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发表于 2003-2-25 10:33:27 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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Cimatron的快速分模功能(QUICK SPLIT)面向制造业,主要集中应用在模具的型芯、型腔的设计,模具的结构设计、加工所需电极的设计等。该功能可使用户直接根据曲面模型进行分模方向的分析,把曲面自动分成型芯、型腔两部分,自动为用户产生分模线,再采用多种方法根据已有的分模线快速生成分模曲面,最后经编辑整理形成最终的设计结果。快速分模直接针对曲面模型进行型芯、型腔的设计,不需要由曲面数据模型转换到实体模型。由于没有拓扑关系的求解与管理,该方法可以非常灵活地处理模型的曲面信息,并允许用户对计算精度进行细调,可以得到更加精确的结果。传统CAD/CAM系统针对一个大型复杂的产品进行模具的型芯、型腔以及抽芯嵌件等的设计时,常常要花费大量的时间与精力,一般需要20h~200h的工作量。
  
Cimatron快速分模功能极大地缩短了设计时间,一般情况下可节省近90%的设计时间。铸造模具是一种十分流行的模具,特点是使材料一次成型,工艺灵活性大,各种成分、形状和重量的铸件几乎都能适应,且成本低廉,适宜于形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯或零件,但模具设计难度较大,特别是上、下模难以分开,型芯不好做。而Cimatron快速分模具功能刚好弥补这一缺憾。快速分模功能是Cimatron 10.6以后版本新增的功能,特别是Cimatron 12.0版本对此有了进一步的改进,它的主要功能就是完成复杂曲面的分模及形成型芯。工作流程图下面以一实例介绍Cimatron 快速分模功能的具体应用。
  
一、CAD建模利用Cimatron12.0强大的曲面造型功能,CAD模型
  
二、快速分模:
  
1.分模面产生选择QSPLIT选项,将曲面以曲面公差值0.02转换到QSPLIT环境中,得到界面图形。QSPLIT界面按下CTRL+鼠标左键将图适当地旋转成图示位置,可以看到图中有上、下、左、右、前、后六个箭头,代表不同的拆模方向。用鼠标左键选取向上箭头,此时Partint tool将会出现分模方向的向量值,按Apply按钮,系统自动以默认颜色来区分分模面。分模面的形成中的红色 、绿色 、蓝色曲面分别代表三个分模方向的模具,而中间的代表型芯。如果想让部分红色曲面改变成上模,用鼠标左键点击对应红色曲面,然后击右键选ATTACH,被选的红色曲面便成了上模,采用同样的方法可以改变下模结构。分成后的模型。上、下模及型芯的形成
  
2.分模线的产生选择Tools/parting curve选项 ,将产生分模线。当退出QSPLIT环境时,系统将弹出对话框,单击“是”按钮表示保存刚才拆分模具的结果。再次回到Cimatron造型环境中, 在绘图区会看到具有分模线与已分模的曲面图形。分模线的形成。
  
3.分型面的生成 利用Cimatron的模具处理功能,利用分模后的分模线生成分型面,完成模具的分模过程。用EXTR-OBJ选项将拆分后的模具存为独立的图形文件。分别打开每个图形时,可发现坐标系已经自动转换成符合加工的坐标方向。 分型面的生成三、模具的生成对上述分模过程中存储的图形文件分别进行定位及部分厚度处理后,便可生成上、下模具。利用Cimatron强大的加工功能对加工进行动态仿真,即可加工出理想的模具。由上所述可看出,利用Cimatron快速分模功能进行铸造模具的设计可以大幅度缩短产品设计周期,提高企业效益,增强企业竞争能力,深受用户欢迎。
  
高速铣对CAM软件要求及CimatronE应用特性
  
1. 具有极强的读取并处理数据模型的能力:
优秀的处理模型能力是高质量结果的重要保证。CiamtronE是基于曲面的加工,在对数据模型的容错能力相当强大,如曲面的边界不一致、有缝隙,内部有错误等情况,CiamtronE都可以在保证加工精度的前提下自动进行计算编程,而不需要人工处理修复。另外CiamtronE系统具有相当的开放性,它优秀的数据接口不仅能读取国际标准的CAD格式,而且针对一些著名的CAD软件也提供了专用接口,如CATIA、UG、PTC、AUTOCAD等,这样CimatronE可以使用更多的CAD系统数据模型来为加工作准备。
  
2. 要求输出合理的刀位轨迹:
由于高速铣在加工过程中刀具运动速度很快,要求CAM输出光滑、平顺、稳定的刀位轨迹,避免切削角度和速度的突然变化,以达到高质量和高精度的零件表面。CimatronE铣削走刀路线具有多样性,可以完全满足高速铣削的要求。
  
