使用 POWERMILL 加工机锻模的工艺与技巧.docx

运用POWERMI1.1.加工机锻模的工艺与技巧本文主耍介绍了运用k)«i：rmii.i.软件加工锻造机/镶具的三轴数控帙加工程序，结合战模的形态困难、组腔窄深、处种繁杂等特点,在软件本身的加工第路和加工方式的基础上总结了一些加工工艺与技巧，在保证俄模精度的基础上提高锻模的加:效率.一、概论1、CDCM软件经过40多年的发展,国内外都有了成熟的产品.PowerMI1.1.就是英国De1.caB公司Qu)/CAM专业化软件模块之一。De1.camCAD/CAM系列软件被广泛地应用于航空航天、汽车、船舶.家用电器.轻工产品和模具制造等行业.1991年De1.caa产品首次进入中国市场。1997年在北京成立De1.ca-中国)有限公司。多年来，De1.cam始终保持CM软件开发探讨的世界领先地位.PorerM1.1.1.是一个独立式的三维加工软件.它能快速、精确地产生无过切和加工和精加工刀具路径.PouerMI1.1.能读入各种CAD系统产生的三维模型,供应完善的加工策略，进行完全的加工。2、东风锻造有限公司引进了Oekam公司的POWERSHAPE和P<三RMI1.I.软件.利用该软件完成三釉数控跣床加工锻造机锻模具的NC理序。我们利用该软件中的PtWERSHAPE模块进行模具型腔的三维造型(或其它软件),然后把二.维图形导入POWERM11.1.模块中,依据模具的形态特点、不同的工艺要求和精度要求，放徒的选用该系统供应的各种加工方式和加工参数进行一:轴数控帙床的模拟加工，后宽处埋形成数控枕床的NC代码，然后传送到机床进行加工.至今已经在锻造模具加工中运用了5年，由于锻模的形态困难、型腔窄深、品种繁杂的特点，在软件的加工策珞和加工功能的茶础上总结了一些加工工之方法和技巧.在保证运用的状况下,采纳合理的经济精度和经济的相摄度.提高锻模的加工效率.二、假模的种类、特点及技术要求1、我厂主要生产汽车城件，俄模全部由本厂自己生产,因此诚件的种类确定了赧模的品种,主要锻件有连杆、曲轴、前轴、轮毅、万向节叉等,因此徽模型腔困难，单件小批fit生产，因此采纳数控加工比较适合.氓件的不同锻造生产工序也不相同，但是基本工序为预锻一一终锻切边校正。颈、线、校徽模的共同点就是上、下分为两大模块.狡、终俄模型腔基本相同.要求也相像.所以加工基本相同.切边模具又分为切边凸模和切边凹模，加工就完全不同，而校正模具又和终、预锻付所区分，加工当然有所区分.2、锻件的不同模具的精度要求也不同,工序的不同模具要求也有所不同.因此模具制造的技术条件许多，下面列举要采纳数控加工部分的,些通用技术要求：（八）圾税的制造标准规定全部尺寸及小公差为士0.0811m：(b)终、预锻型腔的表面粗糙度为Ra1.6：(C)飞边桥部粗糙段为Ra3.2;(d)飞边仓部的粗健僮为Ka1.2.5(e)切边凸模型腔与锻件凸台必需用有间眼1.5一一25，甚至更大些;凸模外轮那与凹模之间也有12mm的间隙.(f)校正模的型腔也和凸模型腔一样有类似的技术要求,就是型腔的凸台等特别部分和锻件要有间隙，(g)部分锻模由于模具结构增加了锁11,虽然尺寸技术要求不是很岛.，但是要求凸和凹锁口单面协作间隙是0.3».3、经过以上对懒模的特点和技术要求分析，一般状况下徽模只是部分采纳数控加工，特别状况卜全部朱纳数控加工.常常采纳数控加工的部分为：（八）预、终锻模模块的外形不采纳数控加工,如图1终锻锻模型腔(中间黄色部分)、肯定是采纳数控加工;而部分模具的仓部(边缘灰色部分)采纳数控加工。桥部(红色部分)大部分模具不须要数控加工：如图2所示部分曲面分模的桥部和如图3带凸琐口的上模等须要数控加工.(B)校正模具“百里楙进行数控加工;假如曲面分模就要全部采纳数控加工:如一些冒类零件(C)切边凹模刃口采纳数控加工,仓部一般不枭纳数控加工；(D)切边凸模不但型腔而且外轮睨也要部分或全部数控加工(如图4凸模).(E)模具锁口的精加工采纳数控加工，这样可以保证协作间隙，三、徽模的数控加工工艺及POfEMf1.1.1.