1 引言

　　Cimatron E是一個集成的CAD，CAM產(chǎn)品．在統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，用戶可以完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計、裝配設(shè)計，輸出設(shè)計圖紙，可以根據(jù)零件的三維模型進行手工或自動的模具分模，再對凸、凹模進行自動的NC加工。輸出加工NC代碼。

　　Cimatron E的實體造型為客戶提供了另一先進的建模工具。它運用了當(dāng)今最為流行參數(shù)和變量化的特征造型，具有智能導(dǎo)引穩(wěn)定便捷的草圖設(shè)計器，靈活的操作回退與特征插入操作，融合了成熟而強大的曲面造型功能，優(yōu)秀的布爾運算操作——支持實體間、實體與曲面間、曲面與曲面間的布爾運算等。它使得系列產(chǎn)品的設(shè)計、修改等更加方便。得到產(chǎn)品模型之后，用戶就可以利用Cima仰n E的強大模型設(shè)計和修改能力，對模型進行必要的修改和調(diào)整，進而加入加工系統(tǒng)進行加工編程。數(shù)據(jù)編程Cimatron E的數(shù)控加工技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先的地位。被世界普遍認(rèn)為是最杰出的數(shù)控編程設(shè)計系統(tǒng)之一。它除了提供加工領(lǐng)域中全面的加工應(yīng)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(shè)計等。還為用戶提供了代表當(dāng)今最領(lǐng)先的加工技術(shù)——基于知識的加工、自動化NC和基于毛坯殘留知識3大技術(shù)為基礎(chǔ)的智能NC。智能NC標(biāo)志著Cimatron E在加工領(lǐng)域的重大技術(shù)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。當(dāng)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(shù)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，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，自動建議新的加工刀具來加工未加工到的區(qū)域等。Cimatron E提供了可靠而直觀的軌跡校驗和仿真模似．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(dāng)前加工結(jié)果及其余量，可視化加工的仿真模擬功能強大，使用戶可以檢查加工過程的合理性與正確性，可以任意剖切旋轉(zhuǎn)來觀察加工的結(jié)果。還可以進行多達(dá)五軸仿真校驗，定量分析，加工工時估算等等，用戶也可以手工單步檢查生成的刀具軌跡。

2 遙控器三維建模與裝配

　　在產(chǎn)品建模階段．我們需要根據(jù)客戶的產(chǎn)品圖紙或讀取客戶提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件來在CAD，CAM系統(tǒng)中得到所需的產(chǎn)品三維模型。這就要求所采用的CAD／CAM系統(tǒng)不僅要有強大的建模能力，特別是具有雕塑曲面的建模能力(因為許多模具產(chǎn)品非常復(fù)雜)，還要擁有豐富可靠的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，支持用戶讀取來自其客戶的各種各樣的數(shù)據(jù)文件。在該遙控器建模時，我們是在充分消化吸收產(chǎn)品圖紙的基礎(chǔ)上來構(gòu)思其設(shè)計步驟，通過采用Cimatmn E軟件中的線框造型、曲面造型(如裁剪、修補、光順和曲面倒角等)和實體造型等功能完成產(chǎn)品的三維造型．并且創(chuàng)建出的產(chǎn)品模型可以直接用于NC環(huán)境進行NC編程的。在遙控器組件中上蓋、下蓋、透明片和電池倉蓋完成建模后，接著在裝配模塊中將它們組裝起來，最后進行渲染。

3 工藝流程分析

　　此遙控器是空調(diào)器的一個分組件，它的外觀設(shè)計要求與裝配性能。對其內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度等都提出了嚴(yán)格的要求，制造難度較大。由于該遙控器屬于新品，必須先由客戶確認(rèn)是否要美化和改進，故在新品未完全定性前不能開制注射模具，需加工出其外形進行驗證，看外觀、手感等是否符合大眾要求。該遙控器的加工工序分為正反面粗加工和精加工等工序。根據(jù)該遙控器的形狀及加工特性。二次加工的曲面精度要求很高，其X、Y定位基準(zhǔn)決定選在產(chǎn)品的中央，腚位基準(zhǔn)決定選在遙控器上下蓋的結(jié)合面上．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(yīng)盡可能多地完成各個工序工步。由于該遙控器正背面均為復(fù)雜的曲面。在加工背面前必須在正面留2個方支撐塊，以便加工背面時將該遙控器通過內(nèi)六角螺釘安裝在壓板上，再將壓板安裝在加工中心的工作臺上。不過，必須注意在壓板安裝在機臺上前必須在壓板上留出背面加工時的定位基準(zhǔn)。

