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数控钻铣床切削加工复杂模具的编程方案

发布日期:2015-07-18 |
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数控钻铣床切削加工复杂模具的编程方案
 
    摘要:在Mastercam系统中,通过几何建模、建立刀具路径、后置处理自动生成CNC程序代码.根据具体的数控系统和机床性能参数,对程序进行分析和修改,以适应数控铣削的要求.
 
    数控程序的编制是一个瓶颈问题,严重地制约了数控钻铣床的应用.许多工厂的数控钻铣床闲置的主要原因是编制程序的问题.在形式复杂的模具中运用手工编程,工作任务繁重复杂,难以完成.例如,铣削如图2所示的包含几个汉字的零件的NC程序,就多达三干多条的语句,手工编程很难保证不出错.因而许多工厂闲置数控钻铣床,而使用普通铣床加工,使钳工修整模具的工作量加大,生产率低、模具的质量也难以保证,使用数控铣床加工模具,必须编制好的NC程序.要产生好的NC程序,必须具备以下基础:
 
    (1)CAD泵统用以产生工件的几何图形
 
    (2)熟悉CNC程序的指令和数控机床性能参数
 
    (3)熟悉切削加工工艺,正确选择刀具和加工参数
 
    (4)运用CAM系统的切削路径产生NC程序,
 
    同时,还必须按照一定的程序产生NC程序.运用Mastercam系统产生工件NC程序
 
    及相关过程的流程如图l所示.
 
    1加工过程规划
 
    从图1可以看出,在进行数控编程前,必须分析零件图及毛坯图,确定产生一个工件特征所用的最合适加工路径模块,并计算所需切除的余量.而从加工余量可进一步决定切削刀具和粗、精加工的次数.
 
    产生工件特征的加工程序应该按照适当的顺序安排,有些工件特征必须在其它特征前面严生,一般有以下的排J押原则:
 
    (1)先加工基准面:
 
    (2)先加工大面
 
    (3)避免在加工一个特征面时,破坏了其它特征的制造条件;
 
    (4)前处理先行.
 
    以图2零件为例,先加工底面做为基准面,再切削顶面和矩形外轮廓,为挖槽铣削矩形内框和文字准备.这两个工步用直径较大的平底立铣刀加工,以提高工作效率.最后,挖槽加工文字和内框.挖槽加工又分粗、精加工两步,精加工采用小直径平底立铣刀,以便加工出文字的细部
    加工过程规划:
 
    1)零件特征的识别
 
    2)加工过程的选择
 
    3)加工过程的顺序CAD产生零件的几何图形零件毛坯图CAMl)刀具路径模块的选择
 
    2)刀具路径的产生
 
    3)刀具路径的确认切削
 
    1)切削速度
 
    2)进给速度
 
    3)切削深度后置处理 l I)选择后置处理器I
 
    2)执行后置处理器l
 
    2几何建模原材料工NC机床刀具和工装夹具圈I切削过程规划零件己加工
 
     Mastercam系统集CAD与CAM于一体,可以直接在其中绘制图2的几何图形.也可以将在其它软件如AutoCAD中完成的零件图,经过一定的格式转换,调入Mastercam系统,建立几何模型.
 
    3建立刀具路径
 
    以挖槽加工文字和内框为例,选择挖槽加工模块,用窗选方式将内框和文字一起选中,输入刀具信息(材料力高速钢、中3平底立铣刀和刀具各部分长度信息等).输入工件毛坯信息(工件的材料,长、高、宽和工件坐标系原点),以及切削参数(粗、精加工的铣削方式、切削速度、切削深度等).经编辑田2零件的几何图形宋玉明等数控铣床切削加工的自动编程和程序分析修正,确认后,自动建立刀具路径,存为刀具路径文件,进行模拟铣削演示.在模拟中发现问题返回到刀具路径编辑,修改有关参数进行调试.调试、模拟铣削演示成功后,进行下一步骤.
 
    4后置处理、程序分析和修改
 
    建立刀具路径后,在操作管理器中,经演示通过后,按下后置处理按钮,自动生成NCI程序如下(中间段程序已删去):
 
    因为Mastercam泵统所产生切削路径文件格式是一种称为NCI的通用格式,它必须转换成数控机床的控制器能识别的NC加工程序.还必须根据机床的性能参数进行必要的修改.以华中l型CNC控制器,ZJK7532A型数控钻铣床加工图2腊模为例,需要作如下修改:
 
    1)程序的文件名修改为260001-%9999范围内的数字文件名:
 
    2)删去原程序括号和括号中的注释:
 
    3)将机床坐标系N106GOG90G54X-63.25Y-53.25AO. S50M5改为定义工件坐标系原点N106GOG92XOYO:38江汉大学学报2001年第6期
 
    4) G43HI是刀具长度补偿,因为所用机床为ZJK7532A经济型数控钻铣床,无自动换刀和坐标测量装置,人工对刀确定工件坐标原点,所以将N108G43H1220.M8删去G43HI改为N108220M8:
    5)因为是加工腊模,可以用大进给量800mm/min,另外将加工起点从原点移至角点,所以N112G1Z-8.F3改为N117G1Z-8.F800;
 
    经过修改后的程序为机床控制器所接受.注意切削深度的修改、切削路线的修改,最好回到刀具路径编辑处一起修改,避免因在程序中一处一处的修改,出现遗漏和错误.
 
    5铣削加工
    将修改后的程序转存入ZJK7532A型数控钻铣床的HCNC控制器(华中I型)的C:\PROG文件夹.在华中I型系统中,脱开机床进行模拟调试.成功后,调整机床位置、安装工件、对刀、调整主轴速度、进给倍率,将机床控制调至自动档,联机启动,完成零件的加工.
 
    6结束语
 
    在结合计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的Mastercam系统支持下,通过加工过程规划、几何建模、建立刀具路径、后置处理自动生成NC程序代码替代传统的手工编程,在模具制造中具有特别萤要的意义.它能有效地解决复杂、精密、单件或小批生产、多变的模具加工问题,能适应模具迅速更新换代的需要,经济效果显著。
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