模具制造是一個(gè)生產(chǎn)周期要求緊迫, 技術(shù)手段要求比較高的復(fù)雜生產(chǎn)過程。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。為極大地縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期论燎、提高產(chǎn)品質(zhì)量, 面向制造業(yè)的CAD/CAM 技術(shù)成為現(xiàn)今模具制造業(yè)中的核心和關(guān)鍵技術(shù)之一。我國(guó)CAD/CAM 技術(shù)雖然近年來有較大發(fā)展, 但在很多企業(yè)尤其是中小企業(yè)中, 模具設(shè)計(jì)和制造的水平仍較低下, 很難適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求鹅昭。要改變這種狀況, 一個(gè)直接而有效的方法就是推廣應(yīng)用CAD/CAM 技術(shù)褥甜。

　　Cim at ron 是一個(gè)較為理想的集成的CAD/CAM 軟件產(chǎn)品, 在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下, 使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù), 可以完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)束湃、輸出設(shè)計(jì)圖紙; 可以根據(jù)零件的三維設(shè)計(jì)進(jìn)行手工或自動(dòng)的模具分模, 并自動(dòng)生成凸拯骤、凹模的NC 加工代碼大愁。本文主要介紹Cim at ron 軟件在模具設(shè)計(jì)和制造中的建模、分模以及對(duì)凸婚蛮、凹模進(jìn)行NC 加工的應(yīng)用, 并通過實(shí)例說明設(shè)計(jì)過程的技術(shù)方法乎壮。

　　1　產(chǎn)品模型的建立

　　在產(chǎn)品建模方面, Cim at ron 支持混合造型±瘢混合造型融合了線框造型, 曲面造型和實(shí)體造型, 使得設(shè)計(jì)者可以充分利用各種造型的特點(diǎn)來生成可以直接用于NC 環(huán)境, 進(jìn)行NC 編程的產(chǎn)品模型汉额。圖1 為旋轉(zhuǎn)式開關(guān)手柄產(chǎn)品模型簡(jiǎn)圖, 是利用Cim at ron 中先進(jìn)的建模工具——實(shí)體造型建立的。它采用了當(dāng)今最為流行的技術(shù)——參數(shù)和變量化特征造型, 使得系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)榨汤、修改更加方便蠕搜。

　　產(chǎn)品的主要技術(shù)要求: ①塑件材料為酚醛樹脂;②塑件表面過渡光滑; ③塑件內(nèi)、外表面粗糙度Ra≤011Lm; ④塑件壁厚均為2mm , 產(chǎn)品外形有圓角R = 2mm收壕。按照產(chǎn)品的技術(shù)要求, 可以很方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行零件的三維設(shè)計(jì), 并修改到滿意為止妓灌。

　　2　產(chǎn)品模具的分模

　　從零件造型到模具凸模、凹模的生成, 最關(guān)鍵的技術(shù)是分模面的構(gòu)造蜜宪。通常對(duì)于簡(jiǎn)單零件其分模面可以直接選取產(chǎn)品的最大輪廓線來實(shí)現(xiàn)虫埂。而對(duì)于復(fù)雜曲面零件分模面的構(gòu)建, 則需對(duì)零件作具體分析∑匝椋　　旋轉(zhuǎn)開關(guān)手柄凹模型腔與凸模型芯決定了塑件的形狀掉伏。應(yīng)用Cim at ron 軟件, 可根據(jù)產(chǎn)品模型特點(diǎn),首先用wo rkp iece 功能在旋轉(zhuǎn)開關(guān)最大輪廓尺寸生成一型腔坯件(此處為長(zhǎng)方體) , 然后利用separate功能自動(dòng)為用戶產(chǎn)生分模線, 再采用一定的方式根據(jù)已有的分模線生成所需的分模面。最后把型芯部分和型腔部分分開澳窑。如圖2岖免、圖3。這樣可在短短幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)獲得模具的凸祝遗、凹模, 大大縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

　　3　Cima tron NC 編程及加工仿真

　　Cim at ron NC 編程的工作大致可分為兩個(gè)階段:

