【中國機床商務網】導讀：本文從機床模具的兩個設計制造案例中，去了解新一代模具CAD/CAM軟件在機床設計與生產中的智能化應用。
　　
　　新一代模具CAD/CAM軟件建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量應用技術上。這些技術經過了系統(tǒng)化和科學化的整理，以特定形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調用。在智能化軟件的支持下，模具CAD/CAM軟件不再是對傳統(tǒng)設計與計算方法的模仿，而是在*設計理論指導下，充分運用本領域專家的豐富知識和成功經驗，其設計結果必然具有合理性和*性。新一代模具軟件以立體思想、直觀的感覺來設計模具結構，所生成的三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價和數(shù)控加工，這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型、成型過程模擬、數(shù)控加工過程仿真及信息交流、組織與管理方面達到完善的程度并有較高集成化水平。
　　
　　模具CAD/CAM技術發(fā)展很快，應用范圍日益擴大。在沖模、鍛模、擠壓模、注射模和壓鑄模等方面都有比較成功的CAD/CAM系統(tǒng)。
　　用于模具五軸銑削的CimatronE
　　
　　Cimatron集團致力于為工模具制造商和零部件制造商提供CAD/CAM集成解決方案，并為客戶提供快速有效的銷售和服務。在下文中，我們一起了解CimatronE軟件在機床模具加工中的應用。
　　
　　CimatronE是為NC編程人員量身打造的軟件，是理想的型芯和型腔銑削加工策略，可快速進行多軸鉆孔和開槽。和三軸編程一樣，CimatronE軟件界面簡單，參數(shù)設置直觀便捷，便于編程人員操作使用。CimatronE五軸銑削策略允許用戶一次裝卡，從不同方位加工產品，從而確保加工性，用更短的刀具進行加工。從根本上說，這就意味著能提高產品表面加工質量，縮短機床設置時間，減少電極使用。
　　
　　該系統(tǒng)可進行任何三軸銑削定位加工，便于用戶使用更短的刀具達到理想的加工狀態(tài)。減少空走刀，確保完成切除剩余毛坯操作（沒有加工不到的區(qū)域），創(chuàng)建無碰撞的刀路，實時多方位識別毛坯。如果需要，還可轉換和復制任何現(xiàn)有刀路。同時，分類并優(yōu)化加工，盡量縮短換刀時間和加工時間，簡化多型腔模銑削。鉆孔模板有數(shù)百個不同方向的孔，支持寬孔開槽、螺紋銑削和槍鉆。通過創(chuàng)建鉆孔工藝庫縮短編程時間，使加工標準化。這樣可以發(fā)揮五軸機床的zui大功效，僅一步設置就可完成，縮短整體加工時間并確保加工的性，而且編程也很簡單。
　　
　　當五軸銑削不是的加工方式時，可采用能用短刀的聯(lián)動銑削。CimatronE提供聯(lián)動銑削所有必需的加工策略，包括專為工模具制造者開發(fā)的策略。
　　
　　采用該方法時，加工深腔和型芯凸出的零件使用小直徑的錐形短刀。刀具、刀具加長桿和刀柄都可根據零件和多向毛坯自動定向。還可直接銑削窄槽和較小圓角半徑，減少電極加工。利用五軸流線加工策略編程連續(xù)的刀具運動，采用倒扣加工策略，成功加工非常復雜形狀的產品，如橡膠模具和彎形隧道澆口。五軸聯(lián)動銑削功能還包括：傾斜雕刻、真空模板五軸整緣加工、自動倒斜角和去毛邊。該方法可發(fā)揮五軸機床的zui大功效，并減少電極加工，能以較短的加工時間加工出高質量曲面，刀軸傾斜加工策略編程非常簡單。
　　
