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高速加工技术在连杆模具制造中的应用
顾雷艳。缪德建。赵建峰
(南京工程学院,江苏南京210013)
摘要:针对传统模具制造工艺的不足,提出使用高速加工(HSM)技术来制造型腔模具,可以缩短加工时间,提高模具精度,改善表面质量。
关键词:高速加工;连杆模具;DNC
中图分类号:TG391.7文献标识码:A文章编号:1002—2333(2004)10一0025—02
Applicationof
HSMinPistonRodDieMa肌fhcturing
GUXue-y锄,T吸AoDe_ji衄,zHAoJi柚一Ijmg
(N姐jingInstituteofTechnology,N衄gjing210013,China)
Abtract:AccordingtotheshortcoIIlingsofthetmditionaldiemaIlufacturingtechnology,thispaperintroducesHighSpeedMachining(HSM)intothepmcess.7Ihemethodcanshortenthemachiningtime,reducethecontouren.0randimprovethesu—'acequality.
Keywords:highspeedmachining;pistonroddie;DNC
l引言
高速加工(HSM—HigllSpeedMachining)技术具有高主轴转速(8000~50000r,mill)、高进给速度(5~40“IIlin)和高切削速度(大于610幽in)等特点[1],这不仅降低了
切削力和切削温度,而且非常有效的减少了切削过程中的自激振动,有利于提高加工精度和表面质量。同时,切削效率的提高有效的缩短了加工时间并降低了加工成本,特别适合在现代模具制造中应用。
2高速加工工艺与传统模具加工工艺的区别
为了提高模具的加工性能和使用寿命,一般都采用高
强度的耐磨材料制造。这些材料经过热处理后硬度更高,很难用常规的机械加工方法进行加工。过去都是采用电火花加工(EDM)技术来完成模具型腔的加工,但这种靠放电烧蚀的“微切削”工艺非常缓慢,并且还会在型腔表面产生微小裂纹,粗糙度往往也达不到模具的要求,因此,在电加工后还要进行费时的手工研磨和抛光处理,而采用高速加工技术后就可以避免上述不足。现将传统模具加工工艺与高速加工新工艺的区别汇总在图1中。可见,使用高速加工新工艺省去了传统模具加工工艺中电极造型加工的时间和电火花加工之后模腔抛光的时间,提高了加工效率,节约了材料[2]。研究证明:对于复杂程度一般的模具,加工时间可缩短4—5倍甚至更多。
(a)传统模具加工(b)高速加工
图1高速加工与传统模具加工的区别
3用SoHdworl‘s进行三维实体造型
在S出dworks中,对于本文所述连杆模具制造而言,先创建一个“零件”文件,选择一个基准面,绘制零件的截面草图,用“拉伸凸台”命令建立一个基体,然后再用旋转、拉伸、切除等命令生成连杆的中间部分;选择新的基准面,用“拉伸凸台”命令拉伸出头部和尾部,并选用“特征”命令中的拔模斜度,选定垂直于分模面的面,设定拔模角度,生成斜度;用“切除”命令拉伸出头部和尾部的凹槽,并进行倒圆角处理,再用“阵列/镜像”命令镜像出下部分,生成连杆的三维实体造型,如图2所示。
囹
在sohdworks下将连杆三维实体造型分成凹模与凸模,其中的凹模如图3所示。并将该文件保存成IGEs格式,以便M鹪terc锄读人,进行CAM设计。
4用M嬲ter鼯m进行CAM设计
M鹪terc锄是美国cNcsoftware公司开发的集计算机辅助设计(cAD)和计算机辅助制造(CAM)于一体的软件[4],虽然其复杂三维零件造型的绘制比较繁杂,但其cAM功能强大,能够提供多轴数控机床的图形刀具路径和Nc代码,操作简单,可以很方便的实行DNc加工。用Masterc砌9.o对连杆实体进行处理并生成加工代码。
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4.j粗加工
在Masterc啪下导人S出dworks生成的IGES格式的
模腔文件,并进入曲面加工人口:‰lpatIls—Su如ce,选
Rough。Pa甜lel_AU_Su如ces_Done(粗加工_平行铣
削方式一所有的一曲面一执行(接受曲面定义));弹出参
数设定菜单:设定刀具参数、曲面参数、粗加工参数。加工材
料为硬度HRc52的模具钢,刀具采用SANDVIK—Gcl610
