UG等高切削在模具上的应用

时间:2016年04月27日

模具是目前应用CAD/CAM最普遍和最先进的行业之一。在模具加工中,为了使数据能够在数控加工机床上应用,必然要用到CAM编程。目前比较流行的CAM软件有UG,Cimatron,MasterCAM,DELCAM powerMILL,EDGECAM,HZS space-E等。

在UG的发展过程中,CAM一直是加工业者最可靠的工作伙伴。它不仅提供可靠、精确的刀具路径,更让NC程序设计师可以随心所欲地设计出心目中最有效的加工程序。CIMdata的调查报告指出,EDS UG被视为所有CAM软体供应商中最强大的竞争者。

UG CAM有下列几个特点:

(1)提供可靠、精确的刀具路径。

(2)能直接在曲面及实体上加工。

(3)良好的使用者界面,允许使用者能依工作上的需要,定制使用者界面,不仅能提高作业效率,同时能有效使用及保存公司的Know-How。

(4)提供多样性的加工方式,方便NC程序设计师设计各种高效率的刀具路径。

(5)提供完整的刀具库及加工参数库管理功能,使新进人员能充分利用资深人员的经验,设计优良的刀具路径。

(6)提供泛用型后处理功能,产生各NC加工机床适用的NC程式。

UG CAM包含二轴到五轴铣削、线切割、大型刀具库管理、实体模拟切削及泛用型后处理器等功能。本文将介绍三轴铣削中等高切削在模具加工上的应用。

等高切削

等高切削在模具加工上,主要用于需要刀具受力均匀的加工条件下。应用等高切削可以完成数控加工中80%的工作量。例如粗加工时,一般刀具受力极大,因此等高切削能以控制切深的方式,将刀具受力限制在一个范围内。此外,在中加工或精加工时,如果加工部位太陡、太深、需要延长加长刀刃的情形,由于刀具太长,加工时偏摆太大,往往也需要用等高切削的方式来减少刀具受力。目前最流行的高速切削机床,也是等高切削的使用者。

UG的等高切削功能不仅提供多样化的加工方式,同时允许刀具在整个加工过程中能在均匀的受力状态下实现最快、最好的切削。以下是UG等高切削的特性。

(1)刀具使用没有限制

NC程序设计师可以依照加工机床的性能、毛坯材质、夹持方式以及对切削效率的考虑,自由选用平刀、球刀、圆鼻刀、T型刀等刀具进行等高切削。在计算上,UG利用所选用的刀具,分层沿等加工面计算,所以能产生准确的刀具路径。

(2)自动探测undercut区域

UG能自动探测加工范围内的undercut区域,并自动计算出最佳的刀具路径。用T型刀铣切时,若刀柄与加工面不发生干涉,UG尽可能作最完整的切削。由于用平刀切削,因此在undercut区域,UG产生的刀具路径以刀具不碰到加工面为原则。

(3)提供多样化的刀具路径型式

UG等高切削提供住复式切削、单向切削、螺旋切削、沿边切削及多层沿边切削。其中多层沿边切削可提供高效率的粗毛坯加工路径,也是深陡加工面精加工的良好选择。高速切削机床可利用此功能生成良好的加工路径。多层沿边切削的刀具路径的每一深度上产生3道刀具路径,第一道离成品面3mm,第二道离成品面1mm,第三道则加工在成品面上。

(4)产生刀具受力均匀的加工路径

模具加工时,NC程序设计师或机床操作员往往为了避免NC程序中刀具局部受力过大而造成刀具严重损耗的情形,不得不降低整体路径的进给速率,从而影响了整个加工效率。UG提供多样的进给速率设定方式来解决这个问题。使用者可以设定刀具局部受力的进给率(如第一刀切削,刀具路径往复时刀具路径转角时)。

(5)在不同高度区域设定不同切削深度

为了在加工后能留下均匀的毛坯,同时又不耗费不必要的加工时间,UG可提供使用者按加工工件的形状特性,在不同的高度区域中设定不同的切削深度。在完成多层沿面中加工时,在陡峭区域可设定较大的切削深度,在平缓区域设定较小切削深度。

(6)具有加工素材及成品体的观念

加工素材及成品体的运作,让使用者在不修改CAD模型的情形下,能便利地进行等高粗加工及精加工的计算。对于模具电极及滑块的NC程序制作非常方便。

(7)具有允差切削功能

模具业者所接收的CAD资料,经常是上游所提供的IGES档案。因此加工用的CAD模型的曲面之间常会有间隙及重叠的情形。UG提供允差切削功能,在使用者设定的公差范围内能自动处理曲面间的间隙及重叠,从而产生良好的刀具路径。

(8)在个别加工曲面上,可以设定不同的加工预留量

在模具设计中,由于成品几何形状的规范,往往需要定义不同的壁厚、合模面、靠破面及一般成品面。为了方便NC程序设计师在单一CAD模型上设定NC程序,UG让NC设计师在个别加工曲面上设定不同的预留量(正值及负值),以提高NC程式的设计效率。

(9)提供多种进/退刀方式

UG等高切削提供直线、折线、圆弧等多种进/退刀方式,来满足实际加工的需要。使用者同时能在不同深度区域或加工区域设定不同的预钻孔位置及钻孔深度。UG在进刀时亦能依加工几何形状及刀具定义,自动决定由预钻孔进刀或斜向进刀,以符合实际加工要求。(

 

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