近年來，我國模具制造業(yè)得到了快速發(fā)展，從最初的手工制作到機械化加工、到電腦化輔助分析等已經(jīng)得到了全面的應(yīng)用。當前更是在向更高層次的技術(shù)應(yīng)用邁進，比如高速銑削，多軸加工、超聲波技術(shù)以及EDM無人化操作技術(shù)等方面轉(zhuǎn)變。這也是應(yīng)對當前激烈競爭環(huán)境的一種必然趨勢。

    中國模具企業(yè)眾多，層次參差不齊，大多數(shù)企業(yè)可能還存在著以下諸多的問題，如：由于各自采用的CAD系統(tǒng)不同，數(shù)據(jù)交換來源多樣，這必然會造成建模特征以及精度方面的損失，給后續(xù)面向制造的CAD設(shè)計帶來不便；復(fù)雜模具電極數(shù)量多，設(shè)計繁瑣、重復(fù)工作量大，效率低；NC加工效率低，刀具、機床的磨損嚴重；軟件學習周期長，人力資源結(jié)構(gòu)不合理，成本居高不下等。另一方面，模具工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)又在不斷加劇，對模具精度及復(fù)雜程度的要求越來越高，交貨周期，凈利潤等又在不斷下降。因此，模具企業(yè)對人力、設(shè)備、CAD/CAM軟件方面的要求也在不斷提高，這樣才能獲得更好的發(fā)展機遇。

    作為全球知名的CAD/CAM軟件供應(yīng)商，具有24年模具行業(yè)經(jīng)驗的以色列Cimatron公司，適應(yīng)潮流的發(fā)展，不斷地革新技術(shù)，推出了一系列適應(yīng)當前精密模具加工技術(shù)的應(yīng)用模塊，比如：快速NC技術(shù)、五軸加工、車間級編程方案、微銑削等。以上應(yīng)用都是基于CAD/CAM的一體化應(yīng)用平臺，有力地保證了數(shù)據(jù)的一致性、關(guān)聯(lián)性和連貫性。

快速NC技術(shù)

    Cimatron的數(shù)控加工技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先的地位，被業(yè)界普遍認為是最杰出的數(shù)控編程系統(tǒng)，提供了許多代表當今最領(lǐng)先的加工技術(shù)：

圖1 快速預(yù)覽

◆ 基于知識的加工

    Cimatron考慮模型的特點和當前的加工狀況，識別加工方案相同的區(qū)域進行加工，基于斜率分析出陡削區(qū)及平坦區(qū)，自動合理地調(diào)整刀路軌跡的生成，合理的選擇進退刀位置，使刀路軌跡更合理、更安全和高效。同時具有特征識別功能，分析出不同類型的孔系、拐角情況，采用合適的加工工藝和自適應(yīng)的切削速度。對于不同高度臺階的零件，在保證加工深度一致的情況下，及時針對臺階進行補刀，確保殘留量的一致性，為下道工序的走刀創(chuàng)造良好的條件。系統(tǒng)還提供了專家級的刀具庫，不但能保存刀具的幾何參數(shù)，還能把刀具的機械參數(shù)及運動參數(shù)保存進去，任何時候使用者都可以方便的導(dǎo)入，省去了記憶很多繁瑣、枯燥加工參數(shù)的必要。

圖2 3+2軸深腔加工

◆ 基于殘留毛坯的加工

    能實時知道當前的毛坯狀況，分析實際的加工區(qū)域，只在有毛坯的地方產(chǎn)生刀路軌跡，去除空走刀，并且自動尋找安全的下刀點位置，生成合理的加工程序。用戶也可根據(jù)需要自定特定形狀的毛坯。任何一道工序的完成，系統(tǒng)都清楚地知道當前加工結(jié)果的毛坯殘留狀況，利用毛坯信息可以優(yōu)化隨后產(chǎn)生的刀路軌跡。進行真實的刀具卡頭的干涉檢查，采用卡頭信息與零件上殘留毛坯的校驗,而不是與零件的理論模型進行校驗。毛坯殘留知識允許用戶在任何時間檢查實際的毛坯余量，因而在把加工過程結(jié)果送交加工車間之前，用戶完全可以對結(jié)果進行詳細的檢查，系統(tǒng)提供了線架刀軌檢查、仿真模擬檢查和結(jié)合毛坯知識的色表彩圖檢查，來保證加工結(jié)果的正確性。更重要的是這種殘留毛坯技術(shù)不但能用到所有的三軸加工方法上，還可用到某些五軸的加工場合。

圖3 5軸聯(lián)動深腔加工

◆ 自動化參數(shù)加工

    可以根據(jù)不同的加工策略，收集和積累典型的工藝過程及其參數(shù)而形成加工模板，在選取幾何對象時，可采用零件識別標準來實現(xiàn)幾何模型區(qū)域的自動選擇，這樣可以把NC方案應(yīng)用于新的幾何模型。工藝參數(shù)的設(shè)定可以采用參數(shù)化的方法完成，如在設(shè)定加工高度和加工的最深位置時，這些和零件幾何相關(guān)的信息不需要用戶去測量零件上點的坐標再根據(jù)測量結(jié)果輸入數(shù)值，而可直接設(shè)定為系統(tǒng)的參數(shù)變量，如：Maxpz 和Minpz ，并且這些變量可組合成數(shù)學公式直接填入?yún)��?shù)區(qū)， 如：切削深度和側(cè)向進給的大小可以直接建立成刀具直徑的關(guān)系式 (0.0250*tldi /0.40*tldi )。