的高速铣刀,主要参数采用以下公式计算:
鼯2、/口≯(琅一Ⅱp)
艮痧(n×2
胆等
式中口e_210耐min,卢0.08mrIl,齿,np-O.2mm为切削
深度,Dc为刀具直径。经计算及实际加工调整主要参数如
下表所示。
加工参数表
设定完成后,计算机开始计算理论曲面、补偿曲面、刀
具轨迹,如图4所示(为了显示的方便,刀具轨迹进行了
简化处理)。在高速切削下,主轴转速较高,进给速度也很
高,普通数控铣床的进给速度在加工普通钢时大约只有O.2耐min,而高速铣床加工模具钢时却可达到20州min,
整个粗加工只需40min,大大提高了加工效率。
4.2精力口工与清根
选菜单Finish_Parallel_+All_su血ces_+Done(精加
工一平行铣削方式一所有的一曲面一执行)。此时的主要
参数设定见表,由于刀具变小,主轴转速和进给速度更高,
国整个精加工过程需要30min。对局部没有切除完的小圆角部分进行二次精加工(清根),以保证加工曲面的精确度,加工过程约需15min。
所有的刀具路径生成后,在0perationsMarIager窗口执行后置处理程序,选择三项工序,点击Post,生成高速加工方式下的Nc代码文件。
5DNC加工
数控机床采用瑞士米克朗公司的HSM一600型高速铣削加工中心,主轴最高转速可达60000r抽in,控制轴进给速度最快可达40舶?in,具有DNc加工时的高速数据通信处理功能和“前馈”技术。
在M鹊terc锄的DNc加工模式下,按照机床与计算机的握手协议,设置通信参数,如图5所示。图4所示连杆模具的数控程序代码采用AsCII格式,串行通讯口使用COM2口,串行通讯的速度波特率采用9600b,s,校验通讯是否出错的方式采用偶校验,传送单个字节的数据位数为7位,传送数据停止位的位数为2位。
选项设定完并核实设定是否正确,当数控机床已准备好,点击发送按钮,在读对话框中选定一个要发送的文件名,点击打开按钮就开始发送,并进行DNc加工。
6结束语
对于形状复杂、淬火后硬度较高的模具,利用高速铣削加工,既可以缩短模具的生产周期,又可以确保模具的表面质量和加工精度。高速加工在将来的模具制造中必将占有重要地位。
[参考文献]
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2002.
[2]张伯霖,范梦吾,李志英.模具制造中的高速加工技术[J].制造技术与机床,2003(5):8—11.
[3]贾策,李汉明.solidworks200l实践与提高[M].重庆:重庆大学出版社,2001.
[4]缪德建.cAD,cAM实用教程[M].南京:东南大学出版社,2002.
(编辑立明)作者简介:顾雪艳(1968一),女,试验师,研究方向为数控技术。
收稿日期:2004-05-08
高速加工技术在连杆模具制造中的应用
作者:顾雪艳, 缪德建, 赵建峰
作者单位:南京工程学院,江苏,南京,210013
刊名:
机械工程师
英文刊名:MECHANICAL ENGINEER
年,卷(期):2004,(10)
引用次数:2次
参考文献(4条)
1.张伯霖高速切削技术及应用 2002
2.张伯霖.范梦吾.李志英模具制造中的高速加工技术[期刊论文]-制造技术与机床 2003(5)
3.贾策.李汉明Solid Works 2001实践与提高 2001
4.缪德建CAD/CAM实用教程 2002
相似文献(1条)
1.期刊论文王令其.缪德建.左健民.WANG Ling-qi.MIAO De-jian.ZUO Jian-min面向高速切削的CAD模型与CAM编程-组合机床与自动化加工技术2007(4)
对复杂零件进行高速切削加工,往往先借助于CAD软件建立模型用于定义零件外型,然后通过CAM软件生成数控加工程序.CAD和CAM的质量与应用是影响高速切削加工质量的主要因素.深入分析并阐述了建立面向高速切削加工的CAD模型时需注意的事项,及如何合理地选用CAM系统提供的编程策略,以获得完美的走刀路径,生成优化的数控加工程序.并以连杆模具高速加工为例,对面向高速切削的CAD与CAM应用进行了介绍.
引证文献(2条)
1.张军.刘斌.程光明.曾平应用加工集成技术实现连杆模具的加工[期刊论文]-实验技术与管理 2006(05)
2.陈晓曦CAM在高速加工中的应用研究[学位论文]硕士 2005
本文链接:https://www.wendangku.net/doc/7011931812.html,/Periodical_jxgcs200410009.aspx
下载时间:2010年5月9日