模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備怕膛，涉及了機(jī)械庶溶、汽車朴上、輕工垒棋、電子卒煞、化工、冶金叼架、建材等各個(gè)行業(yè)畔裕，應(yīng)用范圍十分廣泛，可以說(shuō)現(xiàn)代社會(huì)乖订，每一個(gè)人的生活均與模具息息相關(guān)柴钻，故常說(shuō)模具乃“工業(yè)之母”。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展垢粮，以及人們對(duì)產(chǎn)品功能需求的增加淫蜕，審美觀的提升,以及產(chǎn)品周期的縮短,這些都要求現(xiàn)代模具加工企業(yè)走高精尖路線,保持企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,在社會(huì)的大潮流中立于不敗之地.當(dāng)前塑料模具正朝著大型化、復(fù)雜化抬奠、精密化的方向發(fā)展,這就對(duì)模具的設(shè)計(jì)者和加工者提出了更高的要求,不但要能加工出需要的產(chǎn)品,還要快速肩检、安全、高質(zhì)量的加工出所需要的產(chǎn)品蚓绞。在這里,筆者也推薦英國(guó)DELCAM公司的PowerMILL軟件泉疆。

英國(guó)DELCAM公司是世界上最早致力于高速高效加工工藝及CAD/CAM相應(yīng)技術(shù)研究的專業(yè)CAD/CAM集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商之一,該公司也是世界上唯一一家擁有自己的大型模具加工車間的CAD/CAM軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商.PowerMILL是其一款獨(dú)立的、基于知識(shí)的專業(yè)三維加工軟件,它易學(xué)易用,計(jì)算速度快,完全無(wú)過(guò)切,一直被業(yè)界評(píng)為最優(yōu)秀的高速高效加工軟件之一.

筆者使用英國(guó)DELCAM公司的PowerMILL軟件從事模具加工行業(yè)多年,在這片文章中,主要介紹一些PowerMILL在現(xiàn)代模具加工過(guò)程中的一些高速雌吱、高效滑攘、安全等功能特點(diǎn),提升現(xiàn)代模具加工的品質(zhì),縮短加工的時(shí)間,節(jié)省刀具的成本,提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力.

加工安全性的提升

任何加工,安全性要擺在第一位,PowerMILL中提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)安全碰撞及過(guò)切檢查,保證了我們編程的準(zhǔn)確性,不但可以檢查刀具的碰撞,還可以檢查刀頭夾持與工作臺(tái)的干涉.

圖一

如圖一,在PowerMILL中,每一個(gè)加工策略中都包含有自動(dòng)碰撞檢查的選項(xiàng),不但可以檢查刀柄的碰撞,還可以檢查刀具的夾持碰撞,保證了我們編程的準(zhǔn)確性和加工的安全性.同時(shí),不但可以與原來(lái)的零件特征對(duì)比檢查碰撞,而且可以與前一條程式加工過(guò)后的殘留特征進(jìn)行比對(duì)干涉情況,真實(shí)顯現(xiàn)實(shí)際加工的狀態(tài)情況.同時(shí),每一條刀路計(jì)算完成后,PowerMILL還以不同的圖標(biāo)顯示我們當(dāng)前的刀路狀況,如下圖二:

圖二  

圖三

當(dāng)然,PowerMILL還提供了智能化的干涉碰撞檢查,如圖三不但可以告訴我們,發(fā)生碰撞的位置,是何種類型的碰撞,還給予我們提示,為了避免碰撞,所需要的最小刃長(zhǎng)和最小裝刀長(zhǎng).做過(guò)加工的都清楚,加工時(shí),同樣的刀具,刀具越短,成本越小,同時(shí)還可以減小刀具加工過(guò)程中的震動(dòng),延長(zhǎng)刀具的壽命,提高模具加工的質(zhì)量.

