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基于CAXA制造工程师的健腹轮内壳动内模的数控加工
2017-05-05 17:13:22  作者:鹿宇凡 胡思梦 蔡红健 肖慧   来源:互联网
  •   CAXA制造工程师是一款高效易学,具有很好工艺性的国产CAD/CAM软件,面向数控加工提供了实体与曲面混合造型、刀具路径生成、仿真加工检验与后置处理等功能。该软件已广泛应用于塑料模、热锻模、压铸模等复杂 ...

  CAXA制造工程师是一款高效易学,具有很好工艺性的国产CAD/CAM软件,面向数控加工提供了实体与曲面混合造型、刀具路径生成、仿真加工检验与后置处理等功能。该软件已广泛应用于塑料模、热锻模、压铸模等复杂模具及汽车、航空等行业,完成精密复杂零件的造型与加工。利用CAXA中生成的NC程序能提高零件的加工质量,缩短加工周期,提高设备利用率。本文针对某机械厂生产的健腹轮内壳动内模,利用CAXA制造工程师,进行数控加工自动编程。

  1 准备动内模零件的模型

  内模又称模仁,一般由定内模和动内模组成,是直接参与成型制品形状的模具零部件,决定着制品的质量,是模具的关键部分,为提高其制造精度与生产效率,通常采用数控铣削与电加工。为缩短内模的设计周期,减少设计成本,可借助Creo模具型腔设计模块进行设计,然后生成工程文件“*.dwg”,导入到AutoCAD中标注尺寸、粗糙度等技术要求,完善后的动内模零件图见图1。由于CAXA制造工程师不能直接读取Creo中生成的三维实体“*.prt”文件,因此需要将Creo环境中的动内模实体文件“lower_mold.prt”保存为副本“lower_m old.igs”,见图2。在CAXA中打开转换后的文件,模型的坐标原点在分型面上对称中心点处,离已加工毛坯上表面20mm,模型的Y轴是数控铣床的Z轴,如图3所示。为符合数控编程及加工的要求,需要坐标变换。这点可通过布尔运算翻转零件的方法或创建坐标系来实现。前者由于需要转换成“*.x_T”文件,且只能支持实体模型的布尔运算,受到一定限制,实际操作繁琐,而后者的应用范围不受实体与曲面的限制,且简单易行,因此选择直接创建坐标系的方法实现坐标变换。以点(0,20,0)为一端点,绘制三条相互垂直的直线,作为新坐标系的三根轴线,再点击“工具”菜单下“坐标系”→“创建坐标系”,选择“两相交直线”方式,按照左下角提示,选择新坐标轴的X、Y轴及两轴的正向,输入新坐标系名称“user”,完成坐标系的创建,在“轨迹管理”树的“坐标系”中增加了用户坐标系“user”,如图4所示。

  

图1 健腹轮内壳动内模零件图

  图1 健腹轮内壳动内模零件图

  

图2 文件的转换

  图2 文件的转换

  

图3 转换后的文件

  图3 转换后的文件

  

图4 创建用户坐标系

  图4 创建用户坐标系

  2 设置动内模零件的毛坯

  打开“轨迹管理”树的“毛坯”,弹出“毛坯定义”对话框,将毛坯尺寸修改成290mm*290mm*80mm,完成动内模零件的毛坯设置,如图5所示。

  

图5 动内模零件的毛坯

  图5 动内模零件的毛坯

  3 生成刀具轨迹

  顶杆、复位杆的通过孔加工可在动内模与动模板安装后配作,左侧凸字形通孔用于安装动模小型芯,因拐角处圆角尺寸较小,可采用线切割电加工。因此动内模上表面的数控加工刀具轨迹包括铣分型面A、前后两个凸台B、凸台定位平面C、中心型芯通过孔D、回形槽E、型腔F、钻安装小型芯的工艺孔G,如图1中立体图所示。用逆铣方式粗加工各表面,用顺铣方式精加工各表面。采用平面区域粗加工方式粗、精铣分型面A,采用等高线粗加工方式粗铣前后凸台B及其定位面C和中心型芯通过孔D,而精铣平面C时采用平面精加工方式,精铣中心型芯通过孔D时采用平面轮廓精加工方式,精铣曲面B时采用扫描线精加工方式。粗铣回形槽E时采用平面区域粗加工方式,精铣时采用平面轮廓精加工方式。由于回形槽轮廓的斜度不一致,上段为0°,下段为45°,而岛屿的拔模斜度均为5°,如图1中主视图所示。因此粗铣回形槽和精铣其轮廓时都应分成两个步骤,而精铣回形槽岛屿时仅需一个步骤即可。另外,粗铣型腔F时采用等高线粗加工方式,精铣时则采用三维偏置加工方式。最后采用啄式钻孔方式加工安装小型芯的工艺孔G。生成的刀具轨迹共14条,如图6所示。选中所有的刀具轨迹进行实体仿真加工,其结果如图7所示。

  

图6 刀具轨迹

  图6 刀具轨迹

  

图7 实体仿真加工结果

  图7 实体仿真加工结果

  4 后置处理与实际加工

  刀具轨迹生成后还要进行后置处理,生成数控加工程序。由于加工设备采用现有的NV850型数控铣床,数控系统为FANUC Series oi-MC,因此选择f'anuc数控系统。为了减少程序占用的存储空问,还需后置设置,在“行号设置”中取消“输出行号”,在“输出设置”中“指令分隔符”选择“无”。然后生成G代码。考虑到实际数控系统的编程特点,还需适当修改该数控程序,并且保存为机床能够识别的*.nc格式文件,修改后粗铣分型面A的部分G代码如图8所示。以此类推,生成其余刀具路径的NC代码,依次传输到数控铣床进行实际加工。数控铣削完成后还需对左侧凸字形通孔进行线切割电加工,完成后的实物如图9所示,经检测,各项指标均符合要求。

  

图8 粗铣分型面A的G代码

  图8 粗铣分型面A的G代码

  

图9 实际加工后的动内模

  图9 实际加工后的动内模

  5 结语

  本文针对在Creo中生成的健腹轮内壳动内模实体模型,通过文件转换,导入CAXA制造工程师,选用多种加工方式,生成数控加工刀具轨迹,通过仿真加工和后置处理,生成G代码,经简单修改后传输至数控铣床,完成零件的加工。利用CAXA进行数控加工自动编程,其加工方式灵活多样,仿真速度快,结果直观,后置处理方便快捷,生成的NC程序高效准确,从而提高了编程效率,大大缩短了加工周期。该加工方法还可运用到其他零件的加工,为数控工艺员加工复杂零件提供了参考依据。



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