優(yōu)職模具
[模具設(shè)計(jì)] [數(shù)控機(jī)床]
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教的好點(diǎn)的cnc編程培訓(xùn)培 入門到精通 推薦優(yōu)職
教的好點(diǎn)的cnc編程培訓(xùn)培 入門到精通 推薦優(yōu)職
504 2020-02-24
優(yōu)職培訓(xùn)模式:所有培訓(xùn)課程均采用工廠一線的實(shí)例教學(xué)進(jìn)行,人手一臺(tái)電腦,全日制強(qiáng)化訓(xùn)練。同時(shí)緊緊圍繞各種實(shí)例,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與加工的過(guò)程進(jìn)行訓(xùn)練,不單學(xué)習(xí)理論和電腦軟件的操作,更注重設(shè)計(jì)和加工思路、經(jīng)驗(yàn)、技巧的學(xué)習(xí),以確保學(xué)員畢業(yè)后能夠真正熟練掌握所學(xué)知識(shí),并可獨(dú)立勝任模具設(shè)計(jì)、模具跟進(jìn)等工作,只要按照老師的進(jìn)度走,上課認(rèn)真學(xué)習(xí)下課認(rèn)真練習(xí),優(yōu)職模具培訓(xùn)學(xué)完畢業(yè)后你的技術(shù)達(dá)到工廠經(jīng)驗(yàn)水平。
不僅提高了我們工作的速度,并且效率也隨之有了提高。
高速加工及PowerMILL軟件中的創(chuàng)新思想淺析
| 一、前言 高速加工切削系統(tǒng)主要由高速切削的高速加工中心、高性能的刀具夾持系統(tǒng)、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM軟件系統(tǒng),因此說(shuō)高速加工是一項(xiàng)龐大的工程。 高速加工設(shè)備的大量應(yīng)用,對(duì)編程系統(tǒng)的要求越來(lái)越高,價(jià)格昂貴的高速加工設(shè)備對(duì)軟件提出的更高的要求--安全性、有效性。高速加工走刀速度是常規(guī)加工的10倍或更高,任何編程過(guò)程的失誤如過(guò)切、干擾、碰撞等都會(huì)造成非常嚴(yán)重的事故,而且由于高速運(yùn)動(dòng),無(wú)法靠人工急停來(lái)預(yù)防,高速加工設(shè)備是非常貴重的設(shè)備,任何意外事故都會(huì)給企業(yè)造成不可估量的損失,需要CAM系統(tǒng)必須具備全自動(dòng)的(而不能是半自動(dòng)或人工的)防過(guò)切,防碰撞功能,確保NC指令的安全性,是對(duì)高速加工設(shè)備提出的一個(gè)基本要求。另外要保證刀具路徑的光滑平穩(wěn),來(lái)確保零件加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等部件的壽命,以及刀具在切削過(guò)程中載荷均勻性。 二、高速加工的加工方式 POWERMILL是基于知識(shí)、基于工藝特征的、有多種獨(dú)有加工方式、全程防過(guò)切、適用于高速加工的一款智能化CAM系統(tǒng)。本文從高速加工所要求的各項(xiàng)條件及POWERMILL適合高速加工的功能、安全防護(hù)措施來(lái)展開討論。高速加工一般可分為:以去除余量為目的的粗加工、殘留粗加工及以獲取高質(zhì)量的加工表面及細(xì)微結(jié)構(gòu)為目的的半精加工,精加工、鏡面加工等 1. 粗加工 高速加工的粗加工所應(yīng)采取的工藝方案是:高切削速度、高進(jìn)給率和小切削量的組合,POWERMILL的粗加工(區(qū)域清除)盡可能地保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定,減少任何切削方向的突然變化,從而減少切削速度的降低,并且盡量采取順銑的加工方式。 