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摘 要:对于零件或模具的编程现在大多采用电脑编程,因为手工编程已经无法将复杂的程序编制出来。所以现在有许多用手工编程的人都学起了电脑编程。本文就是论述了如何合理的使用Master CAM和UG。用Master CAM来简化UG加工时比较复杂的步骤; 用UG来解决Master CAM不容易做到的工艺。而且互用可以简化加工程序,缩短加工时间,还可以有效的提高加工质量。
关键词:数控加工,Master CAM,UG CAD/CAM
一、用CAM软件加工油缸模具
工件的装夹:凸模的装夹一般采用底板固定式装夹,就是在凸模材料的底面手工钻几个和模板上的孔大小和位置要相符的孔(一般为三到四个)。然后在机床上只要装夹模板就可以了,而且切削的时候不会撞到工件。这种装夹方法在加工凸模时是很长用的。凹模的装夹一般采用等高垫块装夹,就是用压板分别压着材料的四个部位,然后用等高垫块分别垫在压板的另一方向,然后用螺母将压板固定起来。
Master CAM和UG在加工中的区别和各自的优点是很多的,这里我只向大家介绍这副图中两个软件的区别和优点。
1.UG本来就是一种功能很强大,而且参数很详细的软件,而Master CAM则不能与它媲美,所以在平面加工时一般则选用UG加工,优点是因为UG有自动干涉体的功能,而Master CAM则没有这种功能。所谓自动干涉体就是把要加工的面选好,在选好你要自定义的坯料和面所在的那个体,这样在生成刀具路径时刀具遇到障碍时则会自动抬刀,不会撞到障碍处,这种系统自动生成的信息称为自动干涉体。有时在加工侧面时,有些夹具过高,这种情况也可采用UG加工,可以选择夹具为干涉体。
2.进刀方式上Master CAM又不如UG。UG有自动智能化进刀方式,它不用直线进刀,而是系统根据所选择的信息采用的最简便且精确的方式,如斜线进刀,螺旋插入式进刀和三维方式进刀等,而Master CAM如果不选择进刀方式,它则自动默认是直线进刀,如果在处理一些复杂工艺时不特别选定进刀点,则很容易撞刀,或是使工件划伤。
3.钻孔。Master CAM由于参数化简单深度随意定,孔位置选定方便,不用UG。
4.曲面加工和型腔加工时Master CAM和UG在功能上还是几乎一样的,在本题上无特殊要求,但在加工复杂而且精度高的面时一般还是要采用UG。
5. 刀具的选择
在模具型腔数控铣削加工中,刀具的选择直接影响着模具零件的加工质量、加工效率和加工成本,因此正确选择刀具有着十分重要的意义。在模具铣削加工中,常用的刀具有平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等。
在模具型腔加工时刀具的选择应遵循以下原则:
1. 根据被加工型面形状选择刀具类型
对于凹形表面,在半精加工和精加工时,应选择球头刀,以得到好的表面质量,但在粗加工时宜选择平端立铣刀或圆角立铣刀,这是因为球头刀切削条件较差;对凸形表面,粗加工时一般选择平端立铣刀或圆角立铣刀,但在精加工时宜选择圆角立铣刀,这是因为圆角铣刀的几何条件比平端立铣刀好;对带脱模斜度的侧面,宜选用锥度铣刀,虽然采用平端立铣刀通过插值也可以加工斜面,但会使加工路径变长而影响加工效率,同时会加大刀具的磨损而影响加工的精度。
2. 根据从大到小的原则选择刀具
模具型腔一般包含有多个类型的曲面,因此在加工时一般不能选择一把刀具完成整个零件的加工。
无论是粗加工还是精加工,应尽可能选择大直径的刀具,因为刀具直径越小,加工路径越长,造成加工效率降低,同时刀具的磨损会造成加工质量的明显差异。
3. 根据型面曲率的大小选择刀具
在精加工时,所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径,尤其是在拐角加工时,应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具并以圆弧插补的方式进行加工,这样可以避免采用直线插补而出现过切现象;在粗加工时,考虑到尽可能采用大直径刀具的原则,一般选择的刀具半径较大,这时需要考虑的是粗加工后所留余量是否会给半精加工或精加工刀具造成过大的切削负荷,因为较大直径的刀具在零件轮廓拐角处会留下更多的余量,这往往是精加工过程中出现切削力的急剧变化而使刀具损坏或栽刀的直接原因。
