等高切削在模具加工上的應(yīng)用

UGCAM包含二軸到五軸銑削、ó床銑削、線切割、大型刀具庫治理、實體模擬切削及泛用型後處理器等功能。在本文中筆者將介紹叁軸銑削中等高切削在模具加工上的應(yīng)用。  

　　等高切削  

　　等高切削在模具加工上，主要用於需要刀具受力均勻的加工條件下。例如粗加工時，一般刀具受力極大，因此等高切削能以控制切深度的方式，將刀具受力限制在一個范圍內(nèi)。此外，在中加工或精加工時，假如加工部位太陡、太深、需要延長加長刀刃的情形，由於刀具太長加工時偏擺太大，往往也需要用等高切削的方式，來減少刀具受力。目前最流行的高速切削機，也是等高切削的使用者。  

　　UG的等高切削功能不僅提供多樣化的加工方式同時更答應(yīng)刀具在整個加工過程中，能在均勻的受力狀能下，做最快、最好的切削。以下是UG等高切削的特性。 

   　刀具使用沒有限制  

　　NC程式設(shè)計師可以依照工具機的性能、胚料材質(zhì)、夾持方式及切削效率的考量，自由選用平刀、球刀、圓鼻刀、T型刀等刀具進行等高切削。在計算上，UG利用所選用的刀具，分層沿等加工面計算，所以能產(chǎn)生準確的刀具路徑。圖1及圖2顯示用T型刀切削的刀具路徑，圖3顯示用平刀切削的刀具路徑(細線為刀具路徑)。 

　　自動偵測斜倒區(qū)域(undercut)  

　　UG能自動偵測加工范圍內(nèi)undercut區(qū)域，并自動計算出最佳的刀具路徑。如圖2中，用T型刀銑切時，若刀柄不干涉到加工面，UG盡可能作最完整的切削。圖3中，由於用平刀切削，因此在undercut區(qū)域，UG產(chǎn)生的刀具路徑以整刀具不碰到加工面為原則。 

　　提供多樣化的刀具路徑型式  

　　UG等高切削供住復(fù)式切削、單向切削、螺旋切削、沿邊切削及多層沿邊切削。其中多層沿邊切削提供高效率的粗胚料加工路徑，也是深陡加工面精加工的良好選擇。高速切削機可利用此功能產(chǎn)生良好的加工路徑。圖4為多層沿邊切削的刀具路徑。每一深度上產(chǎn)生叁道刀具路徑，第一道離成品面3mm，第二道離成品面1mm第叁道則加工在成品面上。  

　　產(chǎn)生刀具受力均勻的加工路徑  

　　模具加工時，NC程式設(shè)計師或機臺操作員，往往為了避免NC程式中，刀具局部受力過大，而造成刀具嚴重損耗的情形，降低了整體路徑的進給速率，而影響了整個加工效率。UG提供多樣的進給速率設(shè)定方式，來解決這個問題。使用者可以設(shè)定刀具局部受力的進給率(如第一刀切削，刀具路徑往復(fù)時，刀具路徑轉(zhuǎn)角時)  

　　在不同高度區(qū)域設(shè)定不同切削深度 

   　 為了在加工後能留下均勻的胚料，同時又不耗費不必要的加工時間。UG提供使用者，依加工件的外形特性，在不同的高度區(qū)域中，設(shè)定不同的切削深度。如圖5所示，在做多層沿面中加工時，在陡峭區(qū)域我們設(shè)定較大的切削深度，在平緩區(qū)域，設(shè)定較小切削深度。 

   　 具有加工素材及成品體的觀念  

　　加工素材及成品體的運作，讓使用者在不修改CAD模型的情形下，能便利的進行等高粗加工及精加工的計算。對於模具電極及滑塊的NC程式制作非常方便。圖6及圖7中虛線部份為加工素材外形，圖6為用往復(fù)式等高粗切的例子，圖7為等高沿面精加工的刀具路徑。 

　　具有允差切削功能 

　　模具業(yè)者所接收的CAD資料，經(jīng)常是上游所提供的IGES檔案。因此加工用的CAD模型的曲面之間常會有間隙及重疊的情形。UG提供允差切削功能。在使用者設(shè)定的公差范圍內(nèi)能自動處理曲面間的間隙及重疊，而產(chǎn)生良好的刀具路徑。 

　　在個別的加工曲面上，可以設(shè)定不同的加工預(yù)留量  

　　在模具設(shè)計中，由於成品幾何外形的規(guī)范，往往需定義不同肉厚、合模面、靠破面及一般成品面。為了方面NC程式設(shè)計師在單一CAD模型上設(shè)定NC程式，UG讓NC設(shè)計師在個別加工曲面上設(shè)定不同的預(yù)留量(正值及負值)，以提高NC程式的設(shè)計效率。 

   　提供多種進/退刀方式  

　　UG等高切削提供直線、折線、圓弧等多種進/退刀方式，來滿足實際加工的需要。使用者同時能在不同深度區(qū)域或加工區(qū)域設(shè)定不同預(yù)鉆孔位置及鉆孔深度。UG在進刀時亦能依加工幾何外形及刀具定義，自動決定由預(yù)鉆孔進刀或斜向進刀，以符合實際加工要求。  

　　結(jié)論  

　　以上為UG等高切削在模具上的應(yīng)用。日後筆者將陸續(xù)介紹UGCAM中最生動的投影加工處理模具加工中，中加工、精加工及自動清角的問題。