專題：口罩機(jī)KN95熔接齒模加工案例

來源： 3DSystems

現(xiàn)在越來越多的客戶使用Cimatron加工口罩機(jī)上的熔接齒模,因為軟件功能強(qiáng)大，編程簡單易用，生成的刀具路徑高效、安全，得到了大家的青睞。本文對熔接齒模加工使用Cimarron主要功能做了簡短的總結(jié)，希望能對大家有所幫助。

本加工案例介紹的是下面的零件：
Cimatron用戶加工出來的成品，加工時間12.5小時，材質(zhì)：DS53模具鋼。

1.模型準(zhǔn)備
（1） 導(dǎo)入KN95熔接齒模

通過如下接口類型導(dǎo)入三維模型數(shù)據(jù)。

導(dǎo)入的結(jié)果如下：

注明：Cimatron軟件本身有比較齊全的CAD功能，完全有能力設(shè)計完整KN95熔接齒模的三維模型，如果是外來數(shù)據(jù)模型，可以使用專門數(shù)據(jù)接口或者通用的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行導(dǎo)入。

（2）模型質(zhì)量分析：

注明：通過對模型的質(zhì)量分析，可以查看上游設(shè)計的模型質(zhì)量是否有問題：比如小碎面、開放邊等問題，并能進(jìn)行自動修復(fù)，還可以在公差范圍內(nèi)光順和簡化幾何體，為編程做好準(zhǔn)備。

（3）展開模型

這個是關(guān)鍵的一步處理，不展開就不能用纏繞加工，下圖是展開使用的命令和展開的結(jié)果。

注明：軟件可以快速地展開實體、曲面或者曲線，展開時要選擇好展開的參考面，這會影響到KN95熔接齒模的刃口尺寸。

2.編程輔助工具的應(yīng)用
（1）下圖是計算出來的零件最大包容盒，也就是最大尺寸和零件凈重：直徑80，總長292，重量7公斤，為下料和報價做準(zhǔn)備。

2）下圖是利用編程輔助工具分析2D展開圖的空檔間隙。

3）下圖是利用編程輔助工具分析各處的拔模角。

注明：通過使用圓角分析、拔模角分析、體素分析等編程輔助工具，可以幫助編程者快速選擇刀具和定制加工工藝，Cimatron編程輔助工具和編程必要的CAD功能都已經(jīng)鑲嵌在編程環(huán)境里了，Cimatron軟件是CAD和CAM高度集成的軟件。

3.加工策略的應(yīng)用
首先要系統(tǒng)自動創(chuàng)建回轉(zhuǎn)毛坯（車削毛坯），如下圖所示。

注明：
創(chuàng)建回轉(zhuǎn)毛坯時還可以做徑向和Z方向余量。
生成毛坯用來做程序的實際加工模擬，所有程序包括纏繞程序均參照這個毛坯來模擬。

（1）粗加工程序：
三軸編程再通過Wrap生成4軸刀具路徑：粗加工軌跡如下（零件的深度為2mm，程序是一層軌跡，底部直接加工到位）

下圖是路徑局部放大圖：可以看到刀具是擺線切入，路徑間是圓弧連接，加工高效安全，并可以減少刀具和機(jī)床的損耗。

  

粗加工也可以用軟件專門的高效加工模塊生成完全圓弧連接、載荷均勻的刀具路徑，適合加工尺寸更大的零件。

注明：
上面粗加工程序，用到軟件一個很好的功能，就是為不同區(qū)域的曲面留不同余量，一個程序最多可為6組面設(shè)定不同余量，本案例只把刀口這個關(guān)鍵部位留量0.4，底面為非工作面，不用留量直接加工到位，而凸臺留量0.2。

繞著x軸旋轉(zhuǎn)的4軸機(jī)床加工軌跡如果平行于 X 軸方向切削，加工效率會更快。

（2）角落殘料自動清理程序：

采用3軸加工策略里的自動清角功能，通過軟件Wrap功能轉(zhuǎn)換為4軸刀具路徑，下面右側(cè)圖是局部放大的4軸路徑。

注明：
清角程序完全基于剩余毛坯計算，通過專門的殘料銑削工藝，使用小的刀具自動去掉前面粗加工程序剩余的殘料
系統(tǒng)具有精確的毛坯識別能力，即使使用很小的刀具進(jìn)行切削，只要在刀具要求的切削參數(shù)范圍內(nèi)，就不會斷刀。



（3）凸臺加工程序：

因為小凸臺側(cè)壁的展開圖但是直面，使用2.5軸的輪廓銑精加工策略，通過軟件Wrap功能，路徑自動纏繞為4軸刀具路徑，下圖是2.5軸輪廓銑刀具路徑，采用圓弧進(jìn)退刀。

注明：
這個程序的特色：編程選擇加工輪廓時，一次可以選擇很多個輪廓（幾百個），編程效率高。

（4）刀口部分的精加工程序：

這部分是關(guān)鍵，要求比較嚴(yán)格，因為這部分的幾何無法用纏繞程序加工到位，用軟件自帶的四軸加工策略，四軸精加工軌跡如下：右側(cè)是局部放大圖。

注明：
建議使用錐形刀具精加工，提高加工效率和加工質(zhì)量。
上面右側(cè)圖的刀具路徑點距離根據(jù)要求來設(shè)定，以達(dá)到質(zhì)量要求。
軟件具有很強(qiáng)的4軸加工策略，提供多樣的銑削工藝、強(qiáng)大的多軸控制和干涉檢查。

4.機(jī)床仿真
使用軟件自帶的機(jī)床模擬功能，對所有程序進(jìn)行實際的切削加工模擬：下圖是模擬界面，初始毛坯就是上面設(shè)計的回轉(zhuǎn)毛坯：

下圖是程序模擬完后和理論模型的比較，通過顏色可以識別每條程序的毛坯剩余情況，用以判斷加工是否達(dá)到要求。

注明：
機(jī)床模擬可以模擬軌跡也可以模擬G代碼。
模擬過程中如果發(fā)現(xiàn)主軸部件、刀具、刀柄與工件、毛坯以及夾盤有碰撞和干涉系統(tǒng)會自動報警提示。
模擬過程中可以設(shè)定暫停條件，比如換刀時停止，以便查看每把刀具的加工情況。

5.加工程序的后處理操作
使用GPP2專門定制的四軸Funuc系統(tǒng)后處理器生成機(jī)床的G代碼文件：下面是后處理時的人機(jī)交互界面：

以下是生成的粗加工和刃口精加工程序的G代碼：

注意：
需要纏繞的加工程序后處理時需要設(shè)定合適的纏繞半徑、纏繞基準(zhǔn)面的Z值以及纏繞的起始角度，否則加工會出現(xiàn)問題。

6.生成加工報告
通過Cimatron公司定制的程序單自動生成加工報告，報告見下圖所示（顯示了部分NC加工程序）

注明：
Cimatron公司可以按照客戶的需求定制加工報告，可以是Excel也可以是PDF文檔格式。