UG编程模具型芯加工方法

1、二二二一年九月十八日二一年九月十八日模模 仁仁 加加 工工 策策 略略編輯整理編輯整理趙樹國趙樹國 2008.12二二二一年九月十八日二一年九月十八日模仁加工策略模仁加工策略審圖與裝夾1圖檔的處理2切削參數設定41-1審圖內容1-2裝夾的考量2-1非NC加工的處理2-2狹小區域封填2-3轉角圓角處理2-4成品面棱線的保護3-1粗加工策略3-2中加工策略3-3精加工策略3-4其它加工4-2切削參數應用4-1切削參數表加工策略應用3二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-1粗加工策略粗加工策略3-2中加工策略中加工策略3-3精加工策略精加工策略3-5其它加工其它加工加 工 策 略 應 用加 工 策

2、 略 應 用1-2粗加工的特點1-3粗加工刀具選用1-4粗加工走刀方式1-5分層粗加工1-6分區域粗加工1-7局部粗加工1-8粗加工注意事項2-1中加工的特點2-2中加工刀具選用2-3中加工路徑分析2-4中加工注意事項3-1精加工特點3-2精加工刀具選用3-3精加工路徑分析3-4精加工注意事項3-5清角及注意事項4-1背部靠肩加工4-2背部灌嘴加工4-3膠口加工4-4字符加工1-1加工整體思路4-5對刀面加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日加 工 策 略 應 用加 工 策 略 應 用3-183-18排氣加工排氣加工3-13-1整體粗銑整體粗銑3-23-2粗銑平面粗銑平面3-33-3二次粗銑

3、二次粗銑3-43-4等高粗銑等高粗銑3-53-5中銑平面中銑平面3-63-6局部粗銑局部粗銑3-73-7整體中銑整體中銑3-83-8中銑清角中銑清角3-93-9局部中銑局部中銑3-103-10局部中清角局部中清角3-113-11精銑平面精銑平面3-123-12整體精銑整體精銑3-133-13精銑清角精銑清角3-143-14局部精銑局部精銑3-153-15局部精清角局部精清角3-163-16流道加工流道加工3-173-17澆口加工澆口加工特點加工詳解注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日加 工 策 略 應 用加 工 策 略 應 用3-183-18排氣加工排氣加工3-13-1整體粗銑整體粗銑

4、3-23-2粗銑平面粗銑平面3-33-3二次粗銑二次粗銑3-43-4等高粗銑等高粗銑3-53-5中銑平面中銑平面3-63-6局部粗銑局部粗銑3-73-7整體中銑整體中銑3-83-8中銑清角中銑清角3-93-9局部中銑局部中銑3-103-10局部中清角局部中清角3-113-11精銑平面精銑平面3-123-12整體精銑整體精銑3-133-13精銑清角精銑清角3-143-14局部精銑局部精銑3-153-15局部精清角局部精清角3-163-16流道加工流道加工3-173-17澆口加工澆口加工特特 點點加工詳解加工詳解注意事項注意事項加工步驟加工步驟二二二一年九月十八日二一年九月十八日加工步驟定義加工步

5、驟定義 一 整體粗銑: 整體粗逃料最大限度去除材料 二 粗銑平面: 粗逃料后以粗逃料刀具整體粗銑一次平面以保証后續加工的順暢 三 二次粗銑: 使粗銑后的余量相對均勻,可以是等高線加工或余料粗加工 四 等高粗銑: 使粗銑后的余量相對均勻,可以是等高線加工或余料粗加工 五 中銑平面: 將大平面余量加工至精銑平面前的余量 六 局部粗銑: 局部狹小區域粗逃料 七 整體中銑: 去除大側壁曲面多余留料為精銑准備 八 中銑清角: 整體中銑后所有角落處的清角 九 局部中銑: 局部狹小區域中加工為精加工准備 十局部中清角: 局部中銑后清角及剩余狹小區域加工十一 精銑平面: 所有平面的精加工十二 整體精銑: 靠破

6、面,插破面,成型面實行分區域分段切割精加工OK十三 精銑清角: 整體精銑后分區域分段精清角十四 局部精銑: 分別精加工局部狹小區域十五局部精清角: 局部區域精銑清角十六 流道加工: 所有流道分大小分別加工十七 澆口加工: 澆口粗精銑分別加工十八 排氣加工: 排氣按0.2mm到0.02mm分別加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-13-1整體粗銑整體粗銑3-1-13-1-1整體粗銑的特點整體粗銑的特點加工是加工中的一個難點加工是加工中的一個難點決定后續加工順暢與否決定后續加工順暢與否:u高效最短的刀路在最短的時間里去除最多的材料減少主軸空中動作行程空切削及重復切削刀路避免刀路太多拐角機床處

7、于不斷減速過程中合理選用刀具既保証效率還要考慮后續加工刀具使用u安全機床穩定切削所留殘料分布均勻無漏粗逃之位置對狹小轉角圖檔的處理防止排屑不良使刀片崩裂無漏加工之位置以防撞刀深工位分層加工保証效率刀具安全二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-1-23-1-2整體粗銑的刀具選用的因素整體粗銑的刀具選用的因素 粗加工刀具一般應具備取料量大切削速度高切削量大高進給散熱快等特點。一般情況下均采用舍棄式圓鼻刀具粗逃可換刀片成本相對較低。 對于較小的模仁或大型模仁的局部逃料有時也采用整體式圓鼻刀或R角較小的舍棄式圓鼻刀進行粗逃在逃料多時盡量避免使用端刀。 1工件材質決定了使用的刀具材質吃刀量及切削參數

