FeatureCAM是世界最大的CAM軟件公司英國Delcam公司旗下著名的特征自動識別CAM系統(tǒng),是基于特征、基于知識、第一個使用自動特征識別AFR技術的全功能CAM軟件,同時具有強大的交互式特征識別IFR功能,支持2~5 軸加工中心、車銑復合加工、車削加工及線切割編程。
紡織機械中有一種機械叫高速氣流紡,引入的是德國現(xiàn)代技術。其中有一關鍵零件是傳動凸輪。高速氣流紡的傳動凸輪類型采用了雙螺旋線,而我公司之前一直采用單螺旋線凸輪,國內(nèi)又沒有加工經(jīng)驗可供參考。更重要的是,由于該凸輪的工作速度高達8000轉(zhuǎn)/分,對傳動的準確性、可靠性和噪音的要求都非常高。可以說,能否攻克該凸輪的加工難關,是整個技術引進的關鍵環(huán)節(jié)。
傳統(tǒng)的加工方法是使用笛卡爾坐標進行點對點計算,數(shù)據(jù)密集工作量大,且容易出錯;曲線曲面不光滑、容積誤差較大,制造周期長。
這一次,我們嘗試用FeatureCAM編程,利用我公司現(xiàn)有設備,克服傳統(tǒng)制造的缺陷,制造出精確的高速凸輪。從而使CAD/CAM技術真正應用到凸輪設計和制造中,既提高了凸輪設計的效率和加工精度,又縮短了制造周期。特別是在設計和制造形狀結構復雜化零件或曲面或模具時,CAD/CAM技術更顯示其它軟件無法比擬的強大功能和效率。
高速氣流紡傳動凸輪設計、建模、編程思路:
●分析凸輪的加工工藝----需要構建凸輪曲線;
●凸輪工件材料----圓柱凸輪材料為QT550耐磨耐高溫鑄鐵;
●使用設備:必須有四軸功能四聯(lián)動加工中心的設備。刀具選用桿銑刀(平頭端銑刀);
●創(chuàng)建凸輪曲線---采用FeatureCAM軟件自帶的凸輪曲線構造功能智能化創(chuàng)建凸輪的關鍵曲線;
●使用FeatureCAM四軸加工模塊進行沿凸輪曲線自動生成銑槽加工刀具路徑;
●使用FeatureCAM機床仿真模塊仿真加工路徑,進行驗證;
●在四聯(lián)動加工中心加工凸輪;
在設計凸輪曲線時考慮到凸輪是高速運動去帶動高速引紗及紡紗,其凸輪的曲線要求特別光滑才能達到高速的效果。因此在設計的結構上點與拐點之間,加速上升時的軌跡必須保證凹槽光潔暢通。
一、生成凸輪曲線步驟:
建立纏繞曲線,選擇Y軸纏繞,設計完工的曲線(見下圖)
二、生成刀具路徑步驟:
工藝分析過程:加工時要選項為CW方向,也就是順時針去加工,曲線拐點為每0.25度勻速度上升至180度;然后返回起始原點。第二條平移中心Y軸-40mm繼續(xù)加工,分出粗加工和精加工,控制拐點尺寸精度和倒曲線邊角。
選擇刀具¢20桿銑刀進行粗加工,F(xiàn)eatureCAM自動計算出精加工留出的余量,主軸轉(zhuǎn)速1800r/min;進刀采用螺旋下刀方式,速度為100mm/min,而進入正常加工時進給速度為150----200mm/min。
在選擇刀具¢20桿銑刀進行精加工,F(xiàn)ertureCAM軟件附帶功率負載表可以參考。主軸轉(zhuǎn)速2000r/min,進刀采用螺旋下刀方式速度為200mm/min,而進入正常加工時進給速度200----250mm/min。
使用四軸聯(lián)動加工中心,操縱系統(tǒng)為西門子840C ,NC主格式為MPF格式;計算機進行模擬仿真加工,計算出實際的加工工時,修改不必要的多余加工路徑。
三、刀具路徑動態(tài)三維實體切削仿真結果:
四、在FeatureCAM中把刀具路徑進行機床模擬仿真驗證:
在數(shù)控加工過程中為了驗證程序的正確性,過去多采用木?;蛩芰夏_M行試切加工,此種方法效率低又浪費材料。用數(shù)控仿真方法來檢驗是近幾年發(fā)展起來的新技術,它具有降低制造成本、縮短設計制造周期、快速直觀、省時省力的優(yōu)點,它使操作者通過圖形顯示預先檢測誤差,進行刀具的干涉和碰撞檢查。
快速生成機床G代碼:
結束語:
應用CAD/CAM技術對圓柱凸輪進行制造設計與數(shù)控加工自動編程,大大提高了設計效率與凸輪的精度,克服了傳統(tǒng)方法、人為因素浪費人力、物力、財力且要多次修改等缺點所帶來的風險,縮短了設計制造的周期,提高了凸輪的質(zhì)量。