微銑削發(fā)展趨勢(shì)展望
從2003年4月開(kāi)始,在歐洲金融共同體的支持下,一個(gè)技術(shù)研究組織(CRAFT)歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月,開(kāi)始對(duì)微型塑料組件的注射模具的微銑削(Micro Milling)項(xiàng)目進(jìn)行研究。在Fraunhofer Institute of Production Technology(IPT),該項(xiàng)目涉及到從技術(shù)提供到微型加工整個(gè)過(guò)程,參與研究者包括CAD/CAM軟件供應(yīng)商(Cimatron Gmbh)、銑削機(jī)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(dá)到53HRC,微型模具銑削的精度<5μm,曲面粗糙度Ra<0.2μm。
測(cè)試項(xiàng)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(shí)體曲面混合建模技術(shù),其ACIS內(nèi)核技術(shù)提供了高達(dá)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(jìn)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(shí)體建模不同,Cimatron的混合建模擁有“為制造而設(shè)計(jì)”的功能,用來(lái)修復(fù)幾何模型,通過(guò)各種曲面功能融合縫隙并變成實(shí)體。
Magafor為此項(xiàng)目提供特殊的刀具,刀具直徑最小達(dá)50μm,為了順利完成切削,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到160000rpm。為了降低風(fēng)險(xiǎn),防止換刀過(guò)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(jìn)入工件。
加工過(guò)程中通過(guò)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(shí)防止斷刀,以對(duì)微型型腔進(jìn)行開(kāi)粗加工。
在這個(gè)項(xiàng)目中使用了多種精加工策略進(jìn)行測(cè)試。并發(fā)現(xiàn)基于曲面的NC策略有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不均勻的刀路,通過(guò)使用3D步距策略接合HSC,獲得了更好的效果。同時(shí)Cimatron E也提供了在曲面上定義U-V方向的銑削策略,這一點(diǎn)證明是對(duì)于微銑削最合適的精加工策略。通過(guò)對(duì)微型轉(zhuǎn)子進(jìn)行U-V方向加工,產(chǎn)生測(cè)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(guò)后處理產(chǎn)生機(jī)床代碼。為了光順刀路,加工機(jī)床控制系統(tǒng)同時(shí)支持直線和樣條運(yùn)動(dòng),同時(shí)使用縮放用來(lái)提高精度;工件的幾何形狀通過(guò)放大到大尺寸用來(lái)計(jì)算刀路軌跡,然后在后處理過(guò)程中縮回原來(lái)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(gè)版本將會(huì)支持無(wú)縫縮放計(jì)算環(huán)境,在計(jì)算環(huán)境中按照放大的進(jìn)行計(jì)算,而對(duì)任何輸入或輸出包括模型、視圖、仿真、NC報(bào)告、G代碼都不會(huì)從產(chǎn)生任何影響。
(源自:中華機(jī)械網(wǎng))
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