8、2刀具直徑直接影響到加工效率(去除材料的能力) 3刀具伸出長會直接影響到吃刀量及切削參數并對工件品質會有一定 影響它決定于工件本身當伸出太長時考慮分段加工 4刀具的加工時間二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-1-33-1-3刀徑大小的選用刀徑大小的選用 粗加工以工件長邊約1/10數值作為刀具直徑。綜合考慮槽位轉角島嶼間距離島嶼與工件邊緣距離和切削效率選用刀具。同時結合圖檔的處理考慮局部粗銑與分層粗銑。 如圖零件槽部位進行封填島與工件邊緣距離為3040用25R5切削比用35R5刀多一倍的刀路且槽要另選用較小刀具加工。故選用刀具要綜合考慮工件大小與形狀特點。D25R5D35R5二二二一年九月十

9、八日二一年九月十八日3-1-23-1-2整體粗銑的加工方法整體粗銑的加工方法加工路徑加工路徑公模仁母模仁較深工位分層轉角處理狹窄工位處理二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-1-33-1-3整體粗銑的注意事項整體粗銑的注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日1.各加工段之加工範圍及特性2.制程排配3.裝夾難易度及合理性;治具的靈活設計與運用4.刀具規格、特點及適用範圍5.機器條件(轉數、負載、速率、行程等)6.材質特點 7.模具相關加工方面知識8.現場使用治具的種類及使用特點9.客戶加工及交期要求程式設計須掌握的內容程式設計須掌握的內容二二二一年九月十八日二一年九月十八日一一審圖與裝夾審

10、圖與裝夾1-11-1審圖內容審圖內容 1確認模件號及版次。 2確認材質便于合理選擇加工刀具及切削參數。 3看清制程與相關指示選擇合理的加工方法。 4考慮工件的裝夾以安全穩固方便為原則。 5考慮要加工哪些部位背部靠肩是否需NC加工。 6考慮是否要留站角為后續的加工做准備。二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-21-2裝夾的考量裝夾的考量 1.根據工件形狀確定多次裝夾加工及裝夾次數 2.確定各裝夾的順序及其考慮的因素 3.裝夾的注意事項 4.加工圖層的指定裝夾要安全穩固還要方便現場二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-2-1.1-2-1. 確定翻面加工及翻面次數確定翻面加工及翻面次數 基本原則

11、為大型模仁零件須翻面加工時首先是以正面加工不能到位或刀具伸出長限制不得已則以最少的裝夾次數翻面加工其次注意各裝夾時安全可靠性(刀具工件機台的安全)。我們所最常見的為背部靠肩與正面成型部位的加工但對于大型復雜模仁則須考慮多次裝夾如下圖背部靠肩的加工正面成型加工 但是正面加工時刀具伸出過長時則考慮側面翻面加工翻面加工工件較大時注意夾持力度必須使用鎖螺絲裝夾二二二一年九月十八日二一年九月十八日因刀具伸出過長而將側面翻面加工。將工件側面翻面加工將工件側面翻面加工 紅色箭頭所指兩側面又可在本次裝夾時Z向各加工一半而完成二二二一年九月十八日二一年九月十八日確定加工翻面的次數若我們如按最少的裝夾次數加工那背

12、部與正面各裝夾一次就可完成工件的加工但是在正面加工時不含頂出塊槽加工深度就126.7mm,盡管刀具能加工到此深度但刀具過長側壁加工時會產生振刀或加工不到位的情況我們就需要考慮另外裝夾(如左圖)當我們確定126.7mm需放倒加工時可能會考慮到四個面分四次裝夾加上正反面則需6次裝夾完成此時我們可考慮放倒后兩側可從正反面加工時完成即可少兩次裝夾綜上所述此工件我們用四次裝夾即可完成整個工件的加工。(如右圖)二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-2-21-2-2確定各裝夾的順序及其考慮的因素確定各裝夾的順序及其考慮的因素 當還是一塊毛坯料時裝夾非常容易但我們必須考慮到部分工件材料被去除后后續如何裝夾及

13、所能夾持的力度被削材料的大小可能的變形等Work-1加工后仍是方料考慮先做哪面較妥當呢?A面B面A面去除材料較多如先做B面后做A面裝夾方式及力度會因B面已被加工而影響不安全而B面去除材料相對較少夾持力度相對要求較小不會因A面加工后有太大影響確定work-2裝夾方式先做A面Work-2二二二一年九月十八日二一年九月十八日確定各裝夾的順序及其考慮的因素A面B面站腳當work-2加工后如下圖A面則已懸空則必須事先考到加工B面(work-3)的裝夾故須在加工A面時預留站腳。并事先在站腳處設計鎖模螺絲孔Work-4加工時先須將站腳去除Work-4Work-3二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-2-3

14、1-2-3裝夾的注意事項裝夾的注意事項1裝夾以安全穩固方便為原則同時考慮后續加工的可行性2在方便現場裝夾尋邊的前提下裝夾圖中的原點(模仁)基准角與圖面一致.3工件長邊為X軸短邊為Y軸4將工件的主要加工區域面向加工者.方便現場加工者觀察加工中的狀況5將工件的基准角朝向加工者.以利于尋邊時觀看尋邊器的運動狀況.此處面向加工者裝夾時一般以長軸為X軸基准角與零點保持與圖面一致二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-2-41-2-4加工圖層的指定加工圖層的指定1工件原始圖檔按裝夾WORK-123456分別放入第16層第7層為 Drafting裝夾圖框層第89層作為設變圖檔對照層2 WORK-1將要使用的

15、補面圖檔修改后的實體線等將放入第1019層3 WORK-2將要使用的補面圖檔修改后的實體線等將放入第20-29層依 此類推到WORK-6。若X0X9共十層不夠放修改后的圖檔時按以上圖層加 上100。原始檔圖層修改后的圖檔所在層WORK-1WORK-2WORK-3二二二一年九月十八日二一年九月十八日二二圖檔的處理圖檔的處理目的使路徑順暢,避免倒角,提高加工效率,保証工件品質1不需NC加工部位的圖檔處理2狹小封閉區域預作局部加工圖檔處理3工件轉角處圓角處理4成型面與靠破面棱線的保護處理二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-12-1不需不需NCNC加工部位的圖檔處理加工部位的圖檔處理補面前補面后