4. 粗加工时尽可能选择圆角铣刀
一方面圆角铣刀在切削中可以在刀刃与工件接触的0~90°范围内给出比较连续的切削力变化,这不仅对加工质量有利,而且会使刀具寿命大大延长;另一方面,在粗加工时选用圆角铣刀,与球头刀相比具有良好的切削条件,与平端立铣刀相比可以留下较为均匀的精加工余量,
5. 走刀方式和切削方式的确定
走刀方式是指加工过程中刀具轨迹的分布形式。切削方式是指加工时刀具相对工件的运动方式。在数控加工中,切削方式和走刀方式的选择直接影响着模具零件的加工质量和加工效率。其选择原则是根据被加工零件表面的几何特征,在保证加工精度的前提下,使切削时间尽可能短,切削过程中刀具受力平稳。
① 方式
在模具加工中,常用的走刀方式包括单向走刀、往复走刀和环切走刀三种形式,第一种单向走刀方式,在加工中切削方式保持不变,这样可以保证顺铣或逆铣的一致性,但由于增加了提刀和空走刀,切削效率较低。粗加工中,由于切削量较大,一般选用单向走刀,以保证刀具受力均匀和切削过程的稳定性。第二种是往复走刀方式,在加工过程中不提刀进行连续切削,加工效率较高,但逆铣和顺铣交替进行,加工质量较差。一般在粗加工时由于切削量大不宜采用往复走刀,而在半精加工和表面质量要求不高的精加工时可选用往复走刀。第三种是环切走刀方式,其刀具路径由一组封闭的环形曲线组成,加工过程中不提刀,采用顺铣或逆铣切削方式,是型腔加工常用的一种走刀方式。
② 铣削方式
铣削方式的选择直接影响到加工表面质量、刀具耐用度和加工过程的平稳性。在采用圆周铣削时,根据加工余量的大小和表面质量的要求,要合理选用顺铣和逆铣,一般地,粗加工过程中余量较大,应选用逆铣加工方式,以减小机床的震动;精加工时,为达到精度和表面粗糙度的要求,应选择顺铣加工方式。在采用端面铣削时,应根据所加工材料的不同,选用不同的铣削方式,一般地,在加工高硬度的材料时应选用对称铣削;在加工普通碳钢和高强度低合金钢时,应选用不对称逆铣,可以延长刀具的使用寿命,得到较好的工件表面质量;在加工高塑形材料时应选用不对称顺铣,以提高刀具的耐用度。■
参考文献
[1] 王贵明,数控实用技术[M]机械工业出版社,2007.7.
[2] 周建强,冯晋.MasterCAM在零件设计和加工中的应用,扬州职业大学学报,2001.3
[3] 王志平,数控编程与操作[M].北京:高等教育出版社,2003.7
关键词:数控加工,Master CAM,UG CAD/CAM
一、用CAM软件加工油缸模具
工件的装夹:凸模的装夹一般采用底板固定式装夹,就是在凸模材料的底面手工钻几个和模板上的孔大小和位置要相符的孔(一般为三到四个)。然后在机床上只要装夹模板就可以了,而且切削的时候不会撞到工件。这种装夹方法在加工凸模时是很长用的。凹模的装夹一般采用等高垫块装夹,就是用压板分别压着材料的四个部位,然后用等高垫块分别垫在压板的另一方向,然后用螺母将压板固定起来。
Master CAM和UG在加工中的区别和各自的优点是很多的,这里我只向大家介绍这副图中两个软件的区别和优点。
1.UG本来就是一种功能很强大,而且参数很详细的软件,而Master CAM则不能与它媲美,所以在平面加工时一般则选用UG加工,优点是因为UG有自动干涉体的功能,而Master CAM则没有这种功能。所谓自动干涉体就是把要加工的面选好,在选好你要自定义的坯料和面所在的那个体,这样在生成刀具路径时刀具遇到障碍时则会自动抬刀,不会撞到障碍处,这种系统自动生成的信息称为自动干涉体。有时在加工侧面时,有些夹具过高,这种情况也可采用UG加工,可以选择夹具为干涉体。
2.进刀方式上Master CAM又不如UG。UG有自动智能化进刀方式,它不用直线进刀,而是系统根据所选择的信息采用的最简便且精确的方式,如斜线进刀,螺旋插入式进刀和三维方式进刀等,而Master CAM如果不选择进刀方式,它则自动默认是直线进刀,如果在处理一些复杂工艺时不特别选定进刀点,则很容易撞刀,或是使工件划伤。
3.钻孔。Master CAM由于参数化简单深度随意定,孔位置选定方便,不用UG。
4.曲面加工和型腔加工时Master CAM和UG在功能上还是几乎一样的,在本题上无特殊要求,但在加工复杂而且精度高的面时一般还是要采用UG。
5. 刀具的选择
