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[资料] 模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究(下)

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发表于 2011-7-13 23:52:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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3) 半精加工刀具选择
9 i6 S1 T. H- H+ R( l+ z. b4 |# k; b: C半精加工的主要目的是去除粗加工残留下的台阶状轮廓。为完全去除台阶,铣削深度必须大于每一台阶到零件表面的距离x。其算法步骤如下:
8 @' h( H. J: A' g, i步骤1 由零件实体模型获得两个相邻截面的表面积以及相应的轮廓长度;
- ^8 m/ Y$ k; }7 a5 Q4 S" G步骤2 计算平均轮廓长度;
' |# z" N7 s, s) j) J3 B: _步骤3 计算台阶宽度;2 c4 \) e2 C/ E/ m5 X
步骤4 计算台阶拐角到零件表面的法向距离x ;
. l& h$ {' y) G) n0 G/ d$ S# }步骤5 重复步骤1~步骤4 ,决定每一台阶的铣削深度;. A! X4 r  T% o% G$ g3 B
步骤6 计算刀具直径D, 按经验D=x/0.6或根据刀具手册推荐;- c' j3 T9 l2 X0 R) s" h/ {
步骤7 选择铣削深度大于x 的最小刀具。# s) C, ?" q4 i* ?/ C2 K) l& [
4) 精加工刀具选择6 X% v, V  y8 I7 r, ]* x. M
精加工刀具选择的基本原则是:刀具半径尺寸R 小于零件表面最小的曲率半径r,一般取R=(0.8~0.9)r。其算法步骤如下:
+ C- B; w/ k' i1 @& e8 V: n步骤1 从零件实体模型计算最小曲率半径;$ `/ c6 }3 }# c3 G; o/ k
步骤2 从刀具库中检索出刀具半径小于计算所得的曲率半径的所有刀具;
: Y3 o5 @( a$ l* O# [步骤3 选出满足上述要求的最大刀具;7 r( N; B/ m2 P
步骤4 如果所有刀具大于最小的曲率半径,选择最小的作为推荐刀具。
3 f9 O: `( X6 D0 {3 系统实施及算例
8 M0 N2 [' |, x6 y' V; G1 ~CATS 系统在UG/OPEN API环境下应用C语言开发而成。后台数据库为Oracle 8i ,利用ODBC编程实现UG与数据库之间的通讯。所有的刀具数据及知识来自德国WALTER 公司的硬质合金刀具综合样本。" {" _, ~+ a# Y5 T' h" L* a) c
图4为一包含岛及雕塑曲面的模具型腔, 根据上文提出的粗加工刀具组合的优化方法,该模具型腔粗加工刀具的优化组合为20,12,8,5。计算中,工件材料选定为中碳钢,切削速度推荐值为100m/min ,铣削深度为刀具直径的1/ 2 ,进给量根据刀具推荐值由程序自动修正计算。同时,假定刀具库中现有平头铣刀刀具规格为f3,f4,f5,f6,f8,f10,f12,f16,f20。同样,根据半精加工和精加工的刀具选择算法,得到的球头铣刀的刀具直径分别为4和3。: E( D1 w& H7 `
200621710441630464.gif
( T! ]; y, ^& W' i2 [图4 包含岛及雕塑曲面的模具型腔, \$ z6 S$ V! G
4 小结与讨论$ ^8 y: |( b6 q
模具型腔加工的工艺规划通常需要很高的技术与经验,准备NC 数据的时间几乎和加工时间一样多。因此,自动产生型腔加工的工艺计划及NC加工指令的需求就显得愈加迫切。
/ j' I- x. J4 e" ]9 u7 }本文系统研究了模具型腔工艺规划中的刀具选择问题,提出了模具型腔粗加工、半精加工、精加工刀具选择的原则和方法,构造了相应的实现算法,并在UG/OPEN API环境下进行了初步编程实现,开发了CATS原型系统。在刀具类型和规格确定的基础上,系统还可根据刀具手册推荐加工参数(切削速度、铣削深度、进给量等) ,对相应的加工时间进行评估。其最终目的是真正实现CAD/CAM的集成,继而通过后处理产生数控加工指令。目前CATS系统的界面还是独立于UG的CAM界面,CATS的决策结果还需要用户重新输入到CAM。
- o+ T, X$ J, U; T& X1 Y5 h/ c需要指出的是,要提高模具型腔的总体加工效率,需要从粗加工、半精加工、精加工的整体上考虑,进行多目标组合优化,这将是我们下一步要进行的工作。
* Y) V  R! |! U1 q" n文章关键词: 模具
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