CimatronE9．0邊界接觸點功能的應用研究

張松奇，李 茜，聶榮森

（1．鶴壁汽車工程職業(yè)學院，河南 鶴壁 458030；2．思美創(chuàng) （北京）科技有限公司，北京 100101）

1 CimatronE概述

CimatronE是一款集CAD／CAM于一體的綜合軟件，其功能強大，易學易用，在模具加工制造和機械設計制造行業(yè)占有主導地位。Cimatron公司致力于研究CAD／CAM在工模具制造和零部件制造行業(yè)的應用已有30多年，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗，在工模具設計與加工制造方面為用戶提供了完整的CAD／CAM解決方案，CimatronE在全球范圍內(nèi)裝機量超過40 000套。Cimatron的產(chǎn)品線包括CimatronE和GibbsCAM兩部分，為注塑模具設計、沖壓模具設計、電機設計、2．5軸到5軸加工、線切割、車削加工、車銑復合加工、旋轉銑削、多任務加工、塔式加工系統(tǒng)提供解決方案，在全球范圍內(nèi)為汽車、航天、電子及其他模具工業(yè)領域提供服務和支持。

隨著中國改革開放體系的進一步深入，中國經(jīng)濟得到穩(wěn)步發(fā)展，加工制造行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。模具行業(yè)素有“工業(yè)之母”的美稱，被譽為“永不衰退的行業(yè)”。在國外，模具被稱為“進入富裕社會的原動力”，模具生產(chǎn)制造技術水平的高低已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。在國內(nèi)，隨著家用電子行業(yè)的迅速發(fā)展，特別是隨著中國汽車年的啟動，對模具的需求量越來越大，工模具的設計和制造已經(jīng)成為中國制造業(yè)中關鍵的一個部分。CimatronE軟件包含模具設計和NC編程兩大部分，在進行設計的同時開始NC編程，省去了數(shù)據(jù)轉換造成的工期延誤和錯誤，因此CimatronE在模具設計與制造行業(yè)越來越受到更多客戶的青睞。

為了更好地服務于模具制造（型腔模具制造、沖壓模具制造）以及產(chǎn)品加工制造領域，CimatronE9．0版本在原版本的基礎上引進了200多項重大改進和新增功能，如報價評估系統(tǒng)、模具設計、2D圖紙輸出、電極設計制造以及數(shù)控編程等。其中在CimatronE9．0的數(shù)控編程模塊中新增的邊界接觸點功能，解決了CimatronE原版本在進行模具型腔或型芯加工時邊界銑削不到位或空切現(xiàn)象，提高了零件的加工精度和加工效率，筆者認為這是此版本在加工模塊上最具革命性的改進，使CimatronE在加工制造方面又向前邁進了一大步。

2 應用舉例

在CimatronE原版本中進行模具的型腔或型芯的邊界加工時，如果刀具軌跡選擇邊界外，刀具會滾過邊界形成空切，降低了加工效率（如圖1所示）；若選擇邊界內(nèi)，刀具限制在邊界內(nèi)，導致邊界區(qū)域切削不到位（如圖2所示），影響零件加工精度；若選擇邊界上，刀尖在邊界上，導致邊界區(qū)域切削不到位（如圖3所示）。為了防止切削不到位，我們通常采用拼接加工或者采用整體曲面精加工方式進行加工。雖然這樣能夠避免空切現(xiàn)象，但是采用拼接加工會在邊界處產(chǎn)生很大的誤差（特別是球頭刀），降低了零件的加工精度；如果采用整體曲面精加工方式進行加工，則會產(chǎn)生大量的空切，降低切削效率，提高加工成本。

CimatronE9．0的數(shù)控編程模塊中新增的邊界接觸點功能解決了CimatronE原版本在進行模具型腔或型芯加工時邊界銑削不到位或空切現(xiàn)象，特別是對球刀或牛鼻刀具。運用邊界接觸點功能，我們就可以根據(jù)曲面的不同特點采用不同的曲面加工方法進行曲面拼接加工，這樣可以大大提高曲面的加工質量，提高切削效率。

圖1 刀具軌跡在邊界外

圖2 刀具軌跡在邊界內(nèi)

圖3 刀具軌跡在邊界上

圖4為一零件模具型芯運用邊界接觸點功能進行加工的軌跡模擬，型芯上端面采用球刀45°平行銑，型芯直壁部分采用平刀等高層切，兩種不同刀路在邊界銜接處沒有產(chǎn)生空切或切削不到位現(xiàn)象。

圖4 運用邊界接觸點功能進行模具型芯加工

3 結語

邊界接觸點功能有效地解決了CimatronE9．0原版本在進行模具型腔或型芯的加工中兩邊界處的空切和切削不到位現(xiàn)象，提高了曲面的加工精度，減少了加工時間，提高了加工效率，節(jié)約了加工成本。