CAXA制造工程師是在當今我國數控領域、機械加工及模具設計制造過程中廣泛使用的CAD/CAM軟件。它不但有精確的特征實體造型、強大的NURBS自由曲面造型和曲面實體復合造型技術,還可以為零件提供兩軸至五軸的數控加工功能、加工工藝控制、加工軌跡仿真和通用后置處理模塊,可生成各類數控機床的G代碼。運用此軟件,可以代替手工編程繁瑣的計算,減少程序的錯誤,縮短編程時間,提高工作效率和編程質量,有效地保證了零件的加工精度。運用該軟件模擬加工過程,可以對比加工質量,并檢查刀具是過切或干涉,該軟件自動生成的數控代碼,可直接用于數控加工中。
1.香皂模具的造型
香皂模具的三維造型比較復雜,要利用CAXA制造工程師實體造型功能與強大的曲面造型功能相結合才能實現。香皂模型的二維視圖如圖l所示,在這個二維圖的基礎上通過拉伸增料、變半徑過渡先作出香皂模具的三維輪廓,如圖2所示;然后在香皂模具的外輪廓上構建三條截面線,通過掃描曲面和等距面來創建花紋所在的面,再在模型上表面創建平行XOY面的平面,并在此平面內繪制花紋草圖,如圖3所示;最后通過拉伸除料和布爾運算完成香皂模具,三維造型結果如圖4所示。
2.香皂模具數控加工
2.1加工前的工藝準備
2.1.1分析工藝方案
零件整體形狀平坦,非常適合采用等高線粗加工和等高線精加工完成加工。香皂模具上表面的文字圖案可用曲面區域加工來完成。具體方案為:先用直徑為Φ8mm的端銑刀做等高線粗加工。再用直徑為Φ10mm,圓角為r2mm的圓角銑刀做等高線精加工。另外用直徑為Φ8mm的端銑刀做區域粗加工。最后用Φ0.1mm的雕銑刀做曲面區域加工銑花紋。
2.1.2準備工作
在這個階段主要完成加工環境設計工作。 在完成工藝方案設計的前提下。在計算機上完成毛坯的定義和數控機床、刀具、通用夾具元件建庫、夾具的選用。目的是建立一個三維工件的加工環境。
2.2香皂模具加工工序的編制
根據零件毛坯、夾具裝配之間的空間幾何關系對三維造型進行進一步的工藝分析,根據需加工零件的形狀特點及工藝要求,利用CAXA制造工程師提供的加工方法,選定需要加工的部分。擬定刀具的進入路徑、切削路徑、退出路徑。對刀具在運動中可能發生干涉的部位,應及時進行加工環境調整。
2.2.1等高線粗加工
使用直徑為Φ8mm的高速鋼端銑刀進行加工.該加工方式是較通用的粗加工方式,適用范圍廣;它可以高效地去除毛坯的大部余量,并可根據精加工要求留出余量,為精加工打下一個良好的基礎;可指定加工區域,優化空切軌跡。加工軌跡如圖5所示。
2.2.2等高線精加工
用直徑為Φ10mm,圓角為r2mm的圓角銑刀做等高線精加工。等高線精加工可以完成對曲面和實體的加工,軌跡類型為2.5軸,可以用加工范圍和高度限定進行局部等高加工;可以通過輸入角度控制對平坦區域的識別,并可以控制平坦區域的加工先后次序。
2.2.3 區域粗加工用直徑為Φ8mm的端銑刀做區域粗加工。該加工方法屬于兩軸加工,其優點是不必有三維模型,只要給出零件的外輪廓和島嶼,就可以生成加工軌跡。
2.2.4曲面區域加工
用直徑為Φ0.1mm的雕銑刀做曲面區域加工花紋。
3.軌跡仿真、后置處理
應用軌跡仿真功能進行屏幕模擬實際切削過程。顯示材料去除過程和進行刀具干涉檢查,檢驗生成的刀具軌跡是否滿足要求,查看切削后的工件截面,確保不會出現過切。以改進刀具軌跡。
數控編程的核心工作是生成刀具軌跡,然后將其離散成刀位點,經后置處理產以用加工范圍和高生數控加工程序。當加工軌跡生成后,按照當前機床類型的配置要求,把已經生成的刀具軌跡自動轉化成合適的數控系統加工代碼,即CNC數控加工程序。根據需要還可生成加工工藝單。通過RS232串口實現數控系統與代碼傳遞,把零件的代碼輸入到機床里,就可以進行零件的加工了。
4.結語
以香皂模型為例,利用CAXA制造工程師進行復雜模具實體設計和數控加工,能大大減少編程人員的工作量,免去了繁瑣的數值計算,編程結果直觀。通過仿真切削和刀具干涉檢查,可確保所編程序一次成功,大幅度減少機床調試時間和機床試切時間,既可以縮短生產周期,又可以確保零件表面質量和加工精度,提高了工作效率。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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