當(dāng)然,PowerMILL還提供了全機(jī)床仿真,在PowerMILL中,我們可以根據(jù)客戶的機(jī)床尺寸,1:1的尺寸設(shè)置在PowerMILL軟件中,在編程軟件中,可以直接模擬實(shí)際機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),最大程度的保證編程及選刀的準(zhǔn)確性.不但如此,PowerMILL中還提供了機(jī)床碰撞檢查設(shè)置選項(xiàng),保證了碰撞檢查功能的更加準(zhǔn)確可靠.現(xiàn)在可以設(shè)置一碰撞檢查的間隙距離,這樣當(dāng)機(jī)床部件和零件間的間隙在設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí),部件突出顯示黃色示警,萬(wàn)一有碰撞,將出現(xiàn)碰撞的位置顯示為紅色,給予強(qiáng)烈提示.同時(shí),PowerMILL提供了碰撞列表,使編程人員輕松判斷出碰撞點(diǎn)在刀路中的位置,最大程度的提高了編程和實(shí)際加工的安全性.如圖四

圖四

高速、高效切削效率的提升

高速盼蝴、高效的切削加工,極大的提高了模具的加工速度,減少了加工工序,縮短甚至消除了耗時(shí)的鉗工修復(fù)工作,大大縮短模具的生產(chǎn)周期.高速切削加工并不是簡(jiǎn)單的使用現(xiàn)有刀具路徑,通過(guò)提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率去實(shí)現(xiàn).其基本出發(fā)點(diǎn)是高速低負(fù)荷狀態(tài)下的切削可較低速高負(fù)荷狀態(tài)下切削更快地切除材料.如果使用了不適當(dāng)?shù)募庸げ呗?輕則會(huì)導(dǎo)致刀具崩刃或者斷裂,降低刀具壽命,重則導(dǎo)致機(jī)床主軸的損傷等可怕的結(jié)果.

PowerMILL中的賽車道加工(Race Line Maching),是Delcam推出的一項(xiàng)專利高速加工方式,它模擬了賽車的原理,最大化地消除了刀具路徑中的尖銳拐角,使刀路更加光順,使刀具負(fù)荷更加穩(wěn)定,減小任何切削方向的突然變化,改善加工的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高速加工的效果.如圖五所示,賽車道粗加工和傳統(tǒng)粗加工的區(qū)別

自動(dòng)擺線粗加工是DELCAM推出的另一種高速加工方式,如圖六所示,在輪廓區(qū)域,走繞輪廓加工,而遇到狹窄槽區(qū)域,可能導(dǎo)致刀具滿刀寬切削,刀具負(fù)載會(huì)過(guò)大,PowerMILL會(huì)自動(dòng)采用擺線加工,可顯著提高加工效率,延長(zhǎng)刀具壽命,減輕對(duì)機(jī)床主軸的沖擊.

而所有這些,均存在于PowerMILL的粗加工策略中,方便用戶控制.如圖七所示.

圖五

圖六

圖七

在精加工策略中, 如平行精加工,在刀具路徑的尖角處采用圓角的光順處理,可顯著提高加工效率,延長(zhǎng)刀具的壽命, 減輕對(duì)機(jī)床主軸的沖擊,如圖八所示

圖八

旋風(fēng)銑,是DELCAM公司推出的一項(xiàng)新的高速高效的粗加工專利技術(shù),國(guó)際專利號(hào)為1121277.6.它采用整體的硬質(zhì)合金刀具,以恒定的切削角度切入材料,保持刀具的恒定負(fù)載,以恒定的進(jìn)給率,多達(dá)2-3倍刀具直徑的步進(jìn)值進(jìn)行切削加工,效率可以提升多達(dá)60%

如圖九所示,傳統(tǒng)銑削刀路與旋風(fēng)銑的刀路,從刀路中我們就可以看出來(lái),兩者刀路的差別.

傳統(tǒng)銑削刀路,因在拐角處刀具切入角太大,很易造成滿刀寬切削,導(dǎo)致刀具崩刃甚至斷刀的風(fēng)險(xiǎn),而采用旋風(fēng)銑,因切入角相同恒定,導(dǎo)致刀具負(fù)載一直恒定,則不會(huì)出現(xiàn)這種狀況.

圖九 傳統(tǒng)銑削刀路和旋風(fēng)銑銑削刀路

下面是我們?cè)?jīng)切削過(guò)的一個(gè)實(shí)際工件及我們所有采用的切削參數(shù),如圖十所示,加工一個(gè)150X150X80的不銹鋼工件,采用12mm的刀具,切深可以達(dá)到24mm,僅僅用時(shí)28分鐘就加工完畢,比傳統(tǒng)加工方式節(jié)省了67%的時(shí)間

圖十 旋風(fēng)銑加工

如圖十一,是我們加工的一個(gè)工件以及加工出來(lái)的廢屑的照片,從照片中的廢屑,我們就可以看到,PowerMILL中的旋風(fēng)銑策略,每一刀切除的廢屑幾乎都是均勻的,即刀具在任何地方的切削負(fù)載都是一樣的,不會(huì)出現(xiàn)有的地方刀具受力大,有的地方受力小的問(wèn)題,從而大大提升刀具的壽命,節(jié)省加工時(shí)間.