模抵In工流程1、锻模的数控加工基本工艺不同类别和大小的锻件确定了不同规格的的锻模，因此数控加工工艺有所区分,位足基本方法相同，就是开粗半精加工一一精加工,加工的思路是万变不离这个初史，下面就是中、小曲轴的徽模的基本数控加工步骤；年50R8或齐30R5大刀全面粗加工(加工余量为1I.5三n)：©2QR4半粗加工(加工余收为0.80.5mm)10R3半精加工（加工余J1.t为0.3-0.511三）U）10R5精加工（尺寸精度依据技术要求达到）年6R3清根2、PWi-RMI1.1.软件中的模拟加工步骤为：产生毛坯,依据锻模模块的大小计算产生毛巾（图5）:图5嵌及度岫姗)WBTtM1.iMzMW)MoeGWf1.rgtt/姗)王QR也伪/»”)«00«冷M选择迸蛤和转速：依据刀具和阅历确定（图6）;-图7图8选择切入与切出方式、刀具连接方式、拾刀方式等：依据加1.方式、加工策略和刀具确定详细数值和方式（图8）:出选择刀具：利用刀具库选择刀具参数,确定刀具形态；他选择加工策珞确定加工参数：选择加工精度、加工余量、切深和切宽等主要参数后.就可以进行计算模拟加工；*»«40W1.ISH2GEJ*>a*aT-YCM7Att«V8«Mec*KCf1.rsVOU皿aQ>UA!Tt*tr口M3dgr;*|«一叫:iH>UM图g（U模拟仿真加工结果、检查加工过程;图10囚后置处理，产生数控跣床的NC代码%N1.OG1.ON20G90G80G17N30(J05.IQ1.N4OM5O50G54G90N70Z1.N8OG1Z-.3MF5OON2110G0Z6.N2150M9N2160M30四、运用POraamx软件的加工技巧实现NC程序的优化1、利用软件的功能，实现经济精度的加工依据徽模的技术要求,把模具依据尺寸精度分区域进行加1工,就是把型腔和仓部分别加工，这样仓郃就可以一步加工到位，不必再诳行粗精加工.利用软件产生的边界，单独加工边界的内、外部分，这样尺寸精度和粗糙度就可以独立限制”如图“中用红色的曲轴轮麻或把仓部和型腔分开,绿色是正在加工的仓郃.图112、利用软件毛坯可以明解大小的功能使加工路径连续，避开无甑义的抬刀软件模拟的毛坯是依据模块的大小进行计算产生的,因此在加工如图12所示的刀具路径足断开的，因为依据模块计算的毛坯不鲂个刀具的直径窕度，软件示为不行加工，因此不尊刀具口径的宽度的地方，模拟加工时它为了避开过切，就自动抬刀跳到卜一个UJ以加工的地方.但是毛坯具备放大和缩小功能.所以在加工外轮次的时候可以利用此功能来实现刀具跖径的连续。如图13就是人为加大毛坯的宽度到刀具真径后,刀具路径连续,使加快平稳，节约刀具,提高加工速度.3、利用软件中刀具路优的裁减编辑功能优化程序，削战抬刀时间如图H是利用50R8开粗曲轴凸模外轮麻,加工方法就是标准的加工余量1.Om利用软件干脆计算的结果。标准的开粗加工是分层加工，同一层的全部部分加工完毕后再同时加工下层，这样抬刀就增多（图M中红色的她为抬刀），加工时间为:I小时03分钟，抬刀时间为282次：如图15是和图14一样的加工方法,只是加工余It改为8.OHm,也是软件干脆计算的结果.加工时间为53分钟，抬刀时间为173次；如图IH是利用刀具路在编辑功能进行刀具路较故及，分成几个独立的部分（图16,图17是分程序）后再合并成一个程序,也就是让它在同一个地方加工完成后再跳到下一个区域进行加二，避开了抬刀次数多奢侈加工时间.经过编辑后的程序加工模拟时间为35分钟，抬刀次数为65次-1、变更嵌模扃部粗精加工次序优化加工程序目前许多中、小曲轴的曲柄同部尺寸的极面很小,而且较深，310R5刀具没有方法加工到尺寸，必需采纳6R3刀具才能进行加工，因为刀具越小，要求切深和切宽的参数越小，因此加工的时间越长.所以在加工过程中,不是加工时间过长,就是造成4>6R3的刀断，使加工无法进行卜去:经过长时间的摸索认为还是利用大刀精加工，只是局部变更常规像则开祖半精加工精加工的方法，并且分块加工，然后把程序合并成一个整体.这样使模具加工顺当,也不会因为运用小刀相加工造成程序过长。