在模具型腔数控铣削加工中,刀具的选择直接影响着模具零件的加工质量、加工效率和加工成本,因此正确选择刀具有着十分重要的意义。在模具铣削加工中,常用的刀具有平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等。
在模具型腔加工时刀具的选择应遵循以下原则:
1. 根据被加工型面形状选择刀具类型
对于凹形表面,在半精加工和精加工时,应选择球头刀,以得到好的表面质量,但在粗加工时宜选择平端立铣刀或圆角立铣刀,这是因为球头刀切削条件较差;对凸形表面,粗加工时一般选择平端立铣刀或圆角立铣刀,但在精加工时宜选择圆角立铣刀,这是因为圆角铣刀的几何条件比平端立铣刀好;对带脱模斜度的侧面,宜选用锥度铣刀,虽然采用平端立铣刀通过插值也可以加工斜面,但会使加工路径变长而影响加工效率,同时会加大刀具的磨损而影响加工的精度。
2. 根据从大到小的原则选择刀具
模具型腔一般包含有多个类型的曲面,因此在加工时一般不能选择一把刀具完成整个零件的加工。
无论是粗加工还是精加工,应尽可能选择大直径的刀具,因为刀具直径越小,加工路径越长,造成加工效率降低,同时刀具的磨损会造成加工质量的明显差异。
3. 根据型面曲率的大小选择刀具
在精加工时,所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径,尤其是在拐角加工时,应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具并以圆弧插补的方式进行加工,这样可以避免采用直线插补而出现过切现象;在粗加工时,考虑到尽可能采用大直径刀具的原则,一般选择的刀具半径较大,这时需要考虑的是粗加工后所留余量是否会给半精加工或精加工刀具造成过大的切削负荷,因为较大直径的刀具在零件轮廓拐角处会留下更多的余量,这往往是精加工过程中出现切削力的急剧变化而使刀具损坏或栽刀的直接原因。
4. 粗加工时尽可能选择圆角铣刀
一方面圆角铣刀在切削中可以在刀刃与工件接触的0~90°范围内给出比较连续的切削力变化,这不仅对加工质量有利,而且会使刀具寿命大大延长;另一方面,在粗加工时选用圆角铣刀,与球头刀相比具有良好的切削条件,与平端立铣刀相比可以留下较为均匀的精加工余量,
5. 走刀方式和切削方式的确定
走刀方式是指加工过程中刀具轨迹的分布形式。切削方式是指加工时刀具相对工件的运动方式。在数控加工中,切削方式和走刀方式的选择直接影响着模具零件的加工质量和加工效率。其选择原则是根据被加工零件表面的几何特征,在保证加工精度的前提下,使切削时间尽可能短,切削过程中刀具受力平稳。
① 方式
在模具加工中,常用的走刀方式包括单向走刀、往复走刀和环切走刀三种形式,第一种单向走刀方式,在加工中切削方式保持不变,这样可以保证顺铣或逆铣的一致性,但由于增加了提刀和空走刀,切削效率较低。粗加工中,由于切削量较大,一般选用单向走刀,以保证刀具受力均匀和切削过程的稳定性。第二种是往复走刀方式,在加工过程中不提刀进行连续切削,加工效率较高,但逆铣和顺铣交替进行,加工质量较差。一般在粗加工时由于切削量大不宜采用往复走刀,而在半精加工和表面质量要求不高的精加工时可选用往复走刀。第三种是环切走刀方式,其刀具路径由一组封闭的环形曲线组成,加工过程中不提刀,采用顺铣或逆铣切削方式,是型腔加工常用的一种走刀方式。
② 铣削方式
铣削方式的选择直接影响到加工表面质量、刀具耐用度和加工过程的平稳性。在采用圆周铣削时,根据加工余量的大小和表面质量的要求,要合理选用顺铣和逆铣,一般地,粗加工过程中余量较大,应选用逆铣加工方式,以减小机床的震动;精加工时,为达到精度和表面粗糙度的要求,应选择顺铣加工方式。在采用端面铣削时,应根据所加工材料的不同,选用不同的铣削方式,一般地,在加工高硬度的材料时应选用对称铣削;在加工普通碳钢和高强度低合金钢时,应选用不对称逆铣,可以延长刀具的使用寿命,得到较好的工件表面质量;在加工高塑形材料时应选用不对称顺铣,以提高刀具的耐用度。■
参考文献
[1] 王贵明,数控实用技术[M]机械工业出版社,2007.7.
[2] 周建强,冯晋.MasterCAM在零件设计和加工中的应用,扬州职业大学学报,2001.3
[3] 王志平,数控编程与操作[M].北京:高等教育出版社,2003.7