圖十一

加工表面質(zhì)量的提升

PowerMILL提供了一系列的先進(jìn)的加工路徑策略,確保了零件加工的表面質(zhì)量.

如上面的圖十二螺旋等高及圖十三中等的螺旋三維偏置,此兩種策略,減少了刀具加工過(guò)程中的進(jìn)退刀,保證了一次進(jìn)刀和一次退刀,避免了刀具在零件的切削表面留下進(jìn)退刀痕,同時(shí)減少了提刀次數(shù),縮短了無(wú)效的刀具移動(dòng)軌跡,減少了刀具的損壞幾率,保證了刀具的負(fù)載穩(wěn)定,從而提高了表面的加工質(zhì)量,最大限度的減少了精加工后手動(dòng)打磨的工作.

當(dāng)然,這里只是列舉了PowerMILL的部分功能,還有很多功能可以提升我們編程的空程移動(dòng),計(jì)算速度等等,這里就不在一一列舉了.

PowerMILL作為一款高速超璧、高效、安全卖织、智能的編程軟件,已經(jīng)得到了客戶的廣泛認(rèn)可和使用,正像丹麥專業(yè)工模具制造廠使用PowerMILL,給予的評(píng)價(jià)一樣,如下:

丹麥專業(yè)工模具制造廠 Aarestrup Vaerktoejs- og Maskinfabrik (AA-VM) 使用 Delcam PowerMILL 系統(tǒng)對(duì)新引進(jìn)的5軸 FPT Dino 加工中心進(jìn)行加工編程嘴缓，主要針對(duì)大型復(fù)雜模具5軸加工編程,極大提高了大型高度復(fù)雜形狀零件的加工精度和效率。

Aage Andersen 是一家具有30多年歷史的專業(yè)模具制造廠家萤晴，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展吐句，Aage Andersen 現(xiàn)在已具備獨(dú)立的模具開(kāi)發(fā)、制造能力店读，尤其擅長(zhǎng)于鑄塑模嗦枢、吹塑模和鍛壓成型模的制造，具有多臺(tái)CNC銑床以及多臺(tái)EDM加工機(jī)床和車床屯断。

圖十四

引進(jìn)的這臺(tái)5軸加工中心體積十分碩大文虏，可加工尺寸達(dá) 3,000 x 1,600 x 800 mm的零件。這臺(tái)機(jī)床支持5軸仿真加工裹纳，從而可保證安全择葡、快速、高精度地加工復(fù)雜形狀零件。

引進(jìn)新的機(jī)床后敏储，AA-VM馬上意識(shí)到舊的CAM加工編程系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足新機(jī)床的需要阻星，無(wú)法全面發(fā)揮新機(jī)床的功能，需要升級(jí)他們已有的CAM軟件已添。為此 AA-VM 考察了多個(gè)CAM加工編程系統(tǒng)妥箕，最后選取了PowerMILL 作為他們新的5軸加工中心的編程系統(tǒng)。AA-VM 總經(jīng)理 Andersen 先生說(shuō)：  "之所以在眾多軟件考察后選取了 PowerMILL鹰觅，那是因?yàn)镻owerMILL對(duì)我們來(lái)說(shuō)是最佳的解決方案涮婿。” 他強(qiáng)調(diào)到："我們對(duì)軟件十分滿意田蝠，Delcam丹麥公司為我們提供了非常專業(yè)的服務(wù)并和我們建立起了十分良好的合作伙伴關(guān)系掠佛。同時(shí)，Delcam 英國(guó)總部的專家們也在需要的時(shí)候能夠及時(shí)為我們提供快速权塑、高效的服務(wù)蔽碘。”

PowerMILL的高速托茅、高效武慨、安全、智能层焚、易學(xué)易用等功能特點(diǎn),節(jié)省編程及加工時(shí)間,提高加工效率,節(jié)省加工成本,大大推動(dòng)模具加工產(chǎn)業(yè)向更高精尖的方向大步邁進(jìn).

（Delcam China 樊鐵錘）

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