首先,CimatronE在输出加工数据时,不仅支持标准的直线和圆弧插补,而且具有NURBS插补功能。在传统的加工中,基本上都是用直线和圆弧组合进行对几何模型的逼近,对于复杂的高级曲面及曲线,这种插补将使数据大大增加,增加了数据传输的时间和困难,而且加工精度和表面质量都往往很难满足要求,对高速加工更会产生不良效果。而CimatronE支持的NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线)是被STEP国际标准规定为CAD/CAM曲线曲面造型、计算机图形学等领域的标准形式,用它描述的曲线、曲面整体十分光滑(连续1阶微分,2阶微分),而且可以将圆、椭圆、抛物线、双曲线、圆锥曲线等统一表示,另外用NURBS表示的曲线/曲面可以方便地实现曲线/曲面的局部变更:在修改曲线(或曲面)的一部分时不会对其他部分带来影响。用NURBS曲线表达的NC后置程序小,产生的加工精度高、加工时间比普通插补方法的时间短,也更适合于高速铣削。
  
其次,CimatronE在计算刀位轨迹连接时具有光滑处理的策略。
1) 在进退刀的方式多种多样:轮廓的切向、圆弧进退刀,曲面的切向进退刀,Z向的螺旋式进刀。
2) 在拐角走刀处:等圆角半径连接、圆环式连接。
3) 在行间有向内空间圆环式、向外空间圆环式以及高尔夫球棒式连接。
  
4) 在层间及环向的侧向移动有空间螺旋式移刀
以上的光滑连接方法使得在高速加工中刀轨没有尖角和突然变向的存在,让刀具保持恒定的进给和转速,让高速铣削功能变为现实,同时起到了保护机床、刀具的作用,延长了机床、刀具的寿命。
  
3. 刀具载荷的分析与速率调整优化功能:
高速铣削过程中由于各种随机因素的影响,往往需要随时调整机床进给速度和主轴转速等参数,使机床的加工处于合理状态。CimatronE在CAM方面具有优秀的、智能的毛坯残留知识,可以实现完整意义上的刀具载荷的分析与速率调整优化:
  
(A)基于切削体积:基于毛坯残留知识的加工使得系统能真正根据刀具当前的实际加工量――加工体积――进行载荷分析,而不是根据刀宽进行推测,增加了刀具载荷分析优化的科学性与准确性;
(B)基于切削角度:Cimatron不仅能根据毛坯状况进行速率调整优化,还可以根据刀具沿零件表面的运动角度进行优化-切入材料的角度越大速率越小,切出材料的角度越大速率越大;
  
(C)过载分层加工:Cimatron 载荷分析与优化技术还在余量过多的情况自动等量切削的处理方式,即对残留的过多毛坯自动分多层次进行加工。
  
4.提供多样的各种加工方法以满足不同形状和类别的数据模型。CimatronE的加工具有智能、简便、快捷、准确等特点,功能上也多种多样,用户在高速铣使用中会得心应手。在粗加工方面:
  
1)毛坯残留知识的存在使得CimatronE具有优秀的最佳事前优化技术。我们知道,高速精加工之前希望毛坯留量越均匀越好,虽然采用事后的刀具载荷分析与优化可以避免由于留量过大而可能导致崩刀等事故的发生或影响零件的表面质量,但不是最佳的处理方法。因为如果在零件的表面大余量的地方很多,就必须到处都要进行低速切削,这不仅影响了加工效率,而且加工后的表面质量也会受到很大的影响,特别在高速铣削加工的应用中更加忌讳这种情况的出现,高速加工也不成为高速铣削加工了。而CimatronE的最佳事前优化技术在编程过程中提供了丰富的、全面的、有针对性的计算策略,使每一步的加工都为下一步的加工做好最佳的准备工作。这种技术的存在使得进行粗加工计算时,系统会在两层之间查找过多余量并对这些部分进行自动的层间再加工(采用逐次等高法,沿面光刀法等),从而使高速精加工之前得到一个余量非常理想的、均匀的零件表面。  
  
2)毛坯残留知识的存在使得CimatronE无走空刀现象。CimatronE可以定义任意形状的毛坯,并在每一步加工编程中都可以将前一步的计算结果作为毛坯。这种功能尤其在毛坯铸造出来的时候具有极其重要的价值。这不仅仅是对于高速铣而且就是传统的数控加工也可以节省了粗加工及二次开粗加工的大量时间。  
3)嵌入式铣削。在高速加工中,对于型腔很深的零件的粗加工,由于刀具使用了加长杆,而采用正常的铣削方法就会在加工过程中刀具产生变形,影响了加工效果、质量和精度。CimatronE的嵌入式铣削很好的解决了这个问题,这种加工方式引用了类似于钻孔的刀为轨迹,在加工中心的Z方向上将型腔深处的材料切削掉。在实际加工大型注塑模具或冲压模具的过程中,嵌入式铣削被证明是一种行之有效的方法。
  
