先进CAM技术的应用－－基于毛坯残留知识的加工（一）

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为适应残酷的市场竞争，中国制造业企业正在进行全速重组。同时不断引进新的技术和高科技人才也成了企业的重大战略之一。今后企业间产品的竞争将逐渐转变为人才的竞争和技术的竞争。 作为现代先进制造技术之一的CAM技术已逐渐被企业认识和采用，并正以前所未有的速度被普及应用。本文为CAM技术应用系列文章之二。笔者为从事CAM技术应用多年的工程技术人员，有一些切身体验希望能给大家带来一点帮助。
/ V/ W& {; ]- f4 ~6 D    本人主要使用的是以色列Cimatron软件。其加工技术广泛应用于航空、航天、汽车、模具、家电、玩具、军事和医药等行业。其突出技术优势在业界久负盛名。应用多年有很多感触，本文重点介绍其四大技术之一——基于毛坯残留知识的加工。
0 k" z( R2 p' l1 }6 v, e    什么是基于毛坯残留知识的加工？简单讲就是基于残留毛坯的加工。在Cimatron软件中，一旦你指定初始毛坯，并设定之后的加工为基于残余毛坯的方式，系统在计算下一步刀轨时总是基于上一步加工后的残余毛坯。
& G3 _& U# r" u+ x* A9 u5 n. y( i    另外因为有了当前毛坯信息，可以优化随后产生的刀具轨迹。同时可做动态加工仿真，并且分析最终零件与当前毛坯的差别，并用彩色云图表示。
下面详细列出基于毛坯残留知识的主要应用。
, }( [- P; ?* g7 K1、首先应定义初始毛坯信息。用户可以通过包容矩形框、定义长方体、定义任意柱体和基于毛坯零件等方式定义任意形状的毛坯。图1中为常用长方体毛坯。   

图1	图2

2、系统在计算下一步刀轨时总是基于上一步加工后的残余毛坯。如图2所示，系统正准备做第二步初加工，之前首先将上一步加工后剩余的毛坯计算出来。
  \/ K2 W1 z/ L6 {7 v# @$ Q3、利用毛坯信息可以优化随后生产的刀迹轨迹。
& v6 j' c7 \! w6 F    （1）祛除空切。如果没有残余毛坯信息，将会产生一些空走刀，而实际这些空走刀位置的材料在前面工序已切除掉。如下图所示。
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图3

    （2）刀具运动干涩检查。系统可根据毛坯信息自动检查出因快速移刀造成与工件的碰撞，以及刀具（含刀柄）加工时与工件的碰撞。如果因快速移刀造成干涩，系统将自动沿Z轴先回到安全高度再平行移刀；如果因刀具（含刀柄）加工时与工件干涩，系统加工到最大可加工位置后将不再执行当前刀轨，并继续计算其它刀轨。同时自动分割刀迹轨迹并建议用新的加工刀具来加工，从而避免因干涉而使一些区域未加工到。     （3）根据毛坯信息，自动平衡刀具载荷。刀具载荷是否均匀并且恒定在一合理范围之内，直接影响到刀具寿命和加工效率。另外恒定的刀具载荷也是高速铣削的基本要求之一。因此对刀具载荷的平衡显得尤其重要。
6 J, Q0 a! L5 y) ]1 o3 Y    Cimatron可根据毛坯信息，计算切削体积和切削角度，并据此适当对切削速度进行调整。从而实现当载荷较大时切削速度降低，载荷较小时切削速度提高，载荷正常时速度回到正常值。
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                                        图4

laolinhf2006

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