Cimatron 在高速銑削中的兩個特殊策略

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   時間:2014-03-12 02:50:54
Cimatron 在高速銑削中的兩個特殊策略簡介
    Cimatron是目前在國內知名度較高的CAM軟體,尤其是在模具加工中有著普遍的應用。隨著加工技術的發展,該軟體在高速加工方面的功能也在不斷強化,本文所……
Cimatron 在高速銑削中的兩個特殊策略正文

  Cimatron是目前在國內知名度較高的CAM軟體,尤其是在模具加工中有著普遍的應用。隨著加工技術的發展,該軟體在高速加工方面的功能也在不斷強化,本文所介紹的正是其最新版Cimatron E7對高速銑削的兩個特殊方案——插銑和微型銑。

   最近幾年,隨著航空航天、模具製造及精密微細加工等領域需求的日益廣泛,高速切削技術已經得到了很大的發展和應用。高速切削不僅對機床、控制系統、夾具、刀具有特殊要求,同時也要求CAM軟體優化刀具路徑策略,螺旋或圓弧進刀、切削速度的連續和無突變以及無尖角刀具軌跡等是在各種刀具路線中都應盡量採用的,以保證切削過程的平穩和快速。

   Cimatron E為工模具行業提供的CAD/CAM 全面解決方案,針對高速銑削提供了多種策略,包括智能開粗、智能進刀,以及二次加工策略等。另外,Cimatron E還提供了螺旋進刀、圓角走刀、圓角連接、擺線加工、NURBS插補、進給速率優化以及保持切削載荷恆定等策略。

   針對常規的產品或模具,通用的高速銑削技術已經發揮了巨大的作用,但針對巨型零件和微型零件,常規的高速銑削則無能為力了,而Cimatron 軟體針對巨型零件和微型零件及模具提供了嶄新的高速切削策略——插銑和微銑削。

   Cimatron 針對超型零件或模具提供了特殊的高速切削的方式——插銑。它是金屬切削最有效的加工方法之一。對於難加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具懸伸長度較大的加工,插銑法的加工效率遠遠高於常規的層切銑削法。插銑可減小工件變形降低銑床的徑向切削力。

   插銑為粗加工和精加工提供了高效的加工策略。粗加工可以用高承載刀具像鑽孔一樣進行銑削,即使進給速度再高,刀具也只是軸向受力。這種策略也可用來針對垂直或接近垂直的區域進行精加工。當採用大直徑或小圓角的牛鼻刀時,將可用更少的刀路來完成所需的曲面加工。

   對於深度很深的腔體的粗加工也可採用插銑的方式,腔體很深時,需要很長的刀具,這時刀具剛性很差,按常規的切削路線切削刀具易變形,而且也易產生振動,影響加工質量和效率,採用插銑的軌跡正好可解決這一問題。

   Cimatron E為插銑加工提供了多種優化刀路策略包括,適用這可以選擇是側插或是中心插銑,也可以定義插銑最小深度和方向,針對拐角的地方,Cimatron 還可以定義插銑的包容角度,從而自動調整側向步距,避免切削力在拐角處突然變大而對機床產生損害。

   微銑削(Micro-milling)是加工微小零件和高精密零件的一種全新加工技術。微銑削使用非常小的刀具(直徑小於0.1mm)並能獲得非常小的曲面公差和高質量的曲面精度,通用的NC軟體不能達到這個精度。

   作為第一款達到微銑削級別的CAD/CAM 軟體,Cimatron E7 提供了在加工環境中實體曲面混合造型的功能,因為如果導入的產品數據模型質量不好,必須在CAM 操作之前進行修復。一些小的孔或者縫隙可能導致最終的加工工件質量低。與單純實體建模不同,Cimatron 的混合建模擁有「為製造而設計」的功能用來修復幾何模型,通過各種曲面功能融合縫隙並變成成實體。

   為了獲得以上要求,微銑削技術需要達到以下支持:100μm或更小的刀具、高速刀具外形比例(L/D)10或高達100,主軸轉速高達150,000 r/min或更高,加工公差達0.1μm或更小 ,模具材料硬度到53 HRC ,微型模具銑削的精度< 5μm 曲面粗糙度<0.2μm Ra 。

   剛剛發布的Cimatron公司的旗艦產品E7使用了實體曲面混合建模技術,其ACIS 內核技術提供了高達1nm 的內部精度,為微銑削提供了技術保障。加工過程中通過應用高速切削(HSC)策略獲得均勻一致刀路,並使用了毛坯殘留知識防止斷刀,以對微型型腔進行開粗。為了降低風險防止換刀過程中產生的不連續的微型曲面,Cimatron E 提供了多種加工策略。NC 策略中支持斜線或螺旋下刀保證刀具最大限度的光滑和連續地進入工件。

   Cimatron的微銑削技術通過識別真實的殘留微型毛坯以及具有同樣功能的開粗、二次開粗、精加工微和擺線開粗等加工策略保證刀路軌跡高效安全。5軸傾角滿足需要非常小直徑的短錐型刀進行零件的加工,以及硬度高並要求曲面質量高的材料加工。為了滿足高速銑削的要求,Cimatron採用了多種高速銑削策略例如:角部圓角連接、零重疊擺線精加工、S連刀和螺旋下刀、自適應Z層精加工和流線加工。同樣Cimatron E支持樣條逼近加工和流線銑削,減少加工時間,降低刀具磨損和破壞。

   微銑削是高速銑削的未來,精通微精模具的公司將會擁有更大的競爭力,Cimatron E7 作為第一個商業化的微銑削產品,引領了高速銑削的發展方向。

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