16、通常對于不需NC加工的孔槽肋等工位經過簡化替代拉伸等工具進行處理使其便于編程時的圖檔觀察使面平順而產生出順暢的加工路徑待別是對于形成狹小封閉區域不作處理將會產生額外路徑使加工不暢并產生振刀及斷刀簡單的圖檔也利于快速計算。如下圖補面前后的對照將不需NC加工的部分處理后圖檔加工部位非常直觀的顯現且加工路徑將很順暢。注意注意: :補面后需將與原始圖檔核對補面后需將與原始圖檔核對, ,避免過切或留料避免過切或留料. .二二二一年九月十八日二一年九月十八日 補面前產生的路徑此路徑加工出的面將會產生凌亂的刀紋。如下圖 補面后產生的路徑路徑順暢刀紋平直加工面極其美觀。如下圖二二二一年九月十八日二一年九月十八

17、日2-22-2狹小封閉區域狹小封閉區域預作局部加工的圖檔處理預作局部加工的圖檔處理 對狹小區域及轉角處圖檔封填處理大刀加工后再用較小刀具單獨清理否則在狹小工位刀具會發出刺耳聲音特別對于中心無切削能力的舍棄式刀具易造成刀片崩裂損壞刀頭。 此處小槽應作封填處理以其它刀具作局部粗加工。如下圖狹小區域所產生的路徑對于中間無切削能力的舍棄式刀具將會損壞刀頭。如下圖二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-32-3工件轉角處圓角處理工件轉角處圓角處理 刀路太多拐角在轉角處切削負荷增大刀具在轉角處會產生振刀發出刺耳的響聲此時刀片崩角工件也容易因振刀而過切猶其是刀具伸出較長時最后是加工效率低工件品質得不到保障。

18、故在轉角處做圓弧過渡處理避免振刀。如下圖未處理時的刀具路徑圓弧過渡刀具路徑二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-32-3成型面與靠破面棱線保護處理成型面與靠破面棱線保護處理 在程式設計時我們都會將成型面與靠破面分開加工此時為避免倒角必須將所加工面做延伸主要是靠破面與成品面相交處的棱線.在加工成品面時將靠破面直接作Offset。如下圖在加工成品面時成品面作延伸處理。如下圖對于轉角處避免倒角振刀而此處最終需ES到位則在此處中銑后以拉伸或偏移等方式將其全部封填。如右圖二二二一年九月十八日二一年九月十八日三三加工策略應用加工策略應用1粗加工策略2中加工策略3精加工策略4清角加工5其它加工二二二一年九

19、月十八日二一年九月十八日1粗加工策略粗加工策略1粗加工的特點2加工整體思路3粗加工中使用的刀具4粗加工的几種走刀方式5深工位分層加工6分區域粗加工7局部粗加工8粗加工的問題及注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-11-1粗加工的特點粗加工的特點加工是加工中的一個難點加工是加工中的一個難點決定后續加工順暢與否決定后續加工順暢與否:u高效最短的刀路在最短的時間里去除最多的材料減少主軸空中動作行程空切削及重復切削刀路避免刀路太多拐角機床處于不斷減速過程中合理選用刀具既保証效率還要考慮后續加工刀具使用u安全機床穩定切削所留殘料分布均勻無漏粗逃之位置對狹小轉角圖檔的處理防止排屑不良使刀片崩裂無

20、漏加工之位置以防撞刀深工位分層加工保証效率刀具安全二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-21-2加工的整體思路加工的整體思路1-2-11-2-1以圖形區域為軸線以圖形區域為軸線 當我們拿到圖檔后經過對圖檔的審視后對加工步驟應有一個整體的認識。在此我們對兩種加工思路作一討論 按每個區域特點來考慮對應的加工模式及粗銑中銑精銑刀具然后再將各個區域結合起來整合加工步驟。這樣有利于快速確定整個加工過程中使用的刀具在整合中要求程式人有全局把握能力對各區域的刀具能合理的按排與利用。如右圖將以圖形區域為軸線考慮加工 1大逃料及大曲面為一區域 2下面小槽為一區域 3成型面及澆口為一區域123二二二一年九月十八

21、日二一年九月十八日1大逃料及大曲面為一區域大逃料及大曲面為一區域 通過分區域我們可以輕松的將原工件Part想象簡化成如下圖在此區域我們很容易確定粗中精加工刀具。粗逃D35R1.7中銑D10R1中清角:D10精銑D10R3清角:D10二二二一年九月十八日二一年九月十八日2下面小槽為一區域下面小槽為一區域 通過分區域我們可以輕松的將原工件Part想象簡化成如下圖在此區域我們很容易確定粗中精加工刀具。側壁精銑D6R1清角D6小槽D3中精銑最小R角D2清角二二二一年九月十八日二一年九月十八日3成型面及澆口為一區域成型面及澆口為一區域 最后通過區域的細分到慢慢還原成我們所需要的工件。澆口粗銑D3精銑D2

22、小槽D3D3R1.5粗中銑D3R1.5精銑二二二一年九月十八日二一年九月十八日 以上我們以分區域為軸線確定刀具后再將各刀具以整合按排利用雖然以上分步驟討論其加工思路較為繁瑣但對于程式人的全局把握應該是在審視圖檔后短時間的思考所得的結論。而對于較復雜模仁可能更適合于下一思路。將各區域刀具整合如下1在第一區域粗逃時D35R1.7可同時 將第二區域作逃料2D10R1可并列整體中銑3D3刀具在第二區域中小槽時可對澆 口及小凹槽中銑即將各區域刀具 作配合利用123二二二一年九月十八日二一年九月十八日通常采用兩種策略1粗逃-整體中銑-小刀具清殘料-斜壁曲面分區分段中銑-中清角-2粗逃-較小刀二次粗銑去轉角

