前言
数字技术是制造业信息化工程的关键技术之一,数控加工是现代制造重要的组成部分。自1952年在美国出现了世界上第一台数控铣床,按控制器的技术发展至今已经历了5代,同时,数控编程技术也从手工编程发展到自动编程。早期的数控程序由手工编写,只能针对点位加工或几何形状不太复杂的零件。自动编程是用计算机来协助完成数控加工编程编制,又从APT(Automatically Programmed Tool)语言编程发展到如今的图像编程。20世纪70年代控制工程网版权所有,由于贝塞尔(Bezier)曲线算法、B样条曲线算法的提出,达索(DASSAULT)飞机制造公司推出了含有三维曲面功能的造型系统CATIA软件,推动了CAD和CAM向一体化的方向发展。近年来,在CAD/CAE/CAM一体化概念的基础上,又逐步形成了计算机集成制造(CIMS)的概念,向着集成化、智能化、可视化、虚拟化的方向跃进。
在加工制造方面,近年有资料显示,在欧美日等发达国家中,现代制造业的数控化率达35-70%,而我国只有不到1%
中国重汽集团济南卡车股份有限公司工具厂自1987年开始引进大型仿形/数控铣床,在一段时期内只能用于靠模仿形加工,1995年购买了三维造型软件,基于数模的数控加工工艺才开始在制造中逐渐发展起来。2001年中国重汽集团公司重组,重组后的工具厂开始对冲模、大型锻模、电极的制造全面改为数控加工,并形成一定规模。2002年工具厂在人员比1997年减少52%的情况下www.cechina.cn,模具工装产值却增长了131%;2003年人员较上一年又减少16%,预计年产值将增长27%左右。如此的高速跨步www.cechina.cn,其中与CAD/CAM技术的应用与兴旺有着必然的联系。今天,数字技术作为一种巨大的生产力,在制造业已经被越来越多的人认识到了。
数控加工编程及CAM软件的工艺特点
数模与CAD/CAM软件
数模即图像编程中加工零件的计算机三维造型,是数控加工程序的母体,重卡工具厂近几年大部分模具、全部电极的数控加工都需要自己创建数模。目前国内用于工业CAD三维设计的软件大多数来自欧、美等国,较热门的有PTC公司的Pro/Engineer;EDS公司的Unigraphics、I-Deas、SolidEdge;IBM/DASSAULT公司的Catia;还有SolidWorks、Cimatron以及Autodesk公司的MDT、Inventor等等,其中多为交互式CAD/CAE/CAM系统。常用的数控加工软件一般分为两类,一为大型CAD软件的一体化CAM模块,如UG、CATIA等,其编程功能强大www.cechina.cn,但要用好也有一定的难度;还有一类是CAD功能相对较弱而CAM模块比较出名的中型软件控制工程网版权所有,主要特点是功能实用又相对较容易掌握,可谓高手新手都能用的,如以色列的Cimatron;CNC公司的MasterCAM; DelCAM公司的PowerMill等。作者使用过PRO/E、Catia、UG、Cimatron等软件,感觉综合应用还是UG较为理想,它的混合建模给予了用户很大的个性化空间,加工编程模块功能强大,提供的后处理编译器可为不同的机床系统作出适合的后处理文件。下文所谈及的编程实例,均为使用UG软件。
刀具应用选择
刀具的选择主要反映在模具的曲面、异形型腔加工方面,我们使用较多的是WALTER厂家的仿形铣刀,进口刀价格虽高但耐用,综合性价比高。粗加工多用可转位硬质合金球头刀、端铣刀或圆鼻刀,精加工用单片硬质合金球头刀,清根用粗加工刀、精加工刀或锥度球头白钢刀。
机夹刀的合金刀片要根据不同的加工材料来选用,错用将缩短刀片寿命。使用球头刀精加工时,在能满足曲面形状几何要求的前提下优先使用大直径刀。刀具使用当否直接关系到模具制造的成本、质量及效率。随着新材料的不断出现,程序员也应在实践中潜心研究,不断探索、应用新的刀具调整编程工艺。