如图19曲轴数控加工工艺知巾50R8或者,b30R5大刀全面粗加工(加工余量为11.5Bff1.);(2)20R4半粗加工(加工余量为0.8-0.5m)(3)10R3半精加工(加工余量为0.30.5mm)(1)10R5精加工后可以加工到的部分全部加工到尺寸46R3同部机加工(先分块加工，然后合并成一个程序输出到机床)(6)6R3局部精加工(同上)(7)6R3全部清根5、利用协助程序优化加工程序，削减武红加工在上面的曲轴加工过程中.虽然变更闹部粗、精加工依次解决了曲轴加工中的难鹿.但是在实现的过程中又出现了,个新的问题须要解决，就是利用小10肪精加工后，6R3从那里起先进行粗加工,又从哪里起先进行精加工，型腔比较困难边界如何确定,假如边界过大造成加工时间长，假如边界过小造成刀断.如何斛决这一冲突,只有利用软件功能，但是软件中只有粗加工时才位进行后一把刀具参照上把刀具的残留加工,而精加工程序没有方法参照跖径加工.而该工艺中小6R3的前把粗加工程序采纳的是I0R3刀具,只有该程序可以进行参照，假如参照那么6R3的局部开粗程序的范阳就扩大了，也有部分正我的加工区域,因为再实上10R5己经加工过了的区域又重新加工了。这样就引诳了协助程序的概念.协助程序就是在软件模拟加工过程中起到协助的作用.但是在输出NC程序时不再输出，就是在实际加工锻模的时候此程序不会出现，实现的方法就是利用软件，采纳1.10R5刀具产生一个粗加工程序,并且可以把尺寸精度限制在必要的精度，然后6R3局部开粗程序就可以参照这个假设的程进行加工,这样该程序的加工范围刚好适合，避开了生复加节约了加工时间.如图20就是一个曲柄中参照后的粗加工程序.6、利用负余制的加：和进退刀选择，实现锁拉的间陲协作及削减协助加工时间前面己羟提到，徽模的锁拉凸、叫间曲是0.3m.理论协作当然没有问题,但是实际加工常常出现协作网即都是间隙过小,但是尺寸精度和表面粗糙度并没有特别要求.只是间隙限制比较严格，这样就给加工留有选择的空间，尺寸精度比较好限制，只要限制在0.02Inn即可.但是假如表面超糙度低.那么就把间隙吃掉一部分，协作出现何题;假如表面相济度海，加工时间过长：为节约加工时间，提高效率，就是可以利用软件中加工余录可以选择负值的功能解决这个冲突“因为衣面粗糙度超低，走刀越快,加工效率越高，所以首先把凸、凹锁扣的表面粗糙度限制在Ra6.3即可.这样凸、凹锁扣表面的加工的残留高度都是0.063mm.锁扣协作时间隙就被残留高度吃拉了0.126mm,所以锁扣间班只有0.174m11,当然出现同烟，这还是理论计算,实际加工还有刀具的偏移何麴,因此在此计算的基础上加上实际阅历.加工余饭采纳-0.211m0.5M左右，带助消退残田带来的协作后患，又一次实现经济精度和经济粗糙度的概念.另外由于锁扣的加工大都是精加工，进退刀具可以选择直城或者无，这样可以节约M工协助时间.如图21和图22是前后方式的对比.7,利用软件加工参数的设定实现凸模型腔经济粗糙度的概念前面已经分析过，凸模理腔。锻件存在间隔，并且在1.Omn左右,因此间隙都分根本没有必要加工到表面粗便度Ra1.6,而加工到Rn3.2或拧Ra6.3完全可以达到运用要求,因此如图23（绿色部分）就把型腔分成两个部分，只把和锻件接触部分的加工多数设定为达到Ra1.6的要求.而其余部分的参数加大,这样可以节的加工时间,而不影响银模的运用.从而哄现廷济粗糙度的概念.图23五、结束谙，据有关资料报道：模具制造的生产成本粗略的分布为：切削65%工件材料20%热处理5%装配/调整10%这也特别清晰的表明门良好的金属切削性能时模具的经济生产的杀要性，与传统的想工方法相比,采纳数控加工的银模从提拓加工质fit、提高生产效率、减轻工人劳动强健、降低生产成本等方面，其效果都特别明显，但是提腐锻模的切削经济性99%取决于数控程序.因此经过5年来的实践和换索,依戕POBERMI1.1.软件.从搬模的经济精度和经济粗糙度的概念入H实现了锻模的分区加工、1.11J型梏不同精度的加工、出入协助程序的概念等技巧,提高了彼模的加工效率.技术是无止境的,这里只是她睢引玉.布里今后涌现出更多有爱好的技术人员，更深化的探讨开发数控加工软件的各种功能和技巧，更诳一步提高慑锲的加I：效率.文章来源:Paermi1.1.视短教程