23、殘料-斜壁曲面分區分段中銑-中清角- 首先確定最大的粗銑刀具和最小的精銑及清角刀具然后根據前后刀具的大小來確定中間所使用到的刀具。此時可在程式設計過程中根據實際情況并結合分區域加工特點選擇加工方式及刀具而更具靈活性。1-2-21-2-2以刀具為軸線以刀具為軸線下面將分別討論二二二一年九月十八日二一年九月十八日1粗逃粗逃-整體中銑整體中銑-小刀具清殘料小刀具清殘料-斜壁曲面分區分段中銑斜壁曲面分區分段中銑-中清角中清角- 以上加工思路適合于形狀一般復雜模仁其特點為模仁較大形狀較單一沒有太多的狹小槽或轉角大部分母模仁就屬于這種情形如下圖兩塊母模PC6535-PC6535-F01F01PC6535-

24、F01PC6535-F01二二二一年九月十八日二一年九月十八日現以PC6535-F01為例介紹 以D45R5刀具粗銑注意因刀具伸出較長此處有分層加工 以D16R1刀具整體中銑注意因刀具伸出較長此處有分層加工粗逃粗逃-整體中銑整體中銑 此時選用刀具安全直徑為大于粗加工刀具直徑的一半但可根據工件轉角的實際輪廓選擇相對較小的刀具整體中銑且有利于下面的選刀此時我們須考慮轉角的殘料計算方式為系數0.21乘以粗加工刀具直徑。二二二一年九月十八日二一年九月十八日 當完成粗銑到整體中銑過渡后以下的刀具則以各不同區域經清除死角殘料后逐一中精加工最后完成精清角小刀具清殘料小刀具清殘料-斜壁曲面分區分段中銑斜壁曲面

25、分區分段中銑-中清角中清角-PC6535-F01PC6535-F01以小刀具清除圖示處殘料分區分段中銑中清底部R角精銑精清角(大部分為中加工Copy)二二二一年九月十八日二一年九月十八日2粗逃粗逃-較小刀二次粗銑去轉角殘料較小刀二次粗銑去轉角殘料-斜壁曲面分區分段中銑斜壁曲面分區分段中銑-中清角中清角- 以上加工思路適用于形狀復雜模仁其特點為模仁較大形狀特征復雜有較多狹小槽或轉角大部分公模仁就屬于這種情形如下圖公模此時粗銑完后可先以較小刀具二次粗銑去除殘料后再分區分段中銑二二二一年九月十八日二一年九月十八日粗逃粗逃-較小刀二次粗銑去轉角殘料較小刀二次粗銑去轉角殘料D42R1粗銑D10R1二次粗

26、銑 因模仁結構特征復雜粗逃后采用較小一點刀具二次粗銑將使余量相對均勻方便后續的各區域中加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日 以上所述的加工整體思路只是舉例來說明對于一般大型模仁加工時的一種方向。但在實際加工中主要還是針對工件的特征作靈活應變在選刀時考慮加工效率粗逃時并不一定刀具越大就越有效率應考慮粗加工完成后是否利于后續的加工還需注意刀具的伸出長度吃刀量及加工時間。 以下將逐一對粗中精銑作說明。二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-31-3粗加工使用的刀具粗加工使用的刀具 粗加工刀具一般應具備取料量大切削速度高切削量大高進給散熱快等特點。 一般情況下均采用舍棄式圓鼻刀具粗逃可換刀片成本相

27、對較低 作用 方法刀具 等高粗銑刀具直徑在工件長邊1/10左右cavity35R4, 25R6,25R4, 20R4, 16R4 對于較小的模仁或大型模仁的局部逃料有時也采用整體式圓鼻刀或R角較小的舍棄式圓鼻刀進行粗逃在逃料多時盡量避免使用端刀。 作用 方法刀具 小模仁等高粗銑刀具直徑在工件長邊1/10左右也應用于大型模仁的局部粗銑cavity16R0.8,12R0.4, 10R1, 10R3, 8R2,6R1二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-3-11-3-1刀具選用的因素刀具選用的因素1工件材質決定了使用的刀具材質吃刀量及切削參數2刀具直徑直接影響到加工效率(去除材料的能力)3刀具伸出

28、長會直接影響到吃刀量及切削參數并對工件品質會有一定影響它決定于工件本身當伸出太長時考慮分段加工4刀具的加工時間 粗銑刀具特點: a.不能太鈍 b.依據殘料區域的範圍選擇,不能太大或太小 c.不能伸出太長(分段加工) d.盡量避免使用端刀二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-3-21-3-2刀徑大小的選用刀徑大小的選用 粗加工以工件長邊約1/10數值作為刀具直徑。綜合考慮槽位轉角島嶼間距離島嶼與工件邊緣距離和切削效率選用刀具。同時結合圖檔的處理考慮局部粗銑與分層粗銑。 如圖零件槽部位進行封填島與工件邊緣距離為3040用25R5切削比用35R5刀多一倍的刀路且槽要另選用較小刀具加工。故選用刀具要

29、綜合考慮工件大小與形狀特點。D25R5D35R5二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-41-4粗加工的几種走刀方式粗加工的几種走刀方式 其特點適用于大部分形狀工件抬刀少路徑連貫 Z向斷面不規則從高到低變化較大故路徑轉角多。可設定從外部下刀向內切削,或者從內部下刀向外切削。其選用一般按封閉形槽內逃料采用由內向外切削若中間為島嶼四周開向形較適用于由外向內切削且外部下刀比內部下刀的加工時間短對刀具有一定的保護作用但有時會在島嶼邊形成逆銑而從內部下刀時切削負荷相對較大工件更易發熱等特點。由內部下刀向外切削。如左圖由外部下刀向內切削。如右圖1-4-11-4-1沿輪廓走刀沿輪廓走刀Follow Peri