4 數(shù)控加工

　　該遙控器毛坯尺寸為155mm×65mm×35mm，整體加工高度為35mm，材料為硬鋁。整個模型采用Cimatron E5.0軟件加工模塊進行數(shù)控加工，其X、Y定位基準(zhǔn)決定選在產(chǎn)品的中央，Z定位基準(zhǔn)決定選在遙控器上下蓋的結(jié)合面上，采用臺口鉗固定毛坯即可，其加工過程為：先粗加工正面整體外形一精加工正面_粗加工背面整體外形一精加工背面的方式。

　　4.1 遙控器正面粗加工(WCUT)

　　使用D10端銑刀，采用3D體積塊螺旋加工方式(Volume Milling-sipral Cut-3D)， 安全平面(CLEARANCE PL氣NE)為50mm處，螺旋角(RampAngle)為5°，加工的最大高度(Z—top)為12mm，加工的最低高度(Z．bottom)為一2mm，切深(Down Step)為2mm，步距(Side Step)為6mm，粗加工余量(Part SurfaceOffset)為0.3mm，加工精度(Pan Surface T01eranc)為0.05mm，銑削方向(MiⅡing Direction)為Climb Milling，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，Clean BetweenPassses：Yes，零件是否為開放零件(Open Pan)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE_SPEED)為2800轉(zhuǎn)／min，進給速度(CUT_．FEED)為650mIIl／min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖2所示。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個遙控器的正面外形被銑出，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。

　　4.2 遙控器正面精加工一(WCUT FINISH)

　　精加工選用B6球頭銑刀，采用曲面銑削(SurfaceMilIing，By Layers)的加工方式，安全平面(CLEARANCE PLANE)為50mm處，加工的最大高度(Z—top)為12mm，加工的最低高度(Z_bottom)為-2mm，切深(Down Step)為0.5mm，粗加工余量(Part SurfaceOffset)為0mm，加工精度(Part Sur陸ee Tolerac)為0.01mm，銑削方向(Milling Direction)為Climb Miuing，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，零件是否為開放零件(Open Pan)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE—SPEED)為3200轉(zhuǎn)／min，進給速度(CUT_FEED)為450mm／min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個遙控器的正面外形被銑到位，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。

　　4.3 遙控器正面精加工二(WCUT FlNISH)

　　精加工選用D4端銑刀，采用曲面銑削(su血ceMilling，By Layers)的加工方式，安全平面(CLEARANCE PIJANE)為50mm處，加工的最大高度(Z—top)為12mm，加工的最低高度(Z-bottom)為一2mm，切深(Down Step)為0.5mm，粗加工余量(P耐Surface Offset)為0mm，加工精度(PaTt SurfaceToleranc)為0.01mm，銑削方向(Milling Direction)為Climb Milling，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，零件是否為開放零件(Open Pan)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE-SPEED)為3600轉(zhuǎn)/min，進給速度(CUT-FEED)為350mr幽in。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能，加工刀具軌跡如圖3所示中間的刀路。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個遙控器的正面中間裝透明片處被銑到位。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。

　　4.4 遙控器正面精加工三(WCUT)

