淺談基于Cimatron E加工策略的快速編程方法

魏茂源 WEI Mao-yuan；史文杰 SHI Wen-jie

（煙臺(tái)南山學(xué)院工學(xué)院機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中心，龍口265713）

0 引言

Cimatron E是數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域最為杰出的編程軟件之一。由于它的界面簡(jiǎn)潔，易于初學(xué)者快速地了解和熟悉數(shù)控編程，在世界排名都是處于領(lǐng)先地位。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展提高，各種工業(yè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來越短，從而對(duì)模具的加工提出更快要求。加工策略就是提高效率的一個(gè)很重要的方面。好的加工策略可以提高被加工零件的加工質(zhì)量、縮短機(jī)床加工時(shí)的切削時(shí)間從而提高加工效率。文章基于Cimatron E軟件的功能模塊入手分析模具加工的策略選擇流程，針對(duì)普通模具都能夠適用的一個(gè)大眾化加工方案，更為簡(jiǎn)單的應(yīng)對(duì)模具加工的工作效率問題。

圖1

圖2

圖3

1 模具加工面的分類和Cimatron E軟件提供的加工策略

1.1 模具加工面的分類 簡(jiǎn)單說來所有的模具表面一般都是由若干曲面構(gòu)成，分為型腔或型芯。模具的復(fù)雜程度決定于曲面的復(fù)雜程度，但總體可以按照曲面與水平面的角度關(guān)系，大體可以分為水平面、緩變面、陡峭面與垂直面四種主要的面。通過這四種面的分類，我們?cè)诳紤]變成策略的時(shí)候就不需要深入了解被加工零件的具體用途等信息，只要按照面的特點(diǎn)進(jìn)行選擇軟件加工模塊中相對(duì)應(yīng)的功能就可以，降低編程難度。

1.2 Cimatron E中常用的加工策略 一般模具零件的加工流程大致概括為二大工步：①粗加工、二次粗加工；②半精加工、精加工。其中二次粗加工根據(jù)粗加工的選擇刀具大小，通過仿真驗(yàn)證后的結(jié)果來判斷是否有沒有切削到的部位，來確定使用規(guī)格更小的刀具來二次粗加工，個(gè)別復(fù)雜零件可能需要二次開粗的次數(shù)更多。

按照加工流程的步驟劃分，Cimatron E軟件常用的加工策略見表1。

表1

1.3 加工策略分析 零件從毛坯到成品的加工過程中，僅在粗加工時(shí)就要切除大約70%的余量，所以粗加工占用的時(shí)間占總加工時(shí)間的份額很大。所以我們要采用合理的、高效的粗加工方法。Cimatron E的粗加工平行和環(huán)形兩種策略是粗加工最常用的兩種方法。在操作時(shí)，選擇所有面為被加工對(duì)象，系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算出需要被加工的區(qū)域，保證不會(huì)產(chǎn)生過切削，是一個(gè)很好的開粗功能，尤其試用于復(fù)雜零件。零件精加工的時(shí)候，首先考慮的是達(dá)到要求的精度，所以精加工編程的原則是在保證加工精度的前提下盡可能提高加工效率。而編程時(shí)的加工方法選擇和加工參數(shù)的設(shè)定則應(yīng)根據(jù)所加工曲面的具體幾何拓?fù)潢P(guān)系來定。根據(jù)角度精銑和傳統(tǒng)加工程序里面的根據(jù)層兩種加工方法都可以很好的完成復(fù)雜曲面都精加工，通過設(shè)置一個(gè)角度，系統(tǒng)自動(dòng)區(qū)分曲面的加工方式。緩變面采用行切走到方式，陡峭面采用層切方式，配合相應(yīng)的刀具和切削用量，能夠達(dá)到加工精度要求。

2 加工實(shí)例

圖1零件毛坯邊界尺寸為182mm×125mm×62mm，按照cimatron加工策略生成的加工工序如下：

①粗加工：選擇粗加工環(huán)形銑削，選取所有面為被加工曲面，采用直徑為20mm的平底銑刀，側(cè)壁及底部加工余量0.5mm，切削方式為混合銑+順銑最終路徑，真環(huán)切開啟，一次完成粗加工。如圖2所示。

②精加工：采用根據(jù)角度精銑，刀具采用直徑為10 mm的球頭銑刀。側(cè)壁及底部加工余量0mm，曲面精度0.1，限制角度30°，水平區(qū)域順銑環(huán)切由外向內(nèi)，步距1mm，垂直區(qū)域?qū)忧许樸?，步?mm，完成精加工。如圖3所示。

③清根：采用清根銑，刀具采用直徑為4mm的球頭銑刀，選擇型腔外邊界為控制邊界，水平步距0.5mm，垂直步進(jìn)1mm，完成型腔底部邊角都清根加工。如圖4所示。

3 結(jié)束語

基于Cimatron E加工策略的快速編程的方法就是將常用的各種加工策略綜合分析，選擇出針對(duì)使用Cimatron E軟件加工模具過程的最通用策略。按照這個(gè)策略，能夠完成大多數(shù)模具的加工要求，降低了編程操作人員的專業(yè)知識(shí)要求，尤其是可以作為初學(xué)編程人員因?yàn)闆]有工作經(jīng)驗(yàn)給予的一個(gè)通用公式，通過這個(gè)通用策略方法進(jìn)行快速簡(jiǎn)單的編程，從而能夠?qū)τ谝蟛皇翘叩哪＞呖焖俪龀绦?，保證生產(chǎn)加工效率。經(jīng)過多次使用這個(gè)快速編程策略，從而進(jìn)一步了解和設(shè)計(jì)出最終適合各模具加工更合理的加工策略方案。

圖4

[1]張曉陸.Cimatron E軟件在模具制造中的應(yīng)用[J].CAD/CAM與造制造業(yè)信息化,2011,07:96-100.

[2]林明山.CimatronE模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]思美創(chuàng)（北京）科技有限公司.Cimatron E8中文培訓(xùn)手冊(cè)加工制造[Z].