30、pheryFollow Periphery二二二一年九月十八日二一年九月十八日采用沿輪廓走刀Follow Periphery時需注意以下情況當逃料島嶼離工件邊緣小于刀具直徑過多時仍以此方式走刀則在外圍產生多余路徑。產生了多余路徑見下面二二二一年九月十八日二一年九月十八日 此時我們將采用分區域粗加工而避免產生過多刀具路徑頂部大面積逃料離工件邊緣較近區域采用開向式走刀減少刀具路徑二二二一年九月十八日二一年九月十八日 適于工件凸起部分離工件邊緣距離小于刀具直徑時后者適于凸起部分離工件邊緣距離小于刀具半徑時由外向內加工順銑狀態可降低刀具負荷減少刀路1-4-21-4-2沿工件走刀沿工件走刀Follow

31、PartFollow Part輪廓走刀輪廓走刀ProfileProfile二二二一年九月十八日二一年九月十八日 對于部分島嶼工件島嶼離工件邊緣較近時可采用此種走刀方式其優點為進退刀安全可彌補沿輪廓走刀的不足。 但其缺點是開向式走刀其抬刀過多只是在粗加工較特別的地方使用如右圖沿工件走刀Follow Part ,輪廓走刀Profile二二二一年九月十八日二一年九月十八日 適用于形狀較平坦的大面積逃料路徑設定時須將側壁清除打開其特點為切削路徑基本為直線進退刀及轉角處負荷小切削效率高。此處設定開始時繞側壁清除1-4-31-4-3往復式走刀往復式走刀ZigzagZigzag二二二一年九月十八日二一年九月

32、十八日 刀路太多拐角機床處于不斷減速過程中對圖檔彎折處適當處理選用往復式走刀方式使刀具路徑拉直順暢縮短加工時間。往復式走刀路徑的應用二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-5深工位分層加工深工位分層加工 保証切削效率與加工穩定分段多條程式加工 。直徑小于25的刀具分段加工時第一段深度為5060mm直徑大于等于25的刀具分段加工時第一段深度為6075mm根據實際情況適當調整深度過深時要考慮分3段進行加工。切削方法據特點綜合考慮。 分層加工結合走刀分層加工結合走刀方式方式使之路徑優化使之路徑優化二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-6 分區域粗加工分區域粗加工 局部分區域粗加工其主要特點為提升加

33、工效率在粗加工時采用分區域逃料的一種策略。 對于部分工件在粗加工時為提升效率選用較大的舍棄式圓鼻刀加工此時工件狹小區域被補面遮擋故分局部加工。如左圖寬33.15mm的槽小于所用刀具直徑的2倍時我們就應考慮到是否有足夠的下刀輪廓以避免扎刀至使刀具撞壞。否則就作局部粗銑。除非槽的長度有足夠的下刀空間(在槽長方向各完成進刀動作)。二二二一年九月十八日二一年九月十八日為避免島嶼抬刀島嶼離工件邊緣較近時因產生多余路徑也采用局部分區域粗加工。分區域粗加工應用二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-71-7局部粗加工局部粗加工 粗加工完成后留下大量殘料但對于復雜模仁工件其局部殘料的判斷猶為重要此時我們需要合

34、理的局部加工。局部加工的特點側重殘料的判斷既不能過多的殘料判斷而浪費加工時間也不能因過少的判斷而產生撞刀。1-7-1局部粗加工局部粗加工人為判斷人為判斷對于較簡單的工件粗加工后可根據經驗及前一粗加工路徑自行判斷殘料優點為能快速計算且刀具路徑較順暢進退刀便于識別控制。缺點是較復雜工件殘料判斷不准確人為判斷未加工區域此處大刀粗銑時未加工可直接判斷作局部粗加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日為了減少空中動作行程空切削及重復切削刀路二次粗銑特點操作簡單不需太多殘料判斷經驗刀路抬刀較多適于不規則形狀較復雜的工件。1-7-2局部粗加工局部粗加工參考上一刀具二次粗銑參考上一刀具二次粗銑在參考前一支刀具進

35、行二次粗銑時為使殘料更加合理可以采用假刀方式以避免前一支刀具磨損讓刀等現產生過多殘料如下圖前一支刀具為D25R6,而使用參考刀具時適當將刀徑及圓鼻半徑加工。同時也可以重合距離配合使殘料判斷更安全二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-7-2局部粗加工局部粗加工參考上一刀具二次粗銑參考上一刀具二次粗銑比粗加工余量大0.05mm 由于參考上一刀具作二次粗銑時通常使用的刀具直徑小于前一刀具半徑為更安全切削我們設定二次粗加工余量大于粗加工時的余量約0.05mm同時可配合Blank Stock余量使用但當其值大于工件預留量時會產生過多的加工路徑二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-7-3局部粗加工局部

36、粗加工以以IPW修剪修剪方法為以粗加工路徑模擬生成一Face(IPW)曲面然后以此生成的Face曲面做為Blank(素材)計算路徑。特點:殘料計算准確對于復雜工件分多次裝夾時可通過前面的裝夾加工生成Face曲面并在下一裝夾加工時利用此Face曲面做Blank.但是產生Face曲面計算時間較長較繁瑣。如左圖此處素材為使用了前一WORK加工程式產生的Face.二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-7-3局部粗加工局部粗加工以以IPW修剪修剪產生的Face曲面應用于Blank粗加工模擬建構的曲面IPW的生成模擬完成后建構二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-8粗加工中的問題及注意事項粗加工中的問