POWERMILL粗加工中的賽車線加工方式,是本人綜觀多種加工軟件中所獨(dú)有的一種極為適合高速加工原理的加工方式,其基本原理(如圖1):把刀具路徑看成賽車在跑道內(nèi)高速行駛,賽車可以偏離跑道的中心,從而產(chǎn)生類似于賽車在跑道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路徑,賽車可以在不失速率的情況下來(lái)轉(zhuǎn)彎。增加了刀路運(yùn)動(dòng)的光滑性、平衡性,避免刀路突然轉(zhuǎn)向,頻繁的切入切出所造成的沖擊。圖2是用POWERMILL的賽車線粗加工方式產(chǎn)生的單層刀具路徑。殘留粗加工也是只有部分CAM所擁有的一個(gè)高級(jí)加工功能,POWERMILL能自動(dòng)識(shí)別上一刀的殘留量,對(duì)零件進(jìn)一步進(jìn)行殘留粗加工及對(duì)上次粗切的優(yōu)化功能。上刀粗切中,由于零件存在非平面區(qū)域,那么就會(huì)留有臺(tái)階,使殘留余量不盡均勻,系統(tǒng)可以判別然后在層間切削,盡可能使余量保持均勻,進(jìn)而生成優(yōu)化的粗加工刀具路徑,讓你得到的是沒有空走刀的刀具路徑,深色路徑為殘留粗加工刀具路徑。 POWERMILL粗加工中另外一個(gè)特有加工功能,自動(dòng)擺線加工選項(xiàng),擺線加工(圖4)是利用刀具沿一滾動(dòng)的圓的運(yùn)動(dòng)來(lái)逐次、逐層對(duì)零件表面進(jìn)行高速、高效、小切量的切削,以前對(duì)高速加工的要求是,必須保證使用比傳統(tǒng)加工方法小的行距和下切步距。最新切削刀具技術(shù)和CAM技術(shù)的發(fā)展,使得下切步距大小不再受到限制,采用擺線加工方式可可在高速加工中采取大下切步距,擺線加工還能減少全刀寬切削,并且其產(chǎn)生的刀具路徑始終是光滑、平穩(wěn)的,POWERMILL的智能余量識(shí)別功能,能在大加工量、全刀寬、拐角等區(qū)域自動(dòng)判定,自動(dòng)采用擺線加工方式。從而使擺線加工方式在大余量的粗加工中得以應(yīng)用。圖5是用粗加工中擺線加工選項(xiàng)生成的刀具路徑。 Powermill粗加工中的區(qū)域過(guò)濾選項(xiàng)也是僅部分CAM軟件所擁有的高級(jí)加工功能,亦即對(duì)于不具備中心切削能力的刀具,基于知識(shí)、基于工藝特征的POWERMILL系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)過(guò)濾掉刀具盲區(qū)干涉的區(qū)域的粗加工路徑,而避免事故的發(fā)生。另外Powermill粗加工的連接方式:螺旋下刀、之字形下刀、沿輪廓斜向下刀都非常適合高速加工的加工要求,編程時(shí)可以選用,盡可能避免直接下刀。另外粗加工中,必須使用偏置加工策略,而不是使用傳統(tǒng)的平行加工策略。在可能的情況下,都應(yīng)從工件的中心開始向外加工,以盡量減少全刀寬切削。 2. 精加工 精加工的基本要求是要獲得很高的精度、光滑的零件表面質(zhì)量,輕松實(shí)現(xiàn)精細(xì)區(qū)域的加工,如:小的圓角(小于1mm),小的溝漕等,高速加工的出現(xiàn)是一場(chǎng)制造行業(yè)的革命,可以使諸如要使用耗時(shí)的放電加工工藝,完全在高速加工中心上完成,淬硬材料在高速加工中心上能夠獲得十分高的表面質(zhì)量(R0.4)等,使得傳統(tǒng)工藝工藝人員必須重新考慮工藝。如果要獲得高的表面質(zhì)量,切入和切出工件時(shí),無(wú)論是粗加工還是精加工,都應(yīng)使用使用圓弧切入和切出方法來(lái)切入或離開工件。