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五軸聯動加工中心在木模製作中的應用

2014-1-31 來源：數控機床市場網作者：-

　　某客戶V法（fǎ）鑄件（jiàn）年產量10萬噸以上，鑄造用模（mó）具均為木模，每年開發新產品約60餘種。產品以平衡重類（lèi）為主（zhǔ），鑄造用模具尺寸較大。引進意大利PaolinoBacci公司生（shēng）產的Master546五（wǔ）軸聯動加（jiā）工中心後（hòu），在模具製作過（guò）程中，通過Solidworks、CimatronE等軟件進行鑄造模（mó）具設（shè）計，應用CimatronE軟件進行編程，用加工中心進行（háng）模具加工，節省（shěng）了大量的人（rén）力成本，降低了勞（láo）動強度，模具製作更精確、高效。

　　1.客戶五軸聯（lián）動加工中心主要參數

　　加工中心機體為（wéi）龍門式構造，工作台尺寸（cùn）1600×1600mm，X×Y×Z行程為3000×2600×950mm、A軸傾斜角（jiǎo）度為±135°、C軸旋轉角度為±200°，具有（yǒu）一個可以安放16隻刀具的圓盤轉塔（tǎ）式刀庫，全部自（zì）動換刀，主機（jī）采用FANUC伺服控製係統。

　　2.傳統木模製（zhì）作工藝

　　傳統的（de）木模製造方法，是根據零件的鑄造工藝圖紙，確定模型分類，模塊結構，手工繪製放（fàng）樣圖（tú），進行分塊製作、組（zǔ）配。其中，放樣是對零件二維圖紙（zhǐ）尺寸的具體化，也即是模塊製作（zuò）標準。同時它也是模型設計製造的一個關鍵工序，對模具製作者技（jì）術水平要求較高。對於（yú）一些複雜的零件，在模具製造過程中（zhōng），由於二維圖紙尺寸不完（wán）善以及模具製作者對圖紙的理解不透徹等問題，所製作的模（mó）具難免存在（zài）尺寸不精確等問題。這些問題多數隻能在模型製造過程（chéng）中逐步被驗（yàn）證出，有些甚至等到鑄（zhù）件製造出來後才能發現。這（zhè）樣不僅增加了模具開發的工作量，耽誤了新產品開（kāi）發進度（dù），而且還存在模具精度偏低等（děng）問題（tí）。

　　3.加工中心應用流程

　　3.1鑄造（zào）模具三維（wéi）設計

　　現階段，V法平衡重類（lèi）產品（pǐn）設計一般用三維CAD軟件進行。鑄造（zào）模具設計過程中，輸（shū）入客戶的產品三維圖至Solidworks軟件中，根（gēn）據產品的鑄造工藝圖（tú）紙（zhǐ）設置模具縮水、拔（bá）模斜（xié）度等參數。

　　3.2加工程序編製及後處理

　　客戶應用的（de）是CimatronE8.5編程（chéng）軟件，CimatronE8.5是以色列Cimatron公司（sī）旗下產品。CimatronE的數（shù）控（kòng）加工技術一直處於世界領先的（de）地位，被普遍認為是最傑出的數控編程設計軟件之一。CimatronE8.5支持從2.5到（dào）5軸編程設計。

　　加工程序編製一般分為以下步驟：

　　①根據鑄造模具特點，初步製（zhì）定加工工藝;

　　②根據模（mó）具的不同曲麵分步（bù）進行編程，選擇適當的加工程序，選（xuǎn）擇合適的刀具、主軸轉速（sù）、進給速度、刀（dāo）路步距等加工（gōng）參數（shù），生成刀具路徑，如圖2所示;

　　③後置處理生成NC程序

　　後置處理程序是通用數控編程軟件計算產（chǎn）生的（de）刀路軌跡源文件和專用數控加工中心所（suǒ）能識別的ISO格式的NC程序之間的編譯軟件（jiàn）。圖3是Cimatron公司針對我廠Master546機（jī）型所開發的後處理器（qì）。

　　3.3加工程（chéng）序仿真檢查

　　意大利PaolinoBacci公司開發了一款智能型三維實體機床仿真模擬軟件Pitagora。可以對五軸聯動數控加工中心的運動（dòng）過程進行（háng）精確真實的（de）動態模（mó）擬，可直（zhí）接讀入CimatronE後置處理（lǐ）生成的ISO代碼。可以進行動（dòng）態縮放旋轉、加工過行程檢（jiǎn）查（chá）、幹涉碰撞檢查、刀頭快速移動軌跡調整和加工時間計（jì）算，如（rú）圖4所示。Pitagora確保了（le）CimatronE所編製程序的準（zhǔn）確（què）、安全性，非常具有實用價值。

　　3.4模具毛坯（pī）的製作

　　按照鑄造工藝圖紙製作一個有適當餘量（liàng）的模（mó）具毛（máo）坯，無需考慮詳細的尺寸，降（jiàng）低（dī）了模具製作者的工作量。

　　3.5模（mó）型加工

　　如圖5所示，通過專（zhuān）用壓具（jù）把模型毛坯在加工中心工作台上固定，並（bìng）通過設置，實現工件坐標係和加工坐標係的關聯;把NC程序輸入到加（jiā）工中心，通（tōng）過其編碼器的轉換，實現加工中心的各（gè）個（gè）刀軸的（de）聯動，從而完成模型加工。對於模（mó）具不易取模、需做活塊（kuài）處，可預先把活塊（kuài）粘在模型上直（zhí）接加（jiā）工。

　　4.結束語

　　通過五軸聯動加工中心的應（yīng）用，節約了人力成本，縮短（duǎn）了（le）V法模具的（de）開發周期。而且能加工出高精度的曲麵（miàn），從而製作出高精度的模型，進而生產出高精（jīng）度等級的（de）鑄件。隨（suí）著人力（lì）成（chéng）本的上升以及對木模（mó）精（jīng）度要求的提高，應用五軸聯（lián）動（dòng）加工中心製作V法木模將成為鑄造模具行業的發展趨勢。

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