37、題及注意事項在粗加工中我們以高效安全為基本原則。在粗加工中我們以高效安全為基本原則。高效的基本方向為合理選擇刀具切削方式(包括選用最優化的走刀方式)進退刀方式及下刀點。通過圖檔的處理以盡量減少拐角以避免機台因素產生的加減速而使效率低下。安全的基本考量為刀具的切削能力根據銑削輪廓的大小選擇更好的刀具以避免產生扎刀刀具的伸出長與吃刀量相對應結合工件的材質選擇刀具與切削量及速率。常見的問題 1中心無切削能力刀具使用 2轉角處粗銑振刀 3下刀點的控制二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-8-1中心無切削能力刀具使用中心無切削能力刀具使用 當以D25R4刀粗逃料時此處寬為24.2mm刀具進不去但在3個

38、以上島嶼間的輪廓會出現大于25的情況并在此產生路徑在粗逃中此路徑不注意則難以發現加工中將出現撞刀造成異常。此三角區域路徑作動范圍小使中心無切削能力的刀具損壞非安全路徑島嶼二二二一年九月十八日二一年九月十八日 類似的問題還有出現在封閉槽粗加工時所選用的刀具不當而引起的扎刀,對于解決此類問題在于程式設計者的細心與檢查。如左圖切削最大輪廓小于刀具直徑(D25R5)的兩倍將產生扎刀。二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-8-2轉角處粗銑振刀轉角處粗銑振刀 我們可能會有一種潛意思的觀念認為在粗加工時余量較多振刀了在中精加工時也會銑掉。而事實并非如此特別是刀具伸出較長時的振刀往往是致命的所以對于此類工件

39、的轉角處理現得猶為重要。且轉角作圓弧過渡后對刀具也有保護同時將影響到加工品質與效率。二二二一年九月十八日二一年九月十八日1-8-3下刀點的控制下刀點的控制 在粗加工中因刀具路徑繁雜對其下刀點往往不注意或只看到部分的下刀點。而恰好下刀點對于刀具的保護及工件品質都具一定影響所以我們粗加工中對于特別部分工件猶其要注意下刀點的控制如左圖: 下刀范圍過小D25R5刀具中心不能切削將產生扎刀如右圖 改變下刀點,使下刀路徑沿長方向斜向下刀此時刀具下刀切削接觸點使終存在切削能力則不會出現中心無切削能力而使刀具損壞。二二二一年九月十八日二一年九月十八日 有時候程式計算的下刀點在工件轉角處且分多處下刀這樣不僅對刀

40、具工件產生影響在不同地方下刀也增加了抬刀時間(如左下圖) 而給定恰當的下刀點則路徑順暢(如右下圖)二二二一年九月十八日二一年九月十八日狹小范圍內粗銑時未設定下刀點路徑顯得紊亂如圖一經過給定恰當的下刀點則路徑漂亮走刀順暢也便于程式編輯時的觀察如圖二。圖一圖二二二二一年九月十八日二一年九月十八日2中加工策略中加工策略1中加工的特點2中加工中使用的刀具3中加工刀具路徑4中加工的問題及注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-1中加工的特點中加工的特點 中加工特點大部分采用等高及平行投影加工方式此時被加工余量相對較少但不同部位余量極不均勻特別是轉角及狹小縫隙處還存在很大的殘料。故中加工作用為減少

41、余量清除死角殘料使精加工時被加工余量相對均勻。 對此殘料不多而還有預留精加工余量所以中加工時三軸間距較大進給速率相對較快。二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-2中加工使用的刀具中加工使用的刀具 其實中銑刀具并沒有很明確的規范根據工件形狀特點我們所有的刀具都可能用于中銑工件的某個部位。我們只能我們只能規范工件的形狀及粗加工所使用的刀具來分析思考規范工件的形狀及粗加工所使用的刀具來分析思考選擇合適的中銑刀具。 作用 方法刀具不放電小槽轉角小R粗中銑zlevel,fixed, planar, cavityR0.5,R0.4,R0.3,D1, D0.8,D0.6細小部位粗中銑cavity,plan

42、ar, faceD4,D3,D2斜面中銑zlevel,fixed ,cavityR10,R8,R6,R5D10R3,D8R2,D6R1轉角處清角直側壁中銑cavity,planarD20,D16,D10,D8第一把刀具側壁留R角清除face,planar20R0.8,16R0.8,12R0.8第一把刀具不能加工的槽及轉角處清角區域選擇或二次粗銑cavity20R0.8,16R0.8,12R0.8二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-2-1中加工刀具選用中加工刀具選用 粗加工后直接以刀具整體中銑此時選用刀具安全直徑為大于粗加工刀具直徑的一半但是我們可根據工件轉角的實際輪廓選擇相對較小的刀具整體

43、中銑此時我們須考慮轉角的殘料計算方式為系數0.21乘以粗加工刀具直徑,并加上粗銑刀具前端R角的殘料。而整體中銑刀具前端R角一般選擇較小R角如R0.8R1R2R3等底面將留較小殘料且此類刀具有效切削直徑較大。D42R5粗逃后以D20R0.8刀等高中銑整體等高中銑二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-2-2中加工刀具選用因素中加工刀具選用因素1工件材質及刀具伸出長的考慮與粗加工時所述原理一致。2刀具類型選擇 (1)前端較小R角的圓鼻刀適用于整體等高中銑此時刀具有一定的有效切削直徑去除材料能力強底部所留R角小。如D25R0.8/D20R0.8/D16R0.8/D12R0.4/D10R3/D8R2/

44、D6R1等。且整體式圓鼻刀(D10R3/D8R2/D6R1)也可直接應用于斜壁外凸曲面或較平緩內凹曲面的中精加工并有較明顯的優勢。 (2)球刀主要應用于斜壁曲面的中精加工。 (3)端刀較適用于清角及直壁中精加工。二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-3中加工路徑中加工路徑2-3-12-3-1常用加工路徑常用加工路徑等高中銑等高中銑配合沿輪廓走刀方式適用于所有工件的等高中銑在有效邊界控制范圍內沿輪廓產生所有路徑。常用于整體等高中銑以邊界及Part產生路徑能方便快捷的產生較安全中銑路徑。二二二一年九月十八日二一年九月十八日而在台階頂面棱線處產生多余路徑一般整體中銑時對效率及品質不會產生太大影響但