　　使用D2端銑刀。采用3D體積塊螺旋加工方式(Volume Milling—Sipml Cut-3D)， 安全平面(CLEARANCE PLANE)為50mm處，螺旋角(RampAngle)為5°，加工的最大高度(Z—t叩)為8mm，加工的最低高度(Z-bonom)為4mm，切深(Down Step)為2mm，步距(side Step)為1.1mm，粗加工余量(Pan SurfaceOffset)為0mm，加工精度(Part Surface Tolemnc)為0.01mm，銑削方向(Mming Direction)為C1imb Milling，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，C1ean BetweenPasses：Yes，零件是否為開放零件(Open Part)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE_sPEED)為4500轉(zhuǎn)，min，進給速度(CUT-FEED)為200m/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。遙控器正面中間槽被銑出，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。

　　4.5 遙控器背面粗加工(WCUT)

　　外圍使用D12端銑刀。采用3D體積塊螺旋加工方式(Volume MilHng—Sipral Cut-3D)，安全平面(CLEARANCE PLANE)為50mm處，螺旋角(RampAnde)為5°，加工的最大高度(z—top)為17mm，加工的最低高度(Z_bottom)為一1mm，切深(Down Step)為2mm，步距(Side Step)為7mm，粗加工余量(Part Su血ceOffset)為0.25 mm，加工精度(P砒Sur：face Toleranc)為0.05mm，銑削方向(Milling Direction)為Climb Milling，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，C1ean BetweenPasses：Yes，零件是否為開放零件(Open Pan)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE—SPEED)為2900轉(zhuǎn)／min，進給速度(CUT-FEED)為550mm/min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個遙控器的背面外形被銑出，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。

　　4.6 遙控器背面精加工一(SRFPKT)

　　使用B6球頭銑刀，采用投影曲面銑削(Surface Milling，Parallel Cut)的加工方式，安全平面(CLEARANCE PLANE)為50mm處，步距(Side Step)為0.15mm，粗加工余量(Pan Surface Offset)為0mm，加工精度(Pan Su出ce T01eranc)為0.01mm，銑削方向(Cutter Direction)為Bidir，切割角(Milling at Angle)為45°，方向(Direction)為Botll：Up&Down，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE—SPEED)為3600轉(zhuǎn)／min，進給速度(CUT_FEED)為400mm／min。使用程序執(zhí)行(Exetute)功能。同時，對加工進行仿真模擬(Simulation)檢查和過切檢查。整個遙控器的背面外形被銑到位，符合工藝的要求。接著進行后置處理mst)，自動產(chǎn)生程序，送至CNC加工中心進行數(shù)控加工。

　　4.7 遙控器背面精加工二(WCUT)

　　使用D2端銑刀，采用3D體積塊螺旋加工方式(Volume Milling—Sipral Cut-3D)， 安全平面(CLEARANCE PLANE)為50mm處，螺旋角(RampAnde)為5°，加工的最大高度(Z—top)為15mm，加工的最低高度(Z_bottom)為6mm，切深(Down Step)為1 mm，步距(Side Step)為0．5mm，粗加工余量(Pan SurfaceOffset)為Omm，加工精度(Part Surface Toleranc)為0.01mm，銑削方向(Milling Direction)為Climb Milling，切割方向(Cut Direction)為Inside Out，Clean BetweenPasses：Yes，零件是否為開放零件(Open Part)為NO，主軸轉(zhuǎn)速(SPINDLE—SPEED)為4500轉(zhuǎn)／min，進給速度(CUT-FEED)為200m刪，min。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。遙控器的背面中間小槽被銑出，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。

　　在正背面加工完畢后。最后將原來留在正面的兩個方支撐塊銑掉即完成該遙控器的外形加工。在實際加工前一定要進行仿真模擬校驗．以便在電腦上消除在實際加工中所有可能存在的錯誤。在所有的加工工序都完成后，最后選擇所有工序進行仿真模擬校驗。

5 結(jié)束語

　　通過采用Cimatron E軟件進行新品開發(fā)。減少了新品三維建模的時間，降低了人工設(shè)計和普通設(shè)備加工所造成的誤差。使得機加工的工作量和勞動強度大大減少，提高了新品的加工效率，不僅縮短了新品的開發(fā)周期，也豐富了新產(chǎn)品的品種，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。