接上期:
一、PowerMILL加工輪胎花紋的數控編程
1. 三維模型的分析
A, 首先,先導入三維模型,仔細分析并且測量圖檔,確定方便快捷的裝夾方式,由此可以確定輪胎模具的尺寸并且創建工作坐標系,如圖7所示。Powermill提供強大的坐標系創建功能,按照加工的區域而異創建坐標系以滿足加工需求。根據三維模型的形狀和尺寸,選擇使用人性化控制系統HEIDENHAIN i TNC530和具備高扭距高進給(所有軸都采用直線電機驅動)的DMG HSC75 linear 5 Axis 上加工此輪胎模具。以下是HSC75linear的技術參數和機床圖片:
主要特點 Highlights:
所有軸都采用直線電機
標準配置配有18,000rpm的主軸電機和提升式排削器
兩扇大型艙門提供了卓越的可操作性
良好的排屑性能
配置旋轉工作臺和擺動頭可實現5軸加工
B. 坐標系創建在毛坯的上表面正中心位置。
圖7
C. 刀具的選擇,通過仔細的分析,創建符合加工要求的刀具。可通過powermill特有的功能偵測三維模型的的最小半徑,以方便確定最小刀具的使用,如圖8所示。
圖8
按照三維模型選擇盤形銑刀、平底端銑刀、刀尖圓角端銑刀、球頭銑刀。
盤形銑刀主要用于切削毛坯開粗加工和兩個傾斜端面的粗加工。選用Φ40R5、Φ20R3。
刀尖圓角端銑刀主要用于花紋塊型腔的開粗加工、型腔底面的清根精加工等,選用Φ10R0.5、Φ6R0.5、Φ8R0.5。
平底端銑刀主要用于直紋弧面精加工和底面清角,選用Φ16、Φ3。
球頭銑刀主要用于各型面的精加工、局部清根加工等,選用Φ6R3、Φ3R1.5、Φ1.5R0.75、Φ1R0.5。
3. 工藝工步的編輯
在工藝編輯的過程中,根據已經確定好的裝夾方式及選用的刀具來安排加工順序,定義加工范圍、刀具路徑參數和機械參數(如轉速、進給量、切深、切寬、加工余量等)。以下是輪胎模具的刀路軌跡的生成:圖9至圖22
圖9
毛坯是一個四方的CK45,型腔部分選用Φ40R5的盤形銑刀快速去除毛坯的多余材料;至于兩側面的多余材料,必須創建垂直于兩側端面的坐標系,從而產生3+2定位的刀具路徑。右下角是粗加工后的材料形狀。
圖10直紋弧面精加工
很顯然,此策略也是采用3+2定位加工,選用Φ16平底端銑刀的側刃精加工直紋弧面。
圖11續粗
選用Φ20R3的盤形銑刀進行續粗,右邊是續粗后的形狀。
圖12 粗清角
圖13 粗清角
圖14中光底曲面
圖15精加工底曲面
底部曲面的加工需要五軸同步輪廓加工,即五軸聯動加工。采用Φ8R0.5的刀尖圓角端銑刀啟動M128刀尖跟隨功能,簡便而快速。圖15右邊的就是此策略加工后的結果。
圖16半精加工清角
圖17半精加工兩側面
圖18 半精加工和精加工花紋側面
余量均勻化是精加工的重要前提。經過粗加工后,大部分余料已經去除,但型腔型面上的余料為臺階狀,并不均勻,為使余量均勻并為后面的精加工做準備,需進行半精加工。
圖19精加工兩側面
圖20精加工中間區域,結果見右邊
圖21 兩側清角
圖22中間清角
以上各單節距的粗/半精/精加工/清角刀具軌跡生成后,可根據花紋塊節距排列圖經旋轉復制形成整塊花紋塊的粗/半精/精加工/清角刀具軌跡。
刀具路徑的生成后,通過軟件高級功能--機床的仿真模擬檢查其正確性,并且確保沒有碰撞,起到安全保護!如圖23所示
圖23
二、后處理與加工
優化后的刀路路徑通過千錘百煉調試出來的后處理文件,生成HEIDENHAIN可識別的NC程序和如圖24所示的NC加工表單。
圖24
最后將生成HEIDENHAIN格式的NC程序輸入到HSC75linear 五軸機床的TNC目錄下,嚴格按照NC加工表單選擇符合要求的刀柄安裝相對應的刀具,加工后得到如圖25所示的輪胎模具。
圖25
總結
使用PowerMILL配合DMG的HSC75 linear 5軸機床對輪胎模具的加工,將軟件和硬件發揮的淋漓盡致,大大提高了輪胎模具加工精度和效率,為輪胎行業的生產廠家提供強而有力的保障,在激烈的市場競爭中贏得勝利。
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