45、值得注意的是多余路徑會繞棱線往下余量較少時須防倒角。并且隨前端R角越大多余路徑也會越多而端刀以此方式加工時則不會產生如此情況。從此可看出球刀加工時頂部有約前端R角大小高度的路徑全作用于棱線處等高中銑等高中銑二二二一年九月十八日二一年九月十八日 Zlevel_PROFILE路徑為沿輪廓等高加工其特點為只能繞所選定面等高銑特別適合加工較陡峭斜面或曲面進退刀方式及路徑范圍能靈活控制。通過選定的面以邊界接觸角度等配合產生非常漂亮的加工路徑。2-3-22-3-2常用加工路徑常用加工路徑等高中銑等高中銑加工范圍及進退刀靈活控制輪廓等高加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日 輪廓等高路徑在側壁頂部加工時刀

46、具會直接作用于工件側壁而根據側壁傾斜度自動偵測前端R角減少無效刀具路徑。須注意的是這種優式僅僅適合于中精加工路徑而在頂部還有過多余量時則要小心致使第一刀吃刀量太大而造成刀具或工件的異常直接作用于工件輪廓等高加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日第一刀第一刀Blank當中加工時側壁殘料較多(粗加工部分殘料不均)若不注意此時第一刀吃刀量過大會造成刀具或工件異常中加工此處側壁粗加工留料情況中加工以Zlevel_PROFILE等高加工輪廓等高加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-3-22-3-2常用加工路徑常用加工路徑固定軸平行投影加工固定軸平行投影加工 FIXED_CONTOUR路徑為平行投

47、影加工其特點為在所選定的面或邊界范圍內沿Z軸方向以等寬的平行線投影到工件表面特別適合加工較平緩的斜面或曲面進退刀方式及路徑范圍能靈活控制。通過選定的面以邊界接觸角度等配合產生非常漂亮的加工路徑。以邊界及接觸角度控制加工區域平行投影加工平行投影加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日平行投影加工平行投影加工平行投影加工的几種方式平行投影加工的几種方式 -區域驅動區域驅動 區域驅動只需選擇Part與Cut Area即可產生出合適的加工路徑。其特點為選擇方便快速加工目的性強只對所選區域產生路徑能通過邊界及接觸角度來控制加工范圍并能對所選區域作延伸而避免倒角。 缺點因Part有破面有時不能產生路徑(或

48、對加工區域延伸后)也會產生路徑殘缺變形等現象。此處路徑斷開且會因延伸大小而變化二二二一年九月十八日二一年九月十八日平行投影加工平行投影加工平行投影加工的几種方式平行投影加工的几種方式 -邊界驅動邊界驅動 邊界驅動只需選擇Part與控制邊界即可產生出合適的加工路徑。其特點為加工路徑順暢漂亮在所選邊界范圍內能完全平行投影至Part。適合各類曲面加工也可以開向邊界用于插銑。 缺點邊界選擇較繁瑣邊界外圍不易控制易造成留料或路徑投影到側壁。二二二一年九月十八日二一年九月十八日邊界驅動控制的誤差邊界驅動控制的誤差如左圖以邊界驅動時所選邊界為面的最大外形邊界有向外延伸刀具半徑+0.5但加工并未達到理想范圍。

49、放大圖產生留料二二二一年九月十八日二一年九月十八日平行投影加工平行投影加工平行投影加工的几種方式平行投影加工的几種方式 -曲線驅動曲線驅動 曲線驅動一般以曲線或面做Part,路徑沿所選驅動線投影至Part,一般作曲面上流道加工有時也作公模仁曲面上字符加工(字符為線條) 缺點應用范圍較小路徑單一。二二二一年九月十八日二一年九月十八日 面加工特點能快速選面產生路徑特別適用于平面的中精加工且對于單一的斜壁也可快速選擇底平面而產生路徑但有時加工斜側壁時計算較慢也會因為Part破面而產生過切路徑或不能產生路徑須小心檢查。 面加工平面時應選擇合適的走刀方式在精加工時盡量采用單向直線走刀避免刀痕影響面粗度顯

50、然加工時間也會稍長。 注意注意: :圓鼻刀采用面加工方式加工側壁斜面時會產生很大留料圓鼻刀采用面加工方式加工側壁斜面時會產生很大留料, ,加工不加工不到位到位! !2-3-32-3-3常用加工路徑常用加工路徑 面加工面加工Face_millFace_mill單向走刀加工出極漂亮的平面常用相對加工時間短但效果不如前一走刀二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-3-4常用加工路徑常用加工路徑平面加工平面加工Planar_millPlanar_mill 平面加工特點主要以線或面產生邊界作為Part只能作2D加工可應用于平面直壁加工平面上的流道加工以及模仁上刻字符(字符以線條組成) Planaer_m

51、ill是非常有效率加工直壁的一種加工方法并且X/Y軸可設定變量步距使刀具磨耗小而得到極好的面粗度。并對直側壁及底面可直接過切加工。必須注意的是此路徑Part為線,故對進退刀及過切檢查特別小心.可配合Geometry選用WORKPIECE定義3D圖檔作過切檢查二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-4中加工問題及注意事項中加工問題及注意事項2-4-12-4-1余量不均勻余量不均勻 中加工完成后最忌轉角處R角殘料大于所選精加工刀具半徑給精加工時的刀具及工件品質造成很大影響一般中加工完成后的中清角動作應將轉角R逃料至小于精銑刀具半徑(至少殘料不得大于刀半徑) 底部或轉角未清角而在精加工中局部小刀直接

