模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究下0可调激光器
模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究(下)
模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究(下) 2011年12月10日 来源: 3) 半精加工刀具选择
半精加工的主要目的是去除粗加工残留下的台阶状轮廓。为完全去除台阶,铣削深度必须大于每一台阶到零件表面的距离x。其算法步骤如下: 步骤1 由零件实体模型获得两个相邻截面的表面积以及相应的轮廓长度;
步骤2 计算平均轮廓长度;
步骤3 计算台阶宽度;
步骤4 计算台阶拐角到零件表面的法向距离x ;
步骤5 重复步骤1~步骤4 ,决定每一台阶的铣削深度;
步骤6 计算刀具直径D, 按经验D=x/0.6或根据刀具手册推荐;
步骤7 选择铣削深度大于x 的最小刀具。
4) 精加工刀具选择 精加工刀具选择的基本原则是:刀具半径尺寸R 小于零件表面最小的曲率半径r,一般取R=(0.8~0.9)r。其算法步骤如下: 步骤1 从零件实体模型计算最小曲率半径; 步骤2 从刀具库中检索出刀具半径小于计算所得的曲率半径的所有刀具; 步骤3 选出满足上述要求的最大刀具; 步骤4 如果所有刀具大于最小的曲率半径,选择最小的作为推荐刀具。
3 系统实施及算例
CATS 系统在UG/OPEN API环境下应用C语言开发而成。后台数据库为Oracle 8i ,利用ODBC编程实现UG与数据库之间的通讯。所有的刀具数据及知识来自德国WALTER 公司的硬质合金刀具综合样本。 图4为一包含岛及雕塑曲面的模具型腔, 根据上文提出的粗加工刀具组合的优化方法,该模具型腔粗加工刀具的优化组合为20,12,8,5。计算中,工件材料选定为中碳钢,切削速度推荐值为100m/min ,铣削深度为刀具直径的1/ 2 ,进给量根据刀具推荐值由程序自动修正计算。同时,假定刀具库中现有平头铣刀刀具规格为f3,f4,f5,f6,f8,f10,f12,f16,f20。同样,根据半精加工和精加工的刀具选择算法,得到的球头铣刀的刀具直径分别为4和3。
图4 包含岛及雕塑曲面的模具型腔
4 小结与讨论
模具型腔加工的工艺规划通常需要很高的技术与经验,准备NC 数据的时间几乎和加工时间一样多。因此,自动产生型腔加工的工艺计划及NC加工指令的需求就显得愈加迫切。 本文系统研究了模具型腔工艺规划中的刀具选择问题,提出了模具型腔粗加工、半精加工、精加工刀具选择的原则和方法,构造了相应的实现算法,并在UG/OPEN API环境下进行了初步编程实现,开发了CATS原型系统。在刀具类型和规格确定的基础上,系统还可根据刀具手册推荐加工参数(切削速度、铣削深度、进给量等) ,对相应的加工时间进行评估。其最终目的是真正实现CAD/CAM的集成,继而通过后处理产生数控加工指令。目前CATS系统的界面还是独立于UG的CAM界面,CATS的决策结果还需要用户重新输入到CAM。 需要指出的是,要提高模具型腔的总体加工效率,需要从粗加工、半精加工、精加工的整体上考虑,进行多目标组合优化,这将是我们下一步要进行的工作。
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