基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用分析

李波，向偉

(湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，湖南 吉首 416000)

EdgeCAM，是一套智能數(shù)控編程系統(tǒng)，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用在模具加工之中，包括主軸多刀駕車銑復(fù)合數(shù)控加工、二軸到五軸數(shù)控銑切等。由此能夠發(fā)現(xiàn)，基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)，具有模具制造、復(fù)合加工、產(chǎn)品生產(chǎn)等多項(xiàng)功能。所以，該項(xiàng)技術(shù)在車窗加工、模具技工、數(shù)控界中，都具有重要的地位，將其合理的應(yīng)用在加工工作中，可以進(jìn)一步提高工作的質(zhì)量、效率。

1 基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 CAD數(shù)據(jù)讀取

基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)，實(shí)際上其能夠接收很多不同形式的文件，如ACIS、VDA、DXF、DWG等。同時(shí)，在這一過程中，并不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并能夠保證其參數(shù)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能夠生成與CAD環(huán)境動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的路徑。具體來說，在數(shù)控加工技術(shù)中，很多不同的實(shí)體文件，能夠共存在同一個(gè)環(huán)境之中，而不同的實(shí)體文件，可以被同時(shí)打開。基于這樣的方式，能夠?qū)⒈患庸さ拿?、夾具、共零件等，指定為任意一個(gè)實(shí)體[1]。換言之，從CAD轉(zhuǎn)換到CAM的過程中，其依據(jù)就是實(shí)體模型，但是并不需要對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換?；谶@一前提，可以避免數(shù)據(jù)丟失的問題，所以在后期的工作中，并不需要工作人員對(duì)模型，進(jìn)行人工修補(bǔ)。通過這樣的方式，除了可以節(jié)省更多的人力、時(shí)間，也能夠規(guī)避人為修補(bǔ)工作而產(chǎn)生的遺漏、誤差問題。

1.2 易學(xué)易用

在當(dāng)前的社會(huì)中，Windows系統(tǒng)，是人們經(jīng)常接觸的工具，其具有便捷、高效的特點(diǎn)。同時(shí)，基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)，是以Windows系統(tǒng)為基礎(chǔ)，而進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)的，符合人們平時(shí)使用計(jì)算機(jī)界面的習(xí)慣。在操作的過程中，使用人員可以對(duì)界面的風(fēng)格進(jìn)行自定義變化，同時(shí)結(jié)合自身的需求，也能夠?qū)χ杏⑽慕缑孢M(jìn)行切換。另外，在EdgeCAM系統(tǒng)中，還能夠在同一時(shí)間將不同的窗口顯示出來，并沿用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常用的快捷操作方式，進(jìn)而更加凸顯人性化、便捷化的特征。

1.3 導(dǎo)向式處理

EdgeCAM系統(tǒng)中，具備導(dǎo)向式后處理子系統(tǒng)，其具有較強(qiáng)的智能性。在這一基礎(chǔ)上，EdgeCAM系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)不同的代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試等相關(guān)的工作。同時(shí)，在EdgeCAM系統(tǒng)的界面中，能夠任意添加自動(dòng)指令M，以此來滿足模具設(shè)計(jì)、加工的需求[2]。除此之外，EdgeCAM系統(tǒng)中，還存在很多高級(jí)的功能，包括允許二次開發(fā)等，其能夠?qū)⒈患庸ち慵b配模型的參數(shù)，進(jìn)行直接讀取。與此同時(shí)，在加工實(shí)體模型中，EdgeCAM系統(tǒng)可以自動(dòng)找到其中的參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別與分析，同時(shí)基于對(duì)CAD環(huán)境動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，對(duì)刀具路徑進(jìn)行自動(dòng)更新。

2 基于EdgeCAM的數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用方式

2.1 加工機(jī)殼模胎

為了實(shí)現(xiàn)BP機(jī)殼模胎的加工，可以采用MDT5進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)將存儲(chǔ)格式設(shè)定為*.DWG。通過系統(tǒng)的分析，能夠發(fā)現(xiàn)零件的型面，是由多個(gè)就有不規(guī)則的曲面構(gòu)成的，通過對(duì)工藝的分析，可以采用三坐標(biāo)機(jī)床行切法，完成精加工、粗加工。隨后，通過EdgeCAM系統(tǒng)對(duì)加工的程序進(jìn)行編制，如果使用一般的軟件，那么其第一步工作，就是對(duì)文件的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終生成SAT、IGES等[3]。也就是說，這樣的方式，不僅會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，還會(huì)導(dǎo)致模型的信息產(chǎn)生丟失的現(xiàn)象，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整讀取。