　　而CimatronE11新的數(shù)控編程策略能加工出更的產品。數(shù)控編程自動化程度更高，包含精加工和粗加工新策略，以及新的超能的材料去除加工策略；改進了自動鉆孔功能，能避免鉆孔時過切和連刀時發(fā)生碰撞，從而生成更靈活的鉆孔工藝；可處理多種類型的鉆孔，使用戶*掌控所有槍鉆進程；可實現(xiàn)快速的NC編程；新的NC功能確保編程的性，模板改進使自動化程度更高，NC裝配增強了對導入零件的控制；新的材料去除仿真能提供的結果；具有的快速電極設計和加工性能；可視化的電極控制樹，可對電極項目中各個部分進行集中顯示/隱藏控制；自動根據電極的形狀和功能進行不同區(qū)域的顏色定制，分別建立集合；電極的自動化加工，確保在zui短時間內設計并創(chuàng)建電極。
　　
　　VISI建模方法進行部件分析和刀具設計
　　
　　燃料價格上漲已經迫使飛機制造商在設計中優(yōu)先考慮減輕重量。而且，減輕飛機座位的重量，是一條在飛機的使用壽命內減少航空燃料消耗量和CO2排放量的有效途徑。
　　
　　英國DeltaCAD與一家模具分包制造商共同提供用于航空業(yè)鋁制模具的CAD模型。DeltaCAD公司的DeanChallis是一位具有CAD/CAM和刀具設計經驗的設計工程師，他提供二維圖紙、三維建模和CAM編程在內的設計和制造服務。對于該項目，客戶提供的原始CAD模型被作為UnigraphicsNX文件，并采用Vero軟件公司提供的VISI建模方法進行部件分析和刀具設計。
　　
　　Vero軟件公司開發(fā)用于設計和制造的CAD/CAM/CAE軟件，特別是注塑建模和模具成型。Challis解釋說，“VISI能很好地容納非本地數(shù)據能力。zui初設計模型時，生產要求并不總是為人所知。為了能制造部件，與數(shù)據的交互和相關更改是至關重要的。對于這些特殊的組件，并基于zui初設計團隊的性，可以對模具進行改進，從而消除根切，并使鋒利邊緣有過渡半徑。
　　
　　他繼續(xù)說：“通常情況下混合是一項非常復雜的任務，要求模型在表面‘爆炸’，并手動采用CAD進行修改。VISI在固體和表面環(huán)境之間具有很強的切換能力，這讓我們能夠作出復雜的更改，而用其他CAD系統(tǒng)是做不到的。”
　　
　　CastingSupportSystems有限公司，是一家為熔模精密鑄造、塑料建模和燃氣渦輪機制造商提供大型模具的公司。它與其姊妹公司Versa-tote一起設計和生產可回收的中轉箱，提供給整個歐洲的倉庫和配送中心。
　　
　　所有刀具軌跡采用VISI加工軟件進行編程，并采用XYZ1060高速立式加工中心對鋁模具進行銑削，該加工中心使用西門子840DShopMillControl軟件，并采用切削鋁等軟質材料的硬質合金立銑刀。刀具的幾何形狀，使得它能以高進給率（通常為傳統(tǒng)鋼制刀具的兩倍）對相當于直徑1.5倍的插槽進行切削。刀具的模具壽命約3,000h。可在短短9天內生產和裝配完整的多面模具，部分原因在于使用優(yōu)化的刀具軌跡，并在同一時間內運行多項作業(yè)。
　　
　　CastingSupportSystem公司負責刀具的薩姆?考克斯解釋說：“復雜模具通常包括若干內嵌件，其設置時間與CAM的實際運行時間不相稱。為了克服這個障礙，我們圍繞單一數(shù)據設置了若干獨立的作業(yè)，可在夜間無人值守的情況下進行加工。雖然機床可在*的生產效率下運行，但為了保護刀具壽命我們還是不敢通宵運行。我們使用VISI能準確地預測實際刀具軌跡的切削時間，并編制相應的程序。通宵運行的程序通常為14h。”
　　
　　雖然碳纖維材料重量輕，但具有較高的抗拉強度和較低的熱膨脹性，所以倍受航空航天、土木工程、軍事和體育用品設備行業(yè)設計師的歡迎。CastingSupportSystems公司所使用的碳纖維材料是一種采用環(huán)氧樹脂浸漬的2?2斜紋織布，從而當?shù)毒咴诩s1h內升溫至120-140℃（取決于樹脂）時，使樹脂固化。然后，盡快冷卻模具，并將其上半部分拿走，露出碳纖維模型。
　　
　　將多個嵌件的完整模具組裝好后，送給模具制造商，用于生產。zui終的碳纖維組件（測量尺寸為700mm?680mm?460mm，重量只有5.25磅）具有“一次性良品率”，且?guī)缀鯖]有可見的“分割線。”


　　（文章來源：中國機械與金屬）