CAD對高速加工的影響

發(fā)布日期:2012-10-26    蘭生客服中心    瀏覽:4413

  一般來說,CAD對高速加工的直接影響并不易看到。很多人認為CAD模型只用作定義零件的外形,至于如何加工所設(shè)計的零件,便是CAM使用者和加工工程師的責任了。這話從理論上來說并沒有錯,在很多情況下,CAD模型沒有真正定義需要加工的形狀。有許多原因使CAD模型不適合高速加工,現(xiàn)簡述如下。

  1. 精度的影響

  加工精度高、熱分布范圍小、加工表面質(zhì)量高等,都是高速加工的優(yōu)勢,但我們看到一個奇怪的現(xiàn)象就是用于建立零件CAD模型的公差比零件最終的加工公差還大,這顯然是不合理的。

  數(shù) 據(jù)交換是影響精度問題的根本原因。零件通常由一個CAD系統(tǒng)設(shè)計,然后轉(zhuǎn)換至另一個CAD系統(tǒng)進行補充設(shè)計和加工準備。每次進行數(shù)據(jù)傳輸過程中,都需要將幾何形體由一種格式轉(zhuǎn)換至另一種格式,有些轉(zhuǎn)換涉及按極限公差近似。由于這些公差屬于累積所得,因此建立CAD零件模型時必須將零件模型的公差設(shè)定為精加工公差的1/10。

  交換格式,如IGES,使系統(tǒng)在不同的幾何描述間進行轉(zhuǎn)換。由于數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)可以訪問“主”數(shù)據(jù),最好讓它進行所有轉(zhuǎn)換工作,并通過“Flavouring”發(fā)送系統(tǒng)的IGES來實現(xiàn)。Flavouring將會告訴系統(tǒng),在IGES文件中最可能使用什么類型的實體。有些系統(tǒng)提供預(yù)先定義的IGES Flavours菜單,使它更適用于常用的系統(tǒng)。

  如要減少轉(zhuǎn)換過程出現(xiàn)問題,其中一個方法便是使用直接接口。直接接口可讓系統(tǒng)直接讀取另一系統(tǒng)的文件,如Delcam的PowerMILL就擁有CATIA、Pro/ENGINEER、UG等主流系統(tǒng)的直接接口。

  由 于Stereo lithography (STL)三角形格式十分簡單,因此成為有些公司喜歡使用的數(shù)據(jù)交換格式。有些CAM系統(tǒng)可以直接加工STL格式文件,其中包括Delcam的PowerMILL。然而,這種格式文件的三角形是按公差產(chǎn)生的,加工表面可能出現(xiàn)可見面片。主流設(shè)計系統(tǒng)STL格式使用的默認公差一般非常大(0.1mm),而且隱藏在多重選項之后,容易被忽略。因此,整理低公差設(shè)置STL文件的加工公差,可以提高加工表面的精度。

  2. 修剪的影響

  CAD 系統(tǒng)的大部分零件由裁剪曲面“拼湊”而成,像上衣由多片形狀復(fù)雜的布料縫合而成的一樣。這些曲面的邊界精度直接影響所產(chǎn)生的刀具路徑質(zhì)量。例如,一個圓臺頂部為一個完整的圓形,平面頂蓋為六角形,六角形平面則可能在頂部某些地方超越圓形的范圍,如果超出的范圍太大,刀具路徑便會出現(xiàn)尖點,在這情況下,加工后的表面極可能出現(xiàn)刀痕。

  3. 不完整模型的影響

  許多CAD使用者往往走捷徑,以求縮短模型的造型時間。他們經(jīng)常使用的技巧,是忽略底座內(nèi)部拐角處的圓倒角,甚至認為通過合適半徑的刀具便可直接進行加工。實際上,如果采用這種方法,刀具必須剛好切進尖銳的拐角,這使刀具的負荷猛然增加,是刀具進行直線切削時的4.5倍。

  有些CAM系統(tǒng)可以提供解決的方法,但最好避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象,確保CAD模型準確地表示需要加工的形狀。加工這類圓倒角最好使用半徑較小的刀具,在一般情況下,刀具的半徑最是圓倒角的幾何尺寸的30%或更小,使拐角處的切削刀具路徑更加平順,避免刀具突然轉(zhuǎn)向。如果使用小刀具加工,刀具負荷可比直接切入拐角降低3倍。

  4. 不能加工特征的影響

  盡管高速加工擴大了可直接銑削的特征范圍,但對形狀特別復(fù)雜的模型,必須使用EDM加工細微的部分。此外,大部分零件有許多孔,可以直接將它們鉆出。如果供加工使用的CAD模型包含這些特征,大多CAM系統(tǒng)將會嘗試加工。最典型的結(jié)果,是刀具路徑包含不希望進行銑削加工的區(qū)域,如果不加以處理,實際加工時刀具必定切入孔或尖角。CAM使用者需要花很多時間修正錯誤,以避免重復(fù)加工放電加工區(qū)域和孔區(qū)域。如果可以的話,盡量把不希望進行銑削加工的特征,從用于產(chǎn)生刀具路徑的CAD模型中除去。具體方法視所使用的CAD系統(tǒng)而定,有些系統(tǒng)采用刪除特征的方法,有些則通過加入額外曲面來覆蓋。

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