應(yīng)盡量避免垂直下刀,直接接近零件表面,因?yàn)檫@樣會(huì)降低切削速度,同時(shí)會(huì)在零件表面上留下很多刀痕POWERMILL的豐富切入切出及連接方式極大限度的滿足了高速加工的要求,特別在精加工中一定采用切入切出工藝方案。同時(shí)POWERMILL是一款精加工策略非常豐富的CAM系統(tǒng)(如圖6) 對(duì)許多形狀來(lái)說(shuō),精加工最有效的策略是使用三維螺旋策略(如圖7)。使用這種策略可避免使用平行策略和偏置精加工策略中會(huì)出現(xiàn)的頻繁的方向改變,從而提高加工速度,減少刀具磨損。這個(gè)策略可以在很少抬刀的情況下生成連續(xù)光滑的刀具路徑 傳統(tǒng)的等高加工方式是眾多CAM軟件普遍采用的一種加工方式,POWERMILL在此經(jīng)典加工方式上做的創(chuàng)新讓人耳目一新: (1) 螺旋等高,也就是在加工區(qū)域僅一次進(jìn)刀,在不抬刀的情況下生成連續(xù)光滑的刀具路徑(圖8),進(jìn)、退刀方式采用圓弧切入切出,螺旋等高方式的特點(diǎn)是,沒有等高層之間的刀路移動(dòng),避免頻繁抬刀、進(jìn)刀對(duì)零件表面質(zhì)量的影響及機(jī)械設(shè)備不必要的耗損。 (2) 等粗糙度等高加工,可謂獨(dú)具特色的一種加工方式, 一改其它CAM軟件的單一等Z軸方式,智能識(shí)別、智能轉(zhuǎn)換、將大幅提高曲面加工質(zhì)量,刀路的優(yōu)化,將大幅減少加工時(shí)間。 (3) 最佳等高:最佳等高方式同樣是非常適合高速加工的一種加工方法,POWERMILL系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)利用區(qū)域分析算法對(duì)陡峭和平坦區(qū)域分別處理,計(jì)算適合等高及適合使用類似3D偏置的區(qū)域,并且同時(shí)可以使用螺旋方式,在很少抬刀的情況下生成優(yōu)化的刀具路徑(圖9),獲得更好的表面質(zhì)量。 (4) 傳統(tǒng)的等高方式,仍然不失為一種非常好的加工方式,在高速加工中運(yùn)用,一定要采取,圓弧切入切出連接方式,以及尖角圓弧過(guò)渡。禁止使用直接下刀的連接方式來(lái)生成高速加工的程序(圖10)。Powermill的清根功能是筆者接觸的CAM軟件中方式最多、安全性最好、考慮最周到的CAM 軟件之一 (1) 自動(dòng)清根:基于模型余量特征的多道往復(fù)自動(dòng)清根,POWERMILL系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)利用區(qū)域分析算法對(duì)陡峭和平坦區(qū)域分別處理,并根據(jù)加工工藝自動(dòng)采用在陡峭拐角采用等高的方式來(lái)生成刀具路徑,平坦區(qū)域產(chǎn)生沿著的刀具路徑,并且沿根方向全自動(dòng)從外向內(nèi)往復(fù)加工,確保余量均勻,保證刀具路徑的自然光滑、平穩(wěn)、載荷均勻(圖12) (2)殘余量清根加工:系統(tǒng)自動(dòng)比較上次加工與原模型自動(dòng)找出殘余量邊界,除單筆清根外,其余清根方式都可利用殘余量清根選項(xiàng),由外向內(nèi)的3D offest方式完成清根及殘余區(qū)域加工,盡可能地減少人工修復(fù)。 如果用戶擁有5軸高速加工中心,3+2軸加工(五面體加工)及五軸聯(lián)動(dòng)加工功能 那么你就可以在使用球型刀具時(shí),采用前傾側(cè)傾,來(lái)避免線速度非常低的刀尖參加切削。 高速加工時(shí)對(duì)于大型平坦表面,如汽車覆蓋件模具為了保證切削線速度,在工藝上需要刀具固定擺角加工,以保證好的表面質(zhì)量。 