針對(duì)上述的問題，工作人員可以將EdgeCAM5.5系統(tǒng)，應(yīng)用在模具加工之中。將其作為基礎(chǔ)，可以有效避免數(shù)據(jù)讀取的參數(shù)，同時(shí)EdgeCAM5.5系統(tǒng)，還能夠與很多不同CAD格式進(jìn)行兼容，無需對(duì)文件的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即對(duì)被加工零件的參數(shù)，進(jìn)行直接讀取?？偟膩碚f，應(yīng)用EdgeCAM5.5系統(tǒng)，能夠滿足實(shí)際工作的需求，并在工具條、動(dòng)態(tài)菜單中，為使用者提供了不同形式的加工方式，能夠滿足工作的要求。另外，采用EdgeCAM5.5系統(tǒng)，其具有動(dòng)態(tài)顯示特性，可以將很多現(xiàn)實(shí)情況中無法使用的功能，進(jìn)行直接的過濾，只為工作人員提供有價(jià)值的選項(xiàng)，進(jìn)而提高工作的效率、質(zhì)量[4]。

2.2 動(dòng)態(tài)實(shí)體模擬

在EdgeCAM系統(tǒng)中，其具有兩種不同的仿真模式，即快速仿真、模擬加工，其具有更加真實(shí)的仿真效果，并能夠通過不同的方式將其呈現(xiàn)出來，如剖視、半透明、線框、實(shí)體等。在對(duì)實(shí)體進(jìn)行仿真模擬的過程中，工作人員可以對(duì)任意一個(gè)角進(jìn)行操作，放大、旋轉(zhuǎn)、拖動(dòng)等。完成仿真以后，可以將其輸出為STL格式，同時(shí)能夠在不同的時(shí)刻完成。例如：在機(jī)床加工的項(xiàng)目中，EdgeCAM系統(tǒng)的仿真器，就能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作提供基本前提，保證機(jī)床仿真的完整性。實(shí)際上，EdgeCAM系統(tǒng)中的仿真功能，能夠?qū)Ω缮媾鲎?、再現(xiàn)出過切等，進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)、驗(yàn)證。同時(shí)，在編程的過程中，其中的刀塔、道具、主軸、副主軸等，往往其自身的位置會(huì)發(fā)生變化，究其原因就是在編程的過程中，工作人員所考慮的因素缺乏全面性[5]。

但是，將EdgeCAM5.5系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)控加工中，則能夠很好的解決當(dāng)前的上述問題（如圖1）。具體來說，在該系統(tǒng)中，不僅能夠?qū)dgeCAM系統(tǒng)所編制的程序，進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，也能夠在模具加工的過程中，保證各個(gè)部件不會(huì)發(fā)生串位的現(xiàn)象，包括刀塔、道具、主軸、副主軸等?；谶@樣的方式，能夠最大程度的發(fā)揮EdgeCAM5.5系統(tǒng)中，兩種不同仿真模式的價(jià)值，避免其相互之間發(fā)生碰撞、干涉等問題，提高模具設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性。

圖 1 采用EdgeCAM5.5系統(tǒng)對(duì)模具加工的動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果

2.3 進(jìn)行平面加工

由于采用組成加工的策略，所以能夠幫助工作人員，節(jié)省更多設(shè)置輔助功能的時(shí)間，這一部分的工作內(nèi)容，主要包括加工方式、冷卻液、主軸狀態(tài)等。在EdgeCAM5.5系統(tǒng)中，其瀏覽的功能中具有“平面銑成組加工”的現(xiàn)象，其中包含很多詳細(xì)步驟，都具有自動(dòng)加載的輔助功能。另一方面，工作人員能夠發(fā)現(xiàn)，平面銑路徑、道具路徑之間，具有較強(qiáng)的一致性[6]。

