基于计算机辅助软件的模具型腔数控加工探讨

任素惠 王金甫

摘   要：为了提高模具型腔数控加工能力，将计算机辅助软件Cimatron CAM运用到数控编程中，首先阐述了型腔加工工艺制定，其次从粗加工、半精加工、精加工模具型腔面三个方面阐述了Cimatron CAM型腔编程设计，最后将做好的数控程序导出来，通过实践证明，Cimatron CAM能够有效降低数控编程难度，节约了大量的编程时间，同时对于提高模具型腔的加工效率以及质量有着显著的效果。

关键词：计算机辅助软件  模具型腔  数控加工

中图分类号：TP391.7                               文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0102-02

数控技术的发明为机械制造业带来了巨大的变革，数控技术的应用能够有效的降低工人的工作量，提高零件的生产效率与品质。以现代计算机技术与信息技术为载体的CAM技术成为了最受欢迎的辅助软件之一，将CAM应用到机械制造业中能够带来高效、高质的生产成效。Cimatron软件是在CAD/CAM的基础功能上进行的高级延伸，具有非常广泛的企业认知度。Cimatron软件本身具有功能齐全的编程模块，包含有铣削加工、多轴加工以及电加工等各种CAM特征，同时生产中一些不规则形状的零件内腔也能够轻松应对，加工出符合图纸设计的零件尺寸。

1  型腔加工工艺制定

选取的带有型腔的零部件如图1所示，该零部件已经完成了外平面的铣削加工，只剩余不规则形状的型腔未加工，由于零件外围轮廓为规则的长方体，装夹方式采用压板压紧的方式固定在工作台上。分析零件图纸尺寸及粗糙度要求可以得出，零件外形尺寸不大，并且待加工面为凹面，表面光洁度要求不严格，轮廓形状不规则，并且有较小半径的圆角存在，因此型腔的加工工艺见表1。

2  Cimatron  CAM型腔编程设计

2.1 粗加工模具型腔面

将建好的零件模型导入到Cimatron  CAM编程软件中，设定XY平面为基准面，Z轴反方向为刀具正方向，确保刀具与零件间留有足够的安全距离。以轮廓形状为导向进行立铣粗加工，加工方式单一、快捷，选取型腔内表面的圆周与底面为加工面，铣削进给量设置为0.3mm固定数值，即每一次的切削深度为0.3mm，刀具选取Φ12平底白钢刀具，同一高度平面的加工方式采用跟随部件，步距取值為刀具直径的一半，设定加工中心主轴转速为1500r/min，进给率为1200mm/min，圆周面以及底面均留0.5mm的加工余量，加工完成的刀具路径呈现成梯田形。

2.2 半精加工模具型腔面

粗加工完成后进行半精加工，按照规定的型腔轮廓路径进行铣削加工，设定为边界驱动以及跟随圆周的加工方式，采用逆时针方向的刀具路径。刀具选取Φ8圆鼻刀，步距取值为刀具直径的三成，设定加工中心主轴转速为2000r/min，进给率为1200mm/min，圆周面以及底面均留0.2mm的加工余量。

刀具路径设定完成以后，可以在Cimatron  CAM编程软件中查看刀具路径是否正确，会不会出现撞刀、过度切削以及少切削的现场发生，实际观看后可以得出，刀具路径的选取是合理、有效的。

2.3 精加工模具型腔面

精加工是模具型腔加工的最后一道工序，设定为区域驱动以及跟随圆周的加工方式，采用顺时针方向的刀具路径。刀具选取Φ6球头刀，步距取值为刀具直径的两成，设定加工中心主轴转速为4000r/min，进给率为450mm/min， 圆周面以及底面加工到图纸要求的尺寸公差范围内。

精加工必须要确保模具型腔达到规定的技术要求，要格外重视加工前后球头刀的损耗程度，对于过度磨损的刀具必须要及时更换，当出现加工精度不达标时要对型腔进行二次加工。计算机仿真模拟效果图如图2所示，从中可以看出型腔内表面粗糙度较好，符合图纸设计要求。

3  导出程序

将模具型腔的各个加工工序参数设定完成后，运行模拟可以看出各动作符合加工要求，则可以将编程路径参数导出，程序导出界面选取3轴加工中心，导出的一部分程序代码如下。

4  结语

Cimatron是一款功能齐全的数控加工编程软件，包含有型腔铣削加工、变轴铣削加工等，并且能够实现对不规则形状的复杂零件自动生成加工路径，也可以将自动生成的路径效果展示出来。本文基于Cimatron CAM对模具型腔进行数控加工编程探讨，分别从加工工艺制定以及数控编程软件编写两个方面进行，可以看出，Cimatron软件能够有效的提升零件的加工效率以及质量。

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