三、干涉檢查及后編輯: 在編程過(guò)程中,你可以用你要用于加工的實(shí)際刀具長(zhǎng)度,刀夾尺寸進(jìn)行干涉檢查,系統(tǒng)可以根據(jù)你的設(shè)置快速檢查刀具、刀柄、夾具是否干涉,實(shí)際加工過(guò)程中刀具、刀柄、夾具的干涉碰撞是操作者最為擔(dān)心的問(wèn)題,PowerMILL提供精確的刀具、刀柄、夾具的干涉檢查,自動(dòng)截掉發(fā)生碰撞的刀具路徑與指令,并可以給出不發(fā)生碰撞的最短夾刀長(zhǎng)度,指導(dǎo)操作者最優(yōu)化備刀準(zhǔn)備,具有非常實(shí)用的意義。用高速加工狀態(tài)下,完全避免過(guò)切和刀具夾持碰撞檢查更加重要,因?yàn)槿魏芜@樣的損壞都將更加嚴(yán)重。高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度使操作者在加工中發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題都無(wú)法停機(jī),因而加工前一定要用ViewMILL 檢查刀具加工路徑及仿真檢查進(jìn)行結(jié)果校驗(yàn) 高速加工狀態(tài)下,刀具碰撞和過(guò)切問(wèn)題顯得更加嚴(yán)重。PowerMILL 的刀具夾持碰撞檢查和過(guò)切避免功能消除了NC 程序員對(duì)此的憂慮。 四、切削速度的優(yōu)化高速控制器具有NURBS 選項(xiàng) 使用PS-Optifeed優(yōu)化F值,系統(tǒng)可以根據(jù)生成刀具路徑在切削時(shí)的切削量的變化,自動(dòng)進(jìn)行速度優(yōu)化處理,也就是說(shuō)在切削量小的地方加快切削速度,而在加工余量大的地方增加切削速度,從而縮短加工時(shí)間,提高了工作效率,減少刀具的損壞,延長(zhǎng)刀具的壽命,保證了機(jī)床和刀具需要的切削載荷的更小變化,提高精加工的表面質(zhì)量,圖13是優(yōu)化F值的過(guò)程,圖14是優(yōu)化F值后,切削時(shí)切削速度根據(jù)余量的變化曲線 五、高速控制器具有NURBS 選項(xiàng) 最新的高速控制器具有NURBS 選項(xiàng),從而允許用一系列曲線運(yùn)動(dòng)而不是大量的短的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行精加工。這樣過(guò)程控制不再是速度瓶頸,因而加工速度就更加提高。由于每一段NURBS 運(yùn)動(dòng)更長(zhǎng),機(jī)床控制器能向前看得更遠(yuǎn),這樣,使得路徑設(shè)計(jì)和進(jìn)給速率設(shè)置更加智能化。同時(shí),使用曲線路徑比使用一系列直線路徑有更少的速度調(diào)整如減少,減速。產(chǎn)生更適合高速加工的NURBS曲線控制代碼。六、結(jié)束語(yǔ): 筆者對(duì)高速加工的理解,以及在實(shí)際工作中的一些經(jīng)驗(yàn),個(gè)人認(rèn)為高速加工的程序的安全性是首要的,筆者在前面已經(jīng)多次談到,因此選擇智能化的CAM系統(tǒng)也是必須的,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的CAM系統(tǒng)一般都是面向局部的加工方式,靠操作者指定過(guò)切控制面或形體,采用人工或半自動(dòng)的方式防過(guò)切處理,而不是全自動(dòng)的過(guò)切防護(hù),操作者的精神壓力極大,受到情緒、責(zé)任心等方面人為因素的影響,無(wú)法從根本上杜絕錯(cuò)誤的發(fā)生,具有發(fā)生嚴(yán)重事故的隱患,因此傳統(tǒng)的CAM系統(tǒng)不合適于高速加工技術(shù)的應(yīng)用。 |
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