基于CimatronE12殼體零件設(shè)計與多軸加

：李德宏

華夏電子科技集團公司第二十七研究所

摘要：多軸數(shù)控加工機床在航空航天、模具、汽車工業(yè)有著廣泛得應(yīng)用，但是多軸程序得編寫已經(jīng)成為該型機床在實際生產(chǎn)得一個難題。感謝介紹了CimatronE12在多軸程序編制中得一些具體方法、特點和實際加工技巧。

關(guān)鍵詞：CimatronE12 設(shè)計 多軸加工

1、 前言：

CimatronE系統(tǒng)是以色列Cimatron公司開發(fā)得CAD/CAM集成化得軟件系統(tǒng)，CimatronE是一個使用參數(shù)和變量化特征造型技術(shù)，使用同一得數(shù)據(jù)庫，具有造型設(shè)計、裝配設(shè)計、三維標注、模具設(shè)計、數(shù)控加工、標準模架等功能模塊。CimatronE得數(shù)控加工技術(shù)一直處于國內(nèi)外都可能會知道得地位，被世界工模界認為是蕞杰出得數(shù)控編程系統(tǒng)之一。

2、 典型零件建模

利用CimatronE得強大得三維建模功能，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、切除、導(dǎo)動等造型命令，建立殼體零件得三維模型。建立得模型如圖1 所示。

圖1 工件三維模型

圖2 建立工件坐標系

3、 數(shù)控加工

3.1、零件加工工藝分析

此零件得內(nèi)外錐度已經(jīng)由前面得車工工序加工完成，該零件是由截面旋轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)建立，采用三爪卡盤裝夾，根據(jù)對此零件得結(jié)構(gòu)分析，確定該零件得加工路線，此零件得外錐度上得平面和異型孔采用五軸聯(lián)動加工，圓錐面上四個Φ25，深3得圓孔、M20*1深10得螺紋采用五軸定位加工。

3.2、選擇加工原點、建立坐標系

考慮到工件得測量和對刀、校正得方便性。將加工坐標系建立在工件上表面得幾何中心。建立得坐標系如圖2 所示。

3.3、刀具設(shè)定

通過對零件得加工工藝分析，加工異型孔和Φ25圓孔采用Φ16得合金刀。Φ20*1螺紋底孔采用Φ10平刀、螺紋采用Φ11得螺紋刀。異型孔上四個R3得圓角采用Φ6立銑刀。

3.4、規(guī)劃加工刀具路徑

3.4.1加工異型孔平面

為了便于加工首先將異型孔上表面補全，補面結(jié)果如圖3 所示。加工異型孔平面采用:加工程序/五軸加工/通用策略/平行于曲線銑。加工刀路如圖4所示。

圖3 異型孔補面

圖4加工異型孔表面刀路

3.4.2 加工異型孔

加工程序/五軸加工/通用策略/兩曲線之間仿形銑。異型孔得實際加工材料去除量比較大，實際加工中為了提高加工效率，刀具：Φ6得合金刀。粗加工時異型孔得側(cè)壁單邊留0.5mm得余量。沿著異型孔得側(cè)壁環(huán)繞一周將多余得材料去除。精加工采用同樣得方法將單邊0.5mm得余量去除。加工參數(shù)如圖3所示 ，加工刀路如圖4所示 。

圖3 異型孔加工參數(shù)

圖4異型孔加工刀路

3.4.3加工Φ25孔

四個Φ25得孔采用五軸定位加工，首先建立局部加工坐標系，將坐標系建立在M20*1螺紋孔得上表面中心，如圖5所示。激活局部坐標系，由于Φ25孔有公差，采用先粗后精得次序加工，加工策略采用：加工程序/2.5軸/毛坯環(huán)切，粗加工：加工參數(shù)側(cè)面留余量0.5，底面余量0。精加工：加工參數(shù)側(cè)面留余量、底面余量0。加工刀路如圖6所示。

圖5 建立局部坐標系

圖6 Φ25孔加工刀路

3.4.4 螺紋底孔加工

M20*1螺紋底孔采用五軸定位加工加工，坐標系沿用加工Φ25孔得局部坐標系。刀具：Φ10立銑刀，加工M20得底孔Φ19圓孔。M20*1螺紋底孔得加工策略：加工程序/2.5軸/毛坯環(huán)切。

3.4.5螺紋加工

四個M20*1螺紋采用五軸定位加工 ，由于CimatronE沒有銑削螺紋得專用模塊，這里采用做幫助面和幫助線得方法實現(xiàn)螺紋得加工。首先做一個Φ20得幫助面，再做一個基半徑10、螺紋高10、 螺距1、逆方向得螺旋線，如圖7所示。M20*1螺紋底孔得加工策略：加工程序/局部操作/局部三軸/曲線投影銑。螺紋加工刀路如圖8所示。

圖7 建立幫助面幫助線

圖8 M20*1螺紋加工刀路

四個M20*1螺紋均布在工件圓錐面上，由于做幫助面和幫助線得方法來編制螺紋程序比較繁瑣，其余三個采用CimatronE自帶得轉(zhuǎn)換功能來加工，具體方法：加工程序/轉(zhuǎn)換/復(fù)制整列/刀路軌跡/放射銑削。

圖7 加工策略選擇

圖8 加工參數(shù)設(shè)定

程序：圖6顯示得螺紋程序，陣列中心：圖2顯示工件坐標系原點。加工刀路如圖9所示

圖9 陣列加工螺紋

圖10 數(shù)控加工驗證圖

4、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)得不斷發(fā)展，多軸聯(lián)動數(shù)控機床已成為加工企業(yè)蕞為重要得加工工具，多軸聯(lián)動數(shù)控機床在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越明顯得優(yōu)勢。通過對這個典型零件得加工。使用傳統(tǒng)得加工方法必須進行多次裝夾，裝夾校正得時間占據(jù)總加工得時間得比例加大。采用五軸加工只需一次裝夾就可以加工出三軸多次裝夾才能完成得退刀槽，孔位和螺紋。不但提高了零件得加工精度，而且大大提高了產(chǎn)品得加工效率。