基于Cimatron E7.0的模具高速加工编程模板设计

　　3.1 粗加工数控程序设计

　　粗加工的主要目的是实现单位时间内最大的材料去除率，并且形成接近半精加工的外形轮廓。粗加工时，加工效率是首要指标，对零件尺寸精度和表面质量的要求都不高。在粗加工时，开启Cimatron E 7.0的层间加工功能。层间加工功能使得进行粗加工计算时，系统会在两层之间查找过多余量并对这些部分进行自动的层间再加工，从而使高速精加工之前得到一个余量非常理想的，均匀的零件表面。这种动能可以减少粗加工及二次粗加工的时间。

　　选用φ36R8的环形刀粗铣所有区域，用体积铣中的粗加工环行铣的铣削方式。设置刀具运动参数，在“进刀与退刀”中选择法向，并使用系统默认的进退刀轮廓值，为了避免刀具与毛坯相碰，使用绝对坐标。粗加工余量为2m，公差0.5mm。设定机床参数：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度，在加工中选用2500mm/min的进给速度，600r/min的转速，每层切深为0.6mm。

　　3.2 半精加工

　　采用二次开粗加工方式对粗加工后所残留的毛坯进行半精加工。加工的顺序选择接层加工。选择按层加工时，刀具路径将在同一高度内的所有内外型加工完之后，再加工下一层，为精加工保留较均匀的加工余量。选用φ24R6的环形刀进行二次开粗加工，加工余量为0.2mm，公差设为0.05mm，进给速度为1600mm/min，转速为1000r/min，切削深度0.5mm。

　　3.3 精加工数控程序设计

　　Cimatron E7.0的精加工功能既有通常的沿表面光刀的加工方法，又有先进的区域识别能力，即对零件的形状可以进行有效的斜率分析，这些都可提高加工的效率和加工的质量。精加工刀具轨迹优化的主要目的是提高产品的加工精度，可从加工方式、走刀方式及工艺参数的合理选择等方面进行优化。根据模具的特点，用φ18R2的环形刀采用曲面铣中的“环切-3D”的方式进行精加工，进给速度为2600mm/min，转速为1500r/min，切削深度0.5mm。曲面铣要开启高速加工模式，这样软件会自动在加工过程中避免刀具过载，并自动采用光滑的进，退刀方式和光滑的移刀方式。

　　3.4 局部精细加工

　　Cimatron E7.0在精细加工方面功能丰富，在精细加工中应用比较广泛的是自动清根功能。清根加工可以自动侦测大刀具铣削后的残留余料区域，再以小刀具针对局部区域进行后续处理。建立新工序，选择清根加工程序。因清根主要是清除模具型腔内有四角部位的余量，所以甩φ1080.5的环形刀清根铣，进给速度为1800mm/min，转速为2000r/min。切削深度0.3mm。

　　3.5 模拟加工和检验分析

　　Cimatron E7.0系统提供的仿真模拟不仅可以验证宴体切削状态下的刀具路径是否合理及有无过切、干涉现象，在工艺上存在缺陷时还可以进行有效的报警并提示人员修改相应的部分。在仿真结果上，还可以进行定性的测量与加工结果的校验，可以帮助编程人员迅速根据零件的加工结果与余量状况，作出下一步工艺编程的决定。局部精细仿真加工结果，如图2所示。

    图2 局部精细加工仿真

　　3.6 模板制作

　　把当前所有的刀具路径程序，加工零件、加工毛坯和加工程序等参数保存为模板。在以后加工同类零件时，既可用该模板更新刀路轨迹或加工程序。

4 结论

　　高速加工技术是现代先进制造技术中最重要的共性技术之一，并逐新成为切削加工的主流技术。高速加工技术直接应用于模具型腔的粗精加工，与传统的模具加工方法如电火花加工等相比，可大量节省模具后续加工中的手工研磨时间和加工成本，显著提高加工效率和加工精度。编程模板在模具数控加工中的应用，通过借鉴已有工艺设计经验和经实践验证的工艺参数，快速地生成零件对应加工特征的合理加工参数。针对不同零件的数控加工，调用相应的程序模板，只需对少数切削参数进行相应的修改，便可以生成适合实际应用的加工工艺与数控程序，以提高工艺设计及编程的效率与质量，减轻数控加工工艺设计人员的工作量，规范数控加工工艺规程。