■四川機電高級技工學校 (崇州 611230)
韋 林
如圖1所示為本單位為某塑膠管件企業(yè)加工的模具型腔圖樣,產品型號為D70塑膠管直接頭,材料為Cr12MoV,模具坯料由客戶提供,要求按圖樣加工出合格的模具型腔。
圖 1
在初次為該客戶加工時,該客戶提供的材料為整塊實心料。采用UG軟件進行造型和編程,在WORKPIECE中設置“工件幾何體”和“毛坯幾何體”,工件幾何體選擇該模具的型腔三維實體圖形,毛坯幾何體利用軟件提供的“包容塊”自動生成毛坯,該毛坯為實心料,與客戶提供的坯料一致(見圖2)。
粗加工采用直徑為20mm、圓角半徑為5mm的圓角刀進行型腔粗加工,在U G中加工方式為“型腔銑”,采用分層往下走刀的形式,生成的刀具軌跡如圖3所示。由于坯料為實心料,故粗加工的時間較長,約為45min。
圖 2
圖 3
在加工完第一套型腔后,經與客戶交流,發(fā)現采用實心坯料直接進行加工存在以下問題:①粗加工時間較長,刀片損耗大,導致加工成本較高。②粗加工去除的材料成為切屑后,回收價值很低,實際上可以在該坯料進行粗加工前進行線切割加工,得到一個圓柱體料,其直徑一般比該型腔中所有圓中的最小直徑小1~1.5mm,作為后續(xù)加工的余量,該圓柱體料可以作為其他模具的芯頭。再將坯料用線切割分成兩塊(見圖4),這樣可達到該材料的最優(yōu)化利用,在后續(xù)的數控加工時也可以減少切削時間,并降低刀具的損耗,從而降低成本。工件實體與優(yōu)化后的毛坯實體如圖5、圖6所示。
基于以上兩點,決定對該產品的加工進行優(yōu)化,客戶在來料前先進行線切割加工,得到如圖4所示的空心坯料。
圖4 第二次加工的空心坯料
在利用UG進行編程時,如果按照實心料作為坯料編程,加工時又為空心料,勢必會造成許多空刀軌,雖減少了刀具的損耗,但粗加工的切削時間并未縮短。
為了解決這一問題,必須對加工參數進行重新設置。
解決問題的關鍵是對U G加工設置中WORKPIECE項目進行設置,在設置前按照線切割后的坯料尺寸進行造型(見圖4),在WORKPIECE的設置中,只需將“指定毛坯”項由原來的“包容塊”改為選擇造型好的實際坯料,WORKPIECE中的工件實體與毛坯實體的關系可以理解為軟件在進行刀路運算時,所要去除的材料為毛坯實體與工件實體之差。
設置好后,原來的粗加工程序“型腔銑”所有的參數設置無需改變,只需重新生成程序即可,如圖7b所示,U G生成的刀軌會自動判別毛坯,從而避免了前述的“空刀”,得到優(yōu)化后的刀路。
經過實際加工驗證,粗加工的時間縮短了50%左右,而且該模具的材料得到了最優(yōu)化的利用,機床和刀具的加工成本也隨之降低,客戶非常滿意。如圖8所示為加工完成的型腔。
圖8 加工完成的型腔
UG是一款非常優(yōu)秀的CAD/CAM軟件,在進行數控加工編程時,對WORKPIECE進行合理設置,可解決如本例中遇到的毛坯改變的問題。在進行編程時,可根據毛坯的具體形狀進行造型后在毛坯實體中設置,且U G在參數設置中的“父級”、“子級”關系優(yōu)勢明顯,如本例中,重新設置了坯料,無需重新進行加工設置,只需重新單擊“生成刀軌”,即可生成毛坯改變后的刀路軌跡。
圖5 工件實體
圖6 空心坯料與工件實體
圖7 前后刀路對比
[1] 楊寧寧. UGNX6數控加工案例解析[M]. 北京:清華大學出版社,2010.
[2] 陳宏鈞. 實用金屬切削手冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2010.