　　第一階段為軌跡計(jì)算階段准贯。該階段的功能類似手工編程總基點(diǎn)说拾、節(jié)點(diǎn)和刀具中心軌跡的計(jì)算, 以及工藝過程和工藝參數(shù)的確定。該階段的目標(biāo)程序是通用的, 適用于各種機(jī)床后置處理程序掘防。

　　第二階段為后置處理階段蝗广。該階段包括增量計(jì)算、脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換窿茧、制成數(shù)控代碼等音族。從而將計(jì)算階段目標(biāo)程序給出的數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)及其它有關(guān)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)控裝置的輸入信息算郭。后置處理程序與具體的數(shù)控機(jī)床有關(guān), 控制系統(tǒng)不同, 代碼也不同宇团。利用Cim at ron 軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬加工, 當(dāng)經(jīng)過各種檢驗(yàn)證明符合設(shè)計(jì)要求后, 利用Po st 后置命令自動(dòng)生成加工代碼, 送入加工中心進(jìn)行加工。旋轉(zhuǎn)式開關(guān)手柄模具凸模型芯的模擬加工過程如下:

　　(1) 粗加工循谨。用直徑5 10mm 的平底合金刀, 逐層加工, 每層先斜向進(jìn)刀(傾斜角A= 5°) 逐漸加大切深到規(guī)定值, 再水平進(jìn)行切削加工, 每層切深110mm , 刀具轉(zhuǎn)速n = 500r?m in, 最后留余量015mm 作為半精加工和精加工的切削量纺倍。

　　(2) 半精加工和精加工。選用直徑5 8mm 的球頭合金刀, 做環(huán)繞輪廓切削加工。半精加工留余量0115mm 作為精加工切削量, 開關(guān)手柄所有R2mm圓角可用直徑5 4mm 的球頭合金刀再切削一次來保證讲仰。Cim at ron 可根據(jù)生成的走刀路徑, 利用Sim u2lato r 功能進(jìn)行加工模擬仿真, 精加工仿真模擬慕趴。

　　(3) 自動(dòng)傾角加工。目的是在切削尚未切削到的邊緣材料的加工; 能盡可能低地減少加工誤差; 可選用直徑5 1mm 的球頭合金刀作環(huán)切鄙陡。

　　經(jīng)Sim u lato r 加工仿真后, 滿足要求, 則可利用Po st 功能和給定的參數(shù)生成NC 代碼冕房。

　　該套模具在YCM 2V 85 加工中心機(jī)床上用Cim at ron 生成的NC 代碼加工完成。

　　4　結(jié)束語(yǔ)　　

　　(1)Cim at ron 提供了可靠而直觀的軌跡校驗(yàn)和仿真模擬, 支持每一加工工序成零件?毛坯的比較分析, 并以彩色圖的形式顯示當(dāng)前加工結(jié)果及其余量趁矾“也幔　　

　　(2) 具有強(qiáng)大的可視化加工仿真模擬功能, 使用戶可以檢查加工過程的合理性與正確性, 可以任意剖切與旋轉(zhuǎn)來觀察加工的余量, 以及進(jìn)行加工路線、切削參數(shù)等的定量分析愈魏、加工工時(shí)的估算等觅玻。

　　(3) 當(dāng)用戶每次完成了一個(gè)特定工作中的加工過程定義時(shí), 可把該加工過程存儲(chǔ)成為技術(shù)模板。下一次若有加工工藝相似的零件要處理時(shí), 刀具軌跡會(huì)有自動(dòng)生成, 大大節(jié)約時(shí)間培漏。

　　(4)Cim at ron 軟件允許用戶在任何時(shí)間檢查實(shí)際的毛坯余量, 進(jìn)行刀具軌跡優(yōu)化, 包括去除空走刀溪厘、自動(dòng)調(diào)整進(jìn)給率, 去除尖角等。另外還提供了靈活方便的軌跡編程牌柄。

　　(5) 結(jié)果表明, 在模具制造中使用Cim at ron 軟件大大縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期, 利于生產(chǎn)畸悬。

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