CimatronE在精加工及精细加工方面具有丰富的走刀方法以适合高速铣的要求:
  
1) 平行铣削:这种方法是许多用户尤其是汽车覆盖件模具精加工的方法,它采用了平行扫描线的形式对多张曲面构成的模型进行加工。
2) 环行铣削:也是同时对多张曲面进行加工的计算方法,它的排刀路线是以外轮廓的形状由外向内(或由内向外)进行走刀,是常用的加工方法之一。
3) 3D_step:是真正的按3维空间等距的加工方法。系统将使用用户提供的导引轮廓,让刀尖沿零件表面按空间3维相等步距形成刀位轨迹,这样的加工方法使得在一个命令下就可以完成复杂零件的加工,且减轻了编程人员的负担,优化了加工工艺,让加工后的零件表面刀痕均匀,从而在高速加工后得到一个整体都具有高质量的、极其光洁的加工结果。
4) 按层次精加工:CimatronE具有一体化斜率分析的功能,可以计算曲面的斜率并自动将之分成陡峭区域和平坦区域,从而采取不同的加工策略--对于陡峭区域仍按等高线进行加工,对于平缓区域而按零件的曲面进行走刀,使得一个复杂零件在一个单一命令中就完成了整体的加工。
5) 摆线式加工;这是一种专门针对高速加工的刀位轨迹策略,所谓"摆线"它描述了这样的曲线:圆上一固定点随着圆沿曲线滚动时生成的轨迹,由于切削的过程中总是沿一条具有固定曲率的曲线运动,使得刀具运动总能保持一致的进给率,所以对高速铣比较适合。
6) 放射状走刀:可以沿给定的角度增量进行对多张曲面的整体加工。
  
7) 智能清根:在加工中,由于所选刀具直径或圆角较大,使得零件中夹角部分留量过大,这样就需要再用一把较小的刀具对这些区域进行特定的加工。CimatronE中的清根功能就是专门为以上情况提供的解决方案。清根的命令中具有对斜率分析的功能,会将夹角分为平缓和陡峭两部分,并可以采用将之分离或融合等各种办法进行计算处理。
  
8) 笔式加工:也是对曲面角部进行编程的一种方法。与清根不同的是,它只是让刀具像笔一样在曲面角部划一行或多行(纵向),迅速去掉角部过大的余量,使下一步加工的刀具不会因为突然受力过大而使有所损害。笔式加工尤其适合于汽车覆盖件模具的加工。
  
9) 水平和垂直优化:这两个命令是CimatronE整体斜率分析的一种体现。选择这个命令后,系统会把零件中的水平(或垂直)区域自动寻找出来,并对这些区域进行优化铣削,以使零件表面质量达到满意的效果。
  
5.数控加工仿真图形技术:
高速加工要求CAM不仅可以生成合理的刀位轨迹,而且应该有精确的图形仿真技术,它可以细分位运动仿真和结果校验两部分。CimatronE具有强大的仿真模拟系统和直观快速的加工结果校验分析系统,减少了或取消正式加工之前的试切。
  
1) 仿真模拟可以在计算机上模拟刀具运动,用来检查真实加工的过程,以防止走刀错误和不合理走刀。它以彩色图的形式显示当前加工结果及其余量,并且具有提示功能,告诉用户错误所在。用户可以在模拟中做剖切、检查等操作,也可以得到加工时间。用户有了仿真模拟的功能,就可以鉴别快、坏走刀或其他错误,提高刀具的利用率,并可帮助用户寻找到最优的NC程序和命令。
2) 检验分析是:系统把编程模拟加工结果与理论模型之间偏差显示出来的功能。以不同的颜色表示不同的偏差值,让编程人员在计算结束后就可以迅速知道加工结果、精度和质量,查找过切和留量过大的部分,确定是否使用现有的程序命令或执行补充加工,以防止加工成废料,达到最优的加工结果,同时提高了编程人员进行编程决策的效
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发表于 2003-2-27 08:48:25 | 只看该作者
不懂啊!我要学学
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发表于 2006-2-17 22:26:37 | 只看该作者
新年好!我是cim新手,向各位学习。
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发表于 2006-2-17 22:26:44 | 只看该作者
新年好!我是cim新手,向各位学习。
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发表于 2006-2-17 22:26:58 | 只看该作者
新年好!我是cim新手,向各位学习。
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发表于 2006-2-17 22:27:04 | 只看该作者
新年好!我是cim新手,向各位学习。
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