同時(shí)，在應(yīng)用EdgeCAM5.5系統(tǒng)中，項(xiàng)目管理的工具屬于一類軟件的統(tǒng)稱，其主要的功能就是通過項(xiàng)目、過程、產(chǎn)品、人員的分析、管理，保證模具加工項(xiàng)目，能夠按照既定的進(jìn)度、成本、質(zhì)量等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，更加順利的進(jìn)行。具體來說，在加工的過程中，主要會(huì)采用工程項(xiàng)目管理軟件、非工程項(xiàng)目類管理軟件。在EdgeCAM5.5系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，上述的軟件能夠以Web頁面的方式，記錄零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、項(xiàng)目加工的所有數(shù)據(jù)，并為模型文件、道具關(guān)聯(lián)提供有效的管理系統(tǒng)?；谶@樣的方式，能夠在很大程度上，強(qiáng)化模具加工的效果，也便于工作人員發(fā)現(xiàn)加工中所存在的問題，并進(jìn)行有針對(duì)性的解決[7]。

2.4 確定道具路徑

在應(yīng)用EdgeCAM5.5系統(tǒng)的實(shí)際操作之中，由于在加工的過程中，會(huì)使用球頭立銑刀，其直徑為8 mm，所以就會(huì)采用“Z軸粗加工”的方式進(jìn)行編程。在設(shè)定完成模具的加工參數(shù)以后，需要以自動(dòng)生成的方式，得到零件的粗加工刀具路徑。在整個(gè)操作過程中，工作人員可以同時(shí)按下Alt+A鍵的方式，對(duì)所有的曲面進(jìn)行選擇。然后，對(duì)無用曲面進(jìn)行點(diǎn)擊操作，就能夠一次選擇組成型面大小不等曲面，共計(jì)63個(gè)。

采用EdgeCAM5.5系統(tǒng)，其中模具加工中，具備處型面、自動(dòng)捕捉曲面等功能，同時(shí)EdgeCAM5.5系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)，進(jìn)行更加完整的設(shè)置，由此生成系統(tǒng)的體系。在這一基礎(chǔ)上，即便模具加工型面，具有復(fù)雜不堪的特征，也并不需要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)、多次的操作，就可以生成多個(gè)層面的刀具路徑。所以，在工作中，工作人員不需要為軟件的精度而擔(dān)心。同樣，在對(duì)模具進(jìn)行精加工的過程中，可以使用直徑為2 mm的球頭立銑刀，同時(shí)以“等粗糙度精加工”的方式，完成模具加工的編程[8]。另外，在設(shè)定完成模具的加工參數(shù)以后，需要以自動(dòng)生成粗加工刀具路徑的方式（如圖2），得到精加工刀具的路徑。

圖 2 采用EdgeCAM5.5系統(tǒng)確定刀具路徑

2.5 生成NC代碼

在基于EdgeCAM5.5系統(tǒng)的數(shù)控加工技術(shù)之中，完成以上的步驟后，需要采用仿真的方式，證明其相關(guān)的程序、模具等，是否具有較強(qiáng)的科學(xué)性、可行性。在這一過程中，如果能夠生成NC代碼，則說明模具有明顯的可行性，即可以進(jìn)行后續(xù)的加工與應(yīng)用。同時(shí)，工作人員也能夠依據(jù)當(dāng)前的實(shí)際需求，利用EdgeCAM5.5系統(tǒng)中的后處理模板編譯器，設(shè)置適合自己操作習(xí)慣的模板。通過這樣方式，就能夠通過工作人員自己編譯形成的處理模板，生成一套更加完整的NC代碼，并可以將其應(yīng)用在試切的工作中?？傮w而言，基于EdgeCAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加工技術(shù)，其具有較為豐富、多樣、自動(dòng)化的功能，將其應(yīng)用在功能在模具加工中，能夠進(jìn)一步提高工作的簡(jiǎn)易性、精度性，可以增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

3 結(jié)語

綜上所述，EdgeCAM系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能、性能，將其為應(yīng)用在數(shù)控加工中，可以有效的提高其質(zhì)量、效率。將其作為基礎(chǔ)，可以保證模具加工參數(shù)的精準(zhǔn)性，減少部件發(fā)生從串位的現(xiàn)象，并為工作人員提供與有價(jià)值的工作依據(jù)。所以，通過本文的發(fā)現(xiàn)，基于EdgeCAM系統(tǒng)的數(shù)控加工技術(shù)，具有較強(qiáng)的可行性，可以將其應(yīng)用在模具加工之中。