一、引言

　　Cimatron E的數(shù)控加工技術一直處于世界領先的地位，被業(yè)界普遍認為是最杰出的數(shù)控編程設計系統(tǒng)之一。它除了提供加工領域中全面的加工應用，如數(shù)控銑削(2.5～5軸)、數(shù)控鉆孔、數(shù)控車、數(shù)控沖裁、數(shù)控線切割和電極設計等外，還為用戶提供了代表當今最領先的加工技術基于知識的加工、自動化NC和基于毛坯殘留知識三大技術為基礎的智能NC。智能NC標志著Cimatron在加工領域的重大技術突破。智能NC方式為用戶實現(xiàn)了單擊一鍵即可完成NC加工的目的。當用戶每次完成了一個特定工作中的加工過程定義時，只要簡單地把該加工過程儲存為技術模板即可。下一次用戶若有加工工藝相似的零件要處理時，刀具軌跡會自動生成。毛坯殘留知識允許用戶在任何時間檢查實際的毛坯余量，用戶還可以針對自己采用的加工策略和加工目的對加工軌跡進行裁剪。毛坯殘留知識可以對照用戶新的幾何模型調(diào)整刀具軌跡的生成，進行刀具軌跡的優(yōu)化。優(yōu)化包括去除空走刀、自動調(diào)整進給率和去除尖角來產(chǎn)生平緩的刀具運動，或在夾頭干涉的情況下自動分割刀具軌跡以避免干涉，自動建議采用新的加工刀具來加工未加工到的區(qū)域等。Cimatron提供了可靠而直觀的軌跡校驗和仿真模擬功能，支持每一加工工序或零件／毛坯的比較分析，它以彩色圖的形式顯示當前加工結果及其余量，具有可視化的加工仿真模擬功能，使用戶可以檢查加工過程的合理性與正確性，可以通過旋轉(zhuǎn)來觀察加工的結果，還可以進行多達五軸的仿真校驗、定量分析和加工工時估算等，用戶也可以手工單步檢查生成的刀具軌跡。Cimtron還為用戶提供了靈活方便的軌跡編輯功能，用戶可以對已有的刀具軌跡進行拷貝(陣列拷貝和旋轉(zhuǎn)拷貝)，還可以用手工的方式對生成的刀具軌跡進行方便而靈活的修改(刪除選擇的走刀步驟、裁減選擇的走刀步驟、增加用戶自己的指定走刀、對刀具軌跡進行投影等)。Cimatron為滿足對加工質(zhì)量、效率日益提高的要求提供了高速銑削技術，如NURBS插補G代碼、尖角部位的圓滿走刀、從外到內(nèi)的毛坯光滑環(huán)切、刀具載荷的分析與自動優(yōu)化等其他工具。

　　面板是柜機的主要部件，它是由復雜曲面組成的。面板設計的好壞將直接影響到柜式空調(diào)器的外觀和產(chǎn)品質(zhì)量。這里采用Cimatron E5.0軟件建立了面板三維數(shù)據(jù)模型，并以此為基礎進行快速分模設計(Oulck Split)及數(shù)控編程，然后將后置處理過的程序傳送至數(shù)控機床上完成了對該面板模具的實際加工。

二、工藝流程分析

　　柜機面板模具是生產(chǎn)高質(zhì)量柜式空調(diào)器的重要組成部分。由于柜機面板的外觀條件與裝配性能，對模具材料、內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度等都提出了嚴格的要求，制造難度很大。江蘇春蘭機械制造有限公司在充分吸收日本空調(diào)器模具結構設計精華的基礎上經(jīng)過多年的開發(fā)研究，已擁有專業(yè)的生產(chǎn)技術，并逐步成為蘇中地區(qū)重要的模具生產(chǎn)基地。

　　注射模具的加工一般分為粗加工、半精加工和精加工等工序。根據(jù)柜機面板動定模芯的形狀及加工特性，二次加工的曲面精度要求很高，其定位基準均為底座下平面，為了減少裝夾次數(shù)，縮短工時，二次加工需要全部在數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心上進行。在數(shù)控加工中，為了盡量減少輔助工時，要特別注意使用夾具來保證迅速完成加工零件的定位和夾緊過程。在加工中要盡量減少工件裝夾次數(shù)，在一次裝夾中，應盡可能多地完成各個工序工步，為此，定位時要考慮便于各個表面都被加工的定位方式。以模芯下平面為定位基準，可以方便地完成其他各個曲面的加工。

三、數(shù)控加工

　　Cimatron E5．0軟件具有強大的加工能力，而且也能讀取如UG、Pro／ENGINEER等其他軟件的數(shù)據(jù)進行加工。用CimatronNC模塊進行數(shù)控加工自動智能化編程，其步驟如下：

　　(1)根據(jù)模型特點，擬定加工工藝：

　　(2進行每步編程，確定加工方法以及刀具、進給速度、刀間距等參數(shù)，生成刀具路徑，并進行刀具路徑的模擬檢查；

　　(3)生成NC程序；

　　(4)用CNC傳輸軟件將NC程序傳輸給相應的數(shù)控機床：

　　(5)準備好加工毛坯、刀具、夾具后在數(shù)控機床上進行加工。

　　下面以此模具的定模芯為例簡述其數(shù)控銑削加工過程。

　　如圖2所示為面板注射模定模芯，其毛坯尺寸為1050mm×650mm×90mm，整體加工高度為50mm。整個模型采用Cimatron E5．0軟件加工模塊進行數(shù)控加工，基準角在右下角。用內(nèi)六角螺釘將四個方鐵塊固定于定模芯上，在實際加工時只需將這四個方鐵塊固定在機床工作臺上即可，其加工過程為：先粗加工整體外形一區(qū)部粗加工(清角)一半精加工成形曲面及四周相連曲面一精加工成形曲面及四周相連曲面一精加工墻角根部。

