CIMATRON_E在鑄造模具制造中的應(yīng)用

一、前言 

   CIMATRON_E是以色列CIMATRON公司新近推出的全WINDOWS界面的CAD/CAM一體化軟件。在草圖約束上采用D-Cubed/DCM草圖約束求解器，實(shí)體造型采用Spatial/ACIS核心，曲面造型和加工繼承CIMATRIN IT的優(yōu)點(diǎn)，采用Cimatron it核心，在易學(xué)易用，曲面實(shí)體融合等方面有獨(dú)到之處，在PDM方面內(nèi)嵌Smart Solutions/SmarTeam作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理核心，專門針對(duì)模具設(shè)計(jì)開發(fā)了快速技術(shù)系列Quick tools。這一系列的改進(jìn)，使得CIMATRON_E推出不久就深受用戶好評(píng)。下面就CIMATRON_E在消失模制造中的應(yīng)用作簡單的介紹。 

   消失模鑄造是將泡沫塑料模埋在經(jīng)過緊實(shí)的干砂中，在真空狀態(tài)下澆入高溫金屬液體，金屬液體將塑料模氣化、燃燒掉并取而代之形成金屬鑄件的工藝過程。消失模鑄造被譽(yù)為21世紀(jì)的鑄造方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是： 

1、鑄件尺寸精度高，可達(dá)國標(biāo)CT7級(jí)以上。 
2、鑄件表面光潔，表面粗糙度可達(dá)Ra12.5以上。 
3、消失模鑄造不用下芯子，沒有分型面，可以采用靈活的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出各種形狀復(fù)雜、薄壁、多孔槽的鑄件。 
4、鑄件加工量小，重量輕，可以節(jié)省大量加工工時(shí)。 

消失模的設(shè)計(jì)制造有其特殊之處： 

1、 模具的型腔，型心一般形狀復(fù)雜，而且大多做成整體，較少采用鑲件，這對(duì)加工提出了更高的要求。 
2、 模具的型腔，型心正反面都要加工，而且要保證型腔，型心壁厚一致。采用CIMATRON_E快速技術(shù)Quick split和曲面造型方法可以非常方便地完成模具設(shè)計(jì)。 
3、 模具的型腔，型心形狀復(fù)雜，這樣造型文件一般都很大，在加工精度要求較高的情況下，如何提高刀軌的計(jì)算效率，對(duì)加工軟件提出了很高的要求。 

二、消失模左型腔幾何處理 

   以上模型通過IGES接口從客戶文件中轉(zhuǎn)換過來，在CIMATRON_E中利用快速分模Quick split提取模型的正反面，在分模過程中我們發(fā)現(xiàn)原客戶文件中丟失了一些面同時(shí)還存在很多小碎面。而且加工模型需要將數(shù)控加工中不加工的孔補(bǔ)上。CIMATRON_E對(duì)修復(fù)這樣模型提供了很多方便工具，BLEND融接曲面，BOUNDED封閉孔洞，MODIFY BOUNDARY修復(fù)曲面邊界等。修復(fù)以上這樣的模型一般只需要幾分鐘。原模型有三千多張面，修復(fù)后每一個(gè)模型只有一千張面，文件只有原模型三分之一大小，這為加工提供了有利條件。 #hc360分頁符#

三、加工工藝規(guī)劃 

   數(shù)控加工工藝規(guī)劃的目的是要求CAM編程生成的刀軌高效、準(zhǔn)確、安全。當(dāng)然工藝規(guī)劃離不開具體的CAD/CAM軟件，針對(duì)左型腔正面加工，結(jié)合CIMATRON_E加工編程的特點(diǎn)，采用如下加工工藝： 

1、 35MM直徑立銑刀，粗加工，層降量5MM，側(cè)向步長18MM，加工余量2MM。 

2、 20MM直徑立銑刀，半精加工，層降量2MM，側(cè)向步長10MM，加工余量0.5MM。這一步只加工粗加工殘留區(qū)域。CIMATRON_E能夠智能識(shí)別殘留毛坯，這樣生成的刀軌安全高效。注意這兩步加工都是螺旋下刀。 

3、 12MM直徑鍵槽刀，精加工，層降量0.3MM，側(cè)向步長2MM，加工余量0.05MM。零件中有很多垂直區(qū)域，這些區(qū)域?qū)咏捣�加工最為合理，但是零件中又有許多水平或接近水平的區(qū)域，這些區(qū)域沿面加工比較合適，而且利用鍵槽刀的底面加工，加工質(zhì)量和加工效率比球刀有很大提高。CIMATRON_E能夠智能識(shí)別零件的形狀，自動(dòng)區(qū)分這些不同的區(qū)域，然后針對(duì)不同的區(qū)域形狀采用不同的走刀。 

4、 6MM直徑鍵槽刀，4MM直徑鍵槽刀，局部精加工，層降量0.3MM，側(cè)向步長0.5MM，加工余量0.05MM。加工方法同12MM直徑鍵槽刀。 

5、 4MM直徑球刀，局部清根加工，加工余量0.05MM。 

   左型腔反面不是成型面，加工只是為了保證壁厚一致，使得模具在工作時(shí)，模腔各處溫度一致。加工工藝同正面加工類似，只是層降量和側(cè)向步長要大些。 

四、CIMATRON_E編程加工結(jié)果 

   粗加工之后，余量不均勻，很多區(qū)域未加工到，如果人為將這些區(qū)域提取出來，需要花大量時(shí)間，并且這樣生成的刀軌有可能不安全。CIMATRON_E智能識(shí)別殘余毛坯，半精加工結(jié)果。粗加工，半精加工總的加工時(shí)間兩個(gè)半小時(shí)，如果直接用20MM直徑立銑刀粗加工需要4小時(shí)。 
 
   我們?cè)谀＞呒庸ぶ�，�?jīng)常遇到這樣的問題，一種走刀方法很難滿足所有面的加工要求，需要將不同面分別提取出來加工，這樣加工工步過于復(fù)雜，編程員人為干預(yù)太多，有時(shí)加工邊界很難確定。CIMATRON_E加工很好地解決了這個(gè)問題，它能智能識(shí)別零件的垂直和水平區(qū)域。所示刀軌，水平區(qū)域環(huán)切加工，垂直區(qū)域等高加工。