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浅析UG残料粗加工方法

作者: 发布时间:2020-02-04 10:48:10 阅读: 41 次

摘要:残料加工对编程来说是一个比较复杂的环节,不同的软件拥有不同的功能,对不同形状的零件有不同的加工方法,本文针对UG CAM模块,了解其残料加工的原理,优化这些加工方法,追求更安全,更高效的残料粗加工方法。

 

关键词:残料加工;UG;数控加工;加工方法

 

  1、引言

  在现代化的模具制造企业中,运用CAD/CAM 进行复杂曲面零件的设计和制造, 可以缩短编程时间, 提高工作效率和编程质量,还可以有效地保证零件的加工精度,残料的加工是其中必不可少的一个重要环节。如汽车模具的加工,其模具一般形状巨大、曲面复杂、结构复杂、需要加工的深度深等,期间可能考虑刀具长度原因,模具变形等问题,从开粗加工到实际的模具完成,需要多次的粗加工、精加工才能变成实际的模具,模具的形状越复杂,导致编程方法编程工艺越复杂。下面针对如何用更好的方法将残料切削掉及相关内容进行一下阐述。

 

  2、残料及其类型

  本文中的残料是指刀具在加工切削的过程中,受刀具的直径大小和加工工件形状限制,在被加工工件的侧面,平面,拐角,凹槽,曲面等处所残留下来的未切削材料,都称之为残料。在编程时把其类型主要分为以下几类:

  (1)侧边和底面残料:这是编程时常见的类型,我们编程时一般分为粗加工,半精加工,精加工,如果工件形状简单,留下的残料往往就剩下侧面和底面的残料,这种时候只需要做一些等高,平面加工,曲面加工,把工件简单的完成。

  (2)拐角残料:一般出现在一些工件上面所要求的圆角处,大刀具切不了所残留下来的圆角,选刀具的时候按加工工艺下去,一些不是很明显的地方一般在中粗加工或参考刀具的时候就做下去了。

  (3)底面R角残料:一般由于刀具形状造成,如在使用球刀加工时,在底部端面形成一个圆角材料,在做底平面或曲面加工的时候,要留意小心。

  (4)刀具盲区残料:有些区域因刀具太大进不去而留下的残料。这里还要特别注意另外一种情况,在使用大刀具加工时,所留的余量比较多,这种盲区受余量的影响,同时受刀具路径的拐角影响,有时候我们对程式进行圆角过渡,圆角过渡会导致一些能加工的地方因圆角的原因而忽略,这样就使之成为一个恐怖的区域。假设槽有22mm,单边留0.5mm的余量,20mm的刀理论上是能走过的,在这个区域可能卯刀,程式有尖角,这样会在程式上倒个圆角,如果导了大于R0.5以上的圆角,这个区域就会被忽略掉。

  (5)狭窄凹槽区域残料:在曲面特别复杂的情况下,或多岛屿共存的时候,这种残料由于太狭小,刀具下去会顶刀,排渣困难,并受刀长影响,其它区域限制,这种地方的残料往往难以估计。一般简单的区域,数量比较少的时候,编程员可能感觉的到,可能通过其它方法弥补到,做复杂模具可能就会发生遗漏,同时在UG里面有个功能,最小切削长度百分比,给到一个数以后,那么会受形状的影响,尽可能减少顶刀的可能,那么减少了顶刀的可能,随之残料就会增多。复杂的模具的情况下特别容易出现,让人出错。

  (6)曲面斜坡浅滩残料:大刀具在使用型腔铣或等高粗加工进行加工时,在曲面,在比较平滑的面、区域往往留下大台阶,大余量,曲面的斜度越小,刀轴与曲面垂直的斜度越小,所产生的残料越多,这个在做硬度较高的模具加工,小刀具粗加工的时候,包括球刀精加工之前,这个残料都要进行粗加工,这样才能保证后续加工安全性。

 

  3、为什么要做残料粗加工

  基本原因有两点,一在于质量,能够给精加工留有一个表面最均匀的余量毛坯,保证精加工质量;二在于安全,预防损刀,弹刀,断刀,挤刀,砸刀,撞刀的可能性,确保安全。\也就是说,残料控制的越好,那么后续的精加工就越安全!

 

  4UG残料粗加工的方法及常见问题

在了解完以上内容后,下面就怎么配合UG软件,根据模具形状,选择适合的残料加工方法,同时这些方法会具备什么样的问题加以说明。

  (1)等高粗(中粗)加工:市面上任何编程软件都有的功能。加工原理是选择大于粗加工刀具1/2倍的刀具进行等高加工。

优点在于编程方法简单,节省编程时间,对于简单、侧面.以及残料不多的中小型工件特别适用。缺点在对于复杂和大余量工件使用时易残料,缺少底部余量和拐角余量判别,在UG中使用等高时喜欢用混合加工,混合加工在凹槽盲区容易踩刀和挤刀

  (2)边界或者是小毛坯:加工原理就是如果知道残料产生在哪些区域,可以直接使用边界或小毛坯的方法选用合适的刀具对局部位置单独加工,直接产生程式。

优点在于程序美观实用,有利于加工效率和品质;可以将复杂的工件分解简单,优化;对于特殊要求或者加工困难的位置可单独处理并进行保护,如设置不同余量,少量切削等。

缺点在于需要对软件精通,综合能力要高,知道哪有残料,边界毛坯做到哪个位置;编程难度系数高,效率慢;复杂的形状容易发生遗漏或者过切现象;复杂形状的边界和毛坯制作难度高。

  (3)参考刀具:加工原理就是选用合适的刀具对大刀具开粗以后的拐角残料进行加工。

优点在于可参考上一刀具大小加工,随时可用;可使用较小刀具进行角落或凹槽开粗;适用于中小型模具加工。缺点在于不针对侧面和平面,曲面余量加工;程序跳刀和横越太多,难以控制;可能会有断层和切削区域先后的混乱

  (4)基于层和使用3D:加工原理就是选用合适的刀具对大刀具开粗以后的所有残料进行加工。

  优点在于可全部参考开粗残料加工,综合了以上介绍粗加工方法的所有优点同时可以参考平面侧面和曲面的余量。缺点在于需要继承几何体,对于编程的先后顺序要求很严;复杂形状编程的横越很难调整和控制;刀路计算缓慢。在使用时,可以考虑简单零件使用基于层,复杂零件使用3D

  (5IPW小平面体:加工原理就是根据开粗程序实际模拟仿真产生的小平面体进行残料加工。

  优点在于完全以实际的开粗程序为毛坯计算残料。缺点在于需要对开粗程序模拟结果产生IPW.费时;对于不同的切削工艺要再次模拟。

 

6、结语:

  各种软件,各种功能都会有缺陷,不要过份依赖于软件的某种功能,在追求更安全,更高效的残料加工方法的过程中,要学会怎样进行弥补或者互补,不同的加工工件,不同的残料类型要详细进行区分,有针对性的编程,复杂的工件尽可能使用多种方法配合,从而达到安全高效,始终要相信最安全的是自己的大脑,软件只能做为辅助。

 

参考文献

[1] 李安泰.UG软件在数控加工中的应用[J].电子工艺技术,2007(3)I15117

[2] 高行,张耀满,王世杰.基于UGCADCAM技术[M].北京:清华大学出版社,2001

[3]杨胜群.UG NX数控加工技术[M].清华大学出版社.2006