随着CAD、CAE和CAM等技术的不断发展和日趋完善,CAD/CAE/CAM集成软件作为—种先进的综合软件,随着科技的不断进步,已经在实际生产中被大量应用。如何高效地使用它们,更好地发挥效益,是许多工程技术人员关键性的工作之一。
—般而言,利用CAM软件生成的程序是否优化、合理主要与以下几个因素有关。一是,零件的加工工艺;二是,软件使用人员运用系统编程的能力。因此,要有效利用NX软件生成合理的数控加工程序,必须要确定合理的工艺方案和走刀路线,确定编程思路,熟练掌握编程时的参数设定。
一、零件图分析确定加工工艺
本例是—个模具模仁的加工,零件图见图1,立体图见图2。由零件图可知,模仁是一个圆盘类零件,由几个孔和一些形状复杂的曲面构成,几个孔的相对位置和尺寸精度要求比较高。
图1 凸模零件图
图2 凸模立体图
一般来说,确定加工工艺的—个重要原则是降低成本,提高效率和质量。所以能利用普通机床加工的就不用数控机床加工,能利用数控车床加工就不用加工中心加工。因为普通机床的加工成本低,数控车削的加工效率比铣削更快,成本更低。因此,经过分析,加工工艺定为外圆形状在普通车床上进行加工,高度方向留0.5MM余量,在平面磨上磨到所需尺寸。孔的加工由于位置和尺寸精度较高,且模具材料较难加工,为保证加工要求,采用慢走丝线切割加工,先在钻床上打穿丝孔,然后在慢走丝机床上把几个孔加工到位。剩下的加工工序在加工中心上进行。本文也主要介绍加工中心上CAM的编程加工。
二、确定编程思路
通过仔细观察与测量,可以看出在铣削加工中主要有4个操作,补孔、形状的粗加工、中加工、精加工。工件中心即为编程原点,顶面为Z0。共使用5把刀具加工,T1为D30(R5)牛鼻刀,用于开粗,不但效率高而且成本低;T2为D6(R0.5),用于二次开粗,主要用于加工第—把刀加工不到的地方;T3为R5的球刀,中加工开放的部位;T4为R5的球刀,精加工开放的部位;T5为R2的球刀,精加工凸模中间凹下去的部位。
三、编制程序
(一)刀路的生成
在编程之前把所有的孔补起来,防止刀具在孔的部位铣削下去,产生危险。然后创建毛坯,创建加工坐标系,创建几何体。接下来创建刀路、生成刀路,在生成刀路之前需要对一些参数进行设置,如加工参数、加工对象、切削方式、刀具及机械参数、加工程序参数等等。表1为产生刀路与实体加工模拟一览表。
表1 刀路与实体加工模拟一览表
第一步:用D30(R5)牛鼻刀进行开粗,参数设置如图3。
图3 牛鼻刀进行开粗参数设置
第二步:用D6(R0.5)进行二次开粗,加工第一把刀加工不到的地方。参数设置与第一步基本相同,将每一刀的全局深度设置为0.3,同时启用参考刀具功能,软件将自动计算,可以更精确的计算余下的残料,缩短了编程时间,参数设置如图4。
图4 二次开粗参数设置
第三步:用R5的球刀,进行中加工开放的部位,采用区域铣削方式,同时设置区域铣削的驱动方式参数,参数设置如图5。
图5 球刀加工参数设置
第四步:用R5的球刀进行精加工开放的部位,参数设置与第三步相同,只是将切削步距设为0.25。
第五步:R2的球刀进行精加工凸模中间凹下去的部位,图3因加工部位沿壁为陡峭面,采用等高环绕加工方式,设置相应的参数。
第六步:用R2的球刀进行第二次精加工凸模中间凹下去的部位,因底面平坦,采用曲面区域加工。
(二)刀轨的检查、校验
为确保程序的安全性,必须对生成的刀轨进行检查、校验,主要看刀路是否有明显的过切或者加工不到位,或者是否发生干涉等现象。可以借助NXCAM的过切检查进行校验。对发现的问题应该及时调整参数,再重新进行计算、校验,直到准确无误为止。
(三)NC程序的生成
完成上述所有操作后,生成的是刀位文件,刀位文件必须经过处理后才能转换成数控机床可以识别的NC程序。而不同的数控机床所采用的数控系统不同,因此,后置处理必须是针对指定机床的某一数控系统。本文采用的是针对发那科16系列的后处理程序,部分NC程序如下。
图6 部分NC程序
通过对典型的模仁工件进行铣削加工,介绍了运用NX智能软件的方法,利用其CAD/CAM的强大功能。一方面可以方便的实现数控编程,生成高效、高精度的NC程序;另一方面可以通过仿真和过切检查来校验刀具路径。及时做出相应的修改,从而大大提高了加工效率,缩短了生产周期。
(审核编辑: 智汇小新)