微銑削發(fā)展趨勢展望
從2003年4月開始,在歐洲金融共同體的支持下,一個技術(shù)研究組織(CRAFT)歷時長達24個月,開始對微型塑料組件的注射模具的微銑削(Micro Milling)項目進行研究。在Fraunhofer Institute of Production Technology(IPT),該項目涉及到從技術(shù)提供到微型加工整個過程,參與研究者包括CAD/CAM軟件供應(yīng)商(Cimatron Gmbh)、銑削機床商(Kern)、刀具制造商(Magafor)以及模具制造商(Promolding B.V.,Structoform,和MMT AG),模具材料硬度達到53HRC,微型模具銑削的精度<5μm,曲面粗糙度Ra<0.2μm。
測試項目使用了為工模具行業(yè)提供CAD/CAM集成解決方案的Cimatron E軟件,Cimatron使用了實體曲面混合建模技術(shù),其ACIS內(nèi)核技術(shù)提供了高達1nm的內(nèi)部精度。
如果導(dǎo)入的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型質(zhì)量不好,必須在CAM操作之前進行修復(fù)。一些小的孔或者縫隙可能導(dǎo)致最終的加工工件質(zhì)量低。與單純實體建模不同,Cimatron的混合建模擁有“為制造而設(shè)計”的功能,用來修復(fù)幾何模型,通過各種曲面功能融合縫隙并變成實體。
Magafor為此項目提供特殊的刀具,刀具直徑最小達50μm,為了順利完成切削,主軸轉(zhuǎn)速達到160000rpm。為了降低風(fēng)險,防止換刀過程中產(chǎn)生的不連續(xù)的微型曲面,Cimatron E提供了多種加工策略。NC策略中支持斜線或螺旋下刀保證刀具最大限度的光滑和連續(xù)地進入工件。
加工過程中通過應(yīng)用高速切削(HSC)策略獲得均勻一致的刀路,并使用了毛坯殘留知識防止斷刀,以對微型型腔進行開粗加工。
在這個項目中使用了多種精加工策略進行測試。并發(fā)現(xiàn)基于曲面的NC策略有時會產(chǎn)生不均勻的刀路,通過使用3D步距策略接合HSC,獲得了更好的效果。同時Cimatron E也提供了在曲面上定義U-V方向的銑削策略,這一點證明是對于微銑削最合適的精加工策略。通過對微型轉(zhuǎn)子進行U-V方向加工,產(chǎn)生測試型腔并獲得了很高的加工精度。
要獲得好的加工質(zhì)量必須選擇正確的加工策略,但是刀路軌跡要通過后處理產(chǎn)生機床代碼。為了光順刀路,加工機床控制系統(tǒng)同時支持直線和樣條運動,同時使用縮放用來提高精度;工件的幾何形狀通過放大到大尺寸用來計算刀路軌跡,然后在后處理過程中縮回原來的大小。
為了以更加友好的用戶界面獲得這種縮放,Cimatron E的下一個版本將會支持無縫縮放計算環(huán)境,在計算環(huán)境中按照放大的進行計算,而對任何輸入或輸出包括模型、視圖、仿真、NC報告、G代碼都不會從產(chǎn)生任何影響。
(源自:中華機械網(wǎng))
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