Cimatron it软件中WCUT工序在复杂型腔加工中的应用

　　选择WCUT CONTOUR ROUPH进行粗加工。由于WCUT/ROUGH工序具有高效的环绕切削走刀及智能化的进刀设置等优点，是针对型腔模零件粗加工的理想工序。该工序可根据加工参数中设置的加工高度范围及层降高度，生成一系列随毛坯外轮廓及零件加工外形的变化而变化的等高切削层。在每个切削层中，能基于对零件形状的自动判断，生成采用侧向或螺旋等自动进刀方式，并采取环绕或毛坯环绕等走刀形式来切削毛坯轮廓与零件轮廓所围区域之间的材料。WCUT粗加工还支持加工区域过滤，针对不具备中心切削能力的刀具，通过对MIN PLUNGE SIZE参数的设置，系统会自动过滤掉刀具盲区干涉的区域的粗加工路径，而避免事故的发生。

　　进入WCUT工序参数表，对有关的主要参数作如表2所示的设定，参数设置完后执行该工序，生成的刀具路径如图2所示。

　　2.2 基于毛坯余量的半精加工

　　半精加工的效率与质量对整个模具加工是至关重要的。由于粗加工后毛坯上的各处余量不均匀，如果直接根据零件模型来生成半精加工刀路，为了安全的考虑，必须根据余量最大的情况来生成刀路，这样在加工中必然会产生大量的空走刀，影响加工效率。理想的半精加工应基于粗加工后毛坯的加工余量来计算刀具轨迹。使用WCUT/ROUGH工序，并选择加工参数中的WITHSTOCK选项，使用Cimatron独特的最佳事前优化技术，使生成的刀具轨迹根据粗加工后毛坯的加工余量情况来生成，不仅彻底消除了空刀现象，而且刀具的切削载荷更合理，刀具轨迹更流畅，相比采用事后优化技术能生成更理想的半精加工刀具轨迹。同时还可以使用独特的沿面层加工功能，选择BETWEEN LAYERS：ON SRF选项，使两个切削层之间的毛坯加工余量通过合理的沿面层间再加工，相比通过减小层降高度来提高零件的表面加工精度的方法，可在达到相同效果的前提下，大大提高加工效率。

　　使用E20刀具进行半精加工，参数设置与粗加工相似，使用WCUT/ROUGH+FINISH，选择WITHSTOCK(计算刀路时根据毛坯残留情况进行计算)选项，选择BETWEEN LAYERS：ON SRF(层问加工采用沿面铣削方法)选项，其他参数设置不再详述。参数设置完成后生成的半精加工刀具路径如图3所示。

　　2.3型腔精加工

　　零件精加工是实现零件最终加工要求的一道工序，精加工效果的好坏将影响整个加工工艺的成败。精加工的目的是要达到零件在抛光前的尺寸精度及表面质量。由于抛光余量较小，因此在精加工后的表面应基本没有明显的刀痕，且尺寸基本到位。为了实现这个目的，要求刀具在进刀时应采用较小的切削量、较高的切削速度。当然，要使精加工能顺利进行，前提是精加工前毛坯上余量较小并分布比较均匀。本例型腔精加工使用WCUT工序中独特的斜率分析功能，能自动区分加工面中的垂直区域与水平区域，并采用不同的精加工方式分区域来完成整个加工面的精加工。采用WCUT/FINISH选项，并在加工参数中选择BETWEEN LAYERS：HORIZ，能对加工面进行自动斜率分析，并根据分析的结果自动将不同的区域分别采用沿面加工及等高线加工来进行。

　　使用B10刀具进行型腔的精加工，参数设置为：使用WCUT/FINISH工序，选择BETWEEN LAYERS：HORIZ(将曲面区分为垂直区域和水平区域分别进行加工)选项，选择SLOPE ANGLE=300(曲面斜率角小于30。为水平区域，其余为垂直区域)选项，其它参数与上述加工参数相似，在此不再详述。参数设置完成后，进行刀路轨迹计算，生成精加工刀具路径如图4。

3 仿真结果与加工模型

　　选中程序管理器上的所有工序，选择SIMULA—TION/SIMULATOR选项，进入模拟校验环境，进行模具型腔的加工仿真，仿真结果如图5所示。通过后置处理(POST)，将上述所编写的加工程序转换为机床町以识别的NC代码，将生成的NC代码传输到三菱加工中心进行加工，加工的结果如图6所示。

　　由于刀具及模型等方面的问题，在加工中心上铣削加工后，在模具的某些局部还会留有一些无法加工的余量，这些地方的精加工需要在后续的CNC雕刻机上进行精雕加工。

4 结语

　　针对模具的数控加工，Cimatron it提供了非常丰富的加工功能，但采用不同的加工工艺及不同的加工工艺参数，会产生完全不同的加工效果。通过对提升机架上模具型腔的数控加工，介绍了WCUT工序可同时完成同一款模具的粗加工、半精加工和精加工，并通过合理的参数设置来达到最理想的加工效果。