　　1．整體粗加工(WCUT)

　　使用D63(R8)玉米銑刀，采用3D體積塊螺旋加工方式(Volume Milling-Sipral Cut-3D)，安全平面(CLEARANCE PLANE)為150mm，m累旋角(Ramp Ang]e)為5°，加工的最大高度(Z—top)為90mm，加工的最低高度(Z_bottom)為40mm，切深(Down Step)為0.75 mm，步足巨(S1de Step)為30 mm，粗加工余量(Part Surface 0ffset)為0.5 mm，加工精度(Part Surface Toleranc)為0.1mm，銑削方向(Milling Directlon)為C11mb Milling，切割方向(Cut D1rectlon)為Inslde Out，零件是否為開放零件(Open Part)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE—SPEED)為1000r／min，進給速度(CUT—FEED)為1200mm／min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖3所示。同時，對加工進行仿真模擬(S1mulatlon)檢查和過切檢查。整個定模芯的外形被銑出，符合工藝的要求。接著進行后置處理(Post)，自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

　　2.區(qū)部粗加工((WCUT FINISH)

　　半精加工選用D24(R6)涂層鑲片鐵刀，采用曲面鐵削(Surface Milling,By Lavers)的加工方式，安全平面(CLEARANCE PLANE偽150mm，加工的最大高度(Z-top)為90mm，加工的最低高度(Z-bottom(為40mm，切深(Down Step)為0.45mm，粗加工余量(Part Surface Offset)為0.4 mm，加工精度(Part Surface Toleranc)為0.1mm，銑削方向(Milling Direction)為Climb Milling，切割萬向(Cut Direction)為Inside Out，零件是否為開放零件(Open Part)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE_SPEED)為1300r/min,進給速度(CUT_ FEED)為1000mm/min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖4所示。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個定模芯的墻壁余量被去除大部分，為球刀加工做好準備，符合工藝的要丈。接著進行后置處理(Post),自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

　　3.半精加工(SRFPKT)

　　使用D16(R8)球頭銑刀，采用投影曲面銑削(Surface Milling, ParallelCut)的加工方式，安全平面(CLEARANCEPLANE)為150mm，加工的最大高度(Z-top)為90mm，加工的最低高度(Z-bottom)為40mm，步距(Side Step)為0.8mm，粗加工余量(Part Surface Offset)為0.25mm，加工精度(Part Surface Toleranc)為0.05mm,銑削方向(Cutter Direction)為Bidir，切割角(Milling at Angle)為45°，方向(Direction)為Roth:Up&Down，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE_ SPEED)為1500r/min，進給速度(CUT_ FEED)為900mm/min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖5所示。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個定模芯的的余量被去除大部分，為D10(R引球刀加土做好準備，符合土z的要求。接著進行后置處理(Post)，自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

　　4.精加工一(SRFPKT)

　　使用D10(R5)球頭銑刀，采用投影曲面鐵削(Surface Milling,Parallel Cut)的加工方式，安全平面(CLEARANCE PLANE)為150mm，加工的最大高度(Z-top)為90mm,加工的最低高度(Z-bottom)為40mm，步距(Side Step)為0.2mm,粗加工余量(Part Surface Offset)為0mm，加T精度(Part SurfaceToleranc)為0.01mm,鐵削方向(Cutter Direction)為Bidir,切割角(Milling at Angle)為135°，方向(Direction)為Both:Up&Down，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE SPEED)為1800r/min，進給速度(CUT_ FEED)為800mm/min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖6所示。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個定模芯的大部分范圍被精銑到位，符合工藝的要求。接著進行后置處理(Post)，自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

　　5.精加工二(WCUT FINISH)

　　半精加工選用D20(R0.8)端銑刀，采用曲面銑削(Surface Milling,By Layers)的加土方式，安全平面(CLEARANCE PLANE)為150mm，加工的最大高度(Z-top)為90mm,加工的最低高度1 Z-bottom )為40mm，切深(Down Step)為0.45mm，粗加工余量(Part Surface Offset)為0 mm，加工精度{Part Surface Toleranc)為0.01mm,銑削方向(Milling Direction)為Mixed Milling，切割方向(Cut口irection)為工nside Out,零件是否為開放零件(Open Part)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE_SPEED)為1400r/min，進給速度(CUT_FEED)為1000mm1mino使用程序執(zhí)行(Exetute)功能

加工刀具軌跡如圖7所示。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個定模芯的的墻壁根部余量被去除，符合工藝的要求。接著進行后置處理(Post)，自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

四、結束語

　　在柜機面板模具的加土過程中，由于采用了Cimatron的數(shù)控加丁技術，大大降低了人工設計和普通設備加工所造成的誤差，使銑床、電加工、鉗工、拋光的工作量和勞動強度大大減少，提高了模具的加工效率，縮短了模具的制造周期，也提高了模具的質(zhì)量，而且可以實現(xiàn)無圖加工，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。