圖4 機床仿真

◆ 獨一無二的快速預(yù)覽功能

    快速預(yù)覽其實也是基于毛坯信息的一種計算，其效果可做到只需輸入相關(guān)的切削參數(shù)，無需計算刀路，就可快速地顯示刀軌的加工效果。特別是當編程人員經(jīng)驗不足，需要不斷嘗試不同切削參數(shù)，然后再計算再模擬的情況下，快速預(yù)覽可大大節(jié)約編程時間。在預(yù)覽界面內(nèi)用戶可直接控制要預(yù)覽的范圍、深度、刀具刀柄的形狀、最佳刀長、加工策略、切削前后的毛坯狀況，殘料分布等。這樣的話編程者在幾秒鐘內(nèi)（而不是傳統(tǒng)的幾個小時后）就可決定編制出的NC程序是否合適，以確保最終的計算一次成功，這樣既縮短了整個NC編程的時間，也提高了編程效率。

◆ 先進的高速銑削方法

    Cimatron可采用多種高速銑削的策略，例如：基于殘留毛坯的自動計算、路徑角部圓角連接、零重疊擺線精加工、高級層間清理加工、基于斜率的分析計算、S形連刀和螺旋下刀、自適應(yīng)Z層精加工和流線加工、進給速度的自動優(yōu)化等。最終高速加工可達到減少加工時間，降低刀具磨損和破壞的作用。在精加工策略方面，完全支持三維等步距加工，針對陡峭部的自動插銑計算，平坦區(qū)域的自動偵測并可采用非球刀銑削，細部仿形加工等。

強大完善的五軸加工

    Cimatron E 提供了完整的5軸功能，包括定位加工、聯(lián)動加工、自動傾斜加工以及裁邊加工。

    在定位加工方面所有的三軸策略都可使用，為保證換向時刀路連接的安全性，Cimatron E提供了特殊的5軸連刀功能，多軸毛坯的計算保證了殘留毛坯在多軸加工方面的應(yīng)用，確保刀路的安全、準確和無空切。

    Cimatron E的五軸連動能加工出五軸能做的任何工作，比如：葉輪葉片、彎管接頭、刀體、航空零件、模型玩具、深腔模具、輪胎模具等。具有豐富的五軸加工策略，多樣化的刀軸控制，完全的干涉檢查，各種快速或非快速的連刀方式，5軸開粗支持特殊毛坯的定義，多層多刀加工，還有五軸插銑開粗等。

    五軸傾斜加工是 Cimatron E專為深腔、細筋以及微小圓角等零件提供的特殊快速加工策略，一鍵式的五軸傾斜功能，使用者能通過使用更短、剛性更好的刀具獲得最高的加工質(zhì)量，縮短加工時間。

    Cimatron E還為真空成型零件切除多余材料提供了完整的五軸裁剪功能。

    五軸可視化模擬，包括了線架仿真、高級五軸毛坯去除仿真，以及真實環(huán)境的機床仿真等，確保五軸程式在上機之前有絕對的安全保障。

    針對五軸后處理的編寫，Cimatron E專門開發(fā)了GPP2第二代后處理平臺，可針對任何類型機器、任何控制系統(tǒng)編寫出特定的五軸后置處理器。

圖5 NC Lite界面

車間級編程的利器 － NC Lite

    Cimatron NC Lite 是車間編程的理想解決方案，它包括從2.5 軸鉆孔到完全的3軸加工以及5軸定位加工，是一個強大的車間級加工解決方案。簡單或中等復(fù)雜的工作都可以在車間快速地完成編程，從開粗到精加工。在不犧牲加工質(zhì)量的前提下節(jié)約了時間和成本。NC Lite最大的特點就是易學易用，車間操作人員只需經(jīng)過一天的培訓(xùn)，便可編寫出所要求的刀具路徑。

圖6 微銑削案例

全球第一款微銑削編程系統(tǒng)

    微銑削（Micro-milling）是加工微小零件和高精密零件的一種全新加工技術(shù)，是在高速銑削基礎(chǔ)上進一步發(fā)展起來的先進加工技術(shù)。對于微型高精度零件——Cimatron E微銑削程序通過優(yōu)化可以加工0.1mm以下的零件，其公差可達到0.00001mm，并實現(xiàn)高精度的曲面質(zhì)量。Cimatron E的微銑削技術(shù)通過識別真實的殘留微型毛坯，具有同普通編程一樣的開粗、二次開粗、精加工、清角、流線銑以及擺線加工等策略，保證刀路軌跡的高效安全，同時Cimatron E 提供了獨特的算法以及特殊的加工策略，這些都是傳統(tǒng)的NC軟件所不能實現(xiàn)的。該解決方案典型的特征包括：高精度、小公差加工、高效處理導(dǎo)入的低質(zhì)量曲面模型、直接曲面加工以及3軸5軸的刀具路徑，滿足并超越了微型刀具加工的要求。由于Cimatron E是一套 CAD/CAM一體化的軟件系統(tǒng)，因此，非常方便用來修復(fù)幾何模型，把各種破損的曲面縫合成嚴密的實體模型，滿足了微銑削的精度要求。