52、先精底平面再精側壁致使斷刀或刀尖崩裂。二二二一年九月十八日二一年九月十八日2-4-22-4-2下刀點控制下刀點控制 在狹小區域下刀對工件易產生過切刀痕等不良現象對于細枝末節尤其應注意二二二一年九月十八日二一年九月十八日3精加工策略精加工策略1精加工的特點2精加工中使用的刀具3精加工刀具路徑4精加工的問題及注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-13-1精加工的特點精加工的特點 精加工是為達到工件最后要求的的形位公差與形狀公差包括了滿足工件的尺寸精度與面粗糙度的要求即准確與漂亮。 在加工時則要求從刀具的使用刀具的伸出長吃刀量切削參數及外部條件(冷卻方式工件材料切削性能機台性能等)作充分考

53、量最終完成切削任務。二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-23-2精加工的刀具精加工的刀具1工件材質及刀具伸出長的考慮與粗中加工時所述原理一致。2刀具類型選擇 (1)大曲面斜壁宜選用球刀及整體式圓鼻刀精加工側壁與外凸曲面或極平緩的內凹曲面(以面作斜率分析上下峰值在1-2度以內)可優先選用整體式圓鼻刀加工大斜壁及內凹曲面可優先選用大徑球刀。 (2)對于直壁的精加工一定只能選用端刀(除非小直面正刀與斜面相鄰或受刀具加工范圍等其它因素影響)。精加工刀具選用因素精加工刀具選用因素二二二一年九月十八日二一年九月十八日精加工使用刀具表精加工使用刀具表深斜面根部精銑清角zlevelD20,D16深斜面精銑

54、zlevel25R1,20R1,16R1面根部為小R處精銑清角zlevel,planar10R1,8R0.5,6R1, 4R0.2,3R0.2斜面精銑zlevel,fixedR6,R5淺斜面根部精銑清角zlevelD10,D8,D6,D4,D3,D2平面直側壁精銑face,planarD20,D16,D10,D8承接上部位精銑zlevel,fixed, planar, faceR0.5,R0.4,R0.3,D1, D0.8,D0.6大平面精銑face,planarD12D10R3,D8R2,D6R1 作用 方法刀具二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-33-3精加工刀具路徑精加工刀具路徑 在

55、我們了解到精加工的特點及要求后其加工路徑只是粗中加工路徑的Copy。 而在精加工時我們常常會出現一些細節性的小問題所以我們對精加工的問題點須特別注意以下將逐一舉例說明。二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-43-4精加工注意事項精加工注意事項3-4-13-4-1棱邊產生倒角棱邊產生倒角 工件棱邊產生倒角并不是一定的也不是絕對會發生所以我們要特別加以注意。 解決辦法對凡是有可能產生倒角的地方做補面保護利用加工路徑原有特點將加工面做延伸。此處顯示切削路徑被延伸出來避免倒角二二二一年九月十八日二一年九月十八日3-4-23-4-2進退刀的几種問題進退刀的几種問題側壁等高精銑時路徑銑到底部弧面二二二一

56、年九月十八日二一年九月十八日3-4-23-4-2進退刀的几種問題進退刀的几種問題3-4-33-4-3補面后加工留料補面后加工留料3-4-43-4-4不易發現的問題路徑不易發現的問題路徑二二二一年九月十八日二一年九月十八日 清角加工主要為小轉角及精加工時底部所留R角。特別是底部R角的清角精銑大多使用端銑刀加工則因接刀經常會產生斷差接痕不到位或者過切。3-53-5精清角加工及注意事項精清角加工及注意事項二二二一年九月十八日二一年九月十八日4 4其它加工其它加工1背部靠肩的加工2背部灌嘴的加工3膠口的加工4字符加工5大型模仁零件對刀面加工二二二一年九月十八日二一年九月十八日4-14-1背部靠肩的加工

57、背部靠肩的加工鍵槽型圓型防轉型靠肩常見的類型 通過對靠肩的作用分析我們了解到除防轉型靠肩有一直壁為裝配時定位外其余側壁不作定位只有靠肩底部為作用面。為快速加工我們加工鍵槽型及圓型靠肩時粗加工就將側壁余量過切0.150.2mm底部預留0.08mm,精加工時只須作底面精銑。 而對于有防轉作用的靠肩側壁與底面必須分粗精加工完成。靠肩裝配后的情形二二二一年九月十八日二一年九月十八日4-1-14-1-1靠肩加工方法靠肩加工方法 鍵槽型靠肩轉角一般為R2.5有效寬度一般不大于3mm長度不計根據以上特點路徑只須沿輪廓走刀就可完成加工。R2.5入子孔Part選擇靠肩底面邊界線加工路徑采用平面加工(Planar

58、_mill)切削層選Floor only通過螺旋下刀角度控制讓路徑一層一層往下二二二一年九月十八日二一年九月十八日4-1-24-1-2注意事項注意事項此邊界須向外擴大0.5-1mm避免產生留料1防止留料螺旋下刀間距完全由下刀角度控制下刀間距2注意控制螺旋下刀間距為提升效率垂直進刀應盡量設小。3控制進刀距離4加工輪廓必須能被所選刀具沿邊界一刀加工完成當中間有可能出現殘料時應以稍大刀具加工或者采用相應的粗加工走刀方式二二二一年九月十八日二一年九月十八日4-1-34-1-3防轉型靠肩加工防轉型靠肩加工 加工方法同前面介紹一致只是側壁必須分粗精加工完成才能保証其定位面精度。 同理在加工日期章等類似工位時均可優先選擇此種加工方法以利提高加工效率。螺旋螺旋進刀進刀路徑路徑切削路徑切削路徑空切路徑空切路徑有效路徑有效路徑二二二一年九月十八日二一年九月十八日4-24-2背部灌嘴的加工背部灌嘴的加工 在加工熱流道模仁時模仁背部灌嘴加工深度較深且底部有一配合工位給加工帶來一定的難度一般我們都采用NC加工完上部分后底部配合工位由放電完成這樣極大浪費加工成本。經分析發現我們應盡可能的全部由NC