干涉。要說明的是關掉干涉檢查是在編程人員確信以首選角度傾斜時不會干涉的前提下使用,這樣的好處是計算速度快。

 

圖2-11 刀具按照5度傾斜-發生干涉

  我們對沒有發生干涉的程式生成機床代碼,可以發現加工這個模具零件刀具進行了5軸聯動加工。

 

 通過以上的功能介紹,可以看出CimatronE的5軸加工策略的模具編程功能是非常方便和靈活的,使用CimatronE的5軸加工策略可以編制任意形狀的模具程式,CimatronE的5軸功能在模具加工得到了越來越廣泛的應用。