0 引言

    目前EdgeCAM因其功能強大而受到越來越多制造廠商的重視。

    EdgeCAM為產(chǎn)品加工和模具制造提供了一套完整的加工解決方案?？芍С?軸半至5軸聯(lián)動的銑削、普通車削以及車銑復(fù)合加工設(shè)備，并且可與CAD系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成。EdgeCAM的4/5軸聯(lián)動加工策略現(xiàn)已全面支持標準5軸加工設(shè)備。軟件操作非常簡單而且可以充分體驗到多軸加工技術(shù)帶來的優(yōu)勢，降低了新技術(shù)的掌握難度。

    EdgeCAM提供了仿真加工功能，能夠?qū)⒓庸ぴO(shè)備和加工過程中的所有動作進行實時模擬，這對于5軸加工是非常實用的功能，因為在多軸加工過程中，某一點小角度的動作都可能會發(fā)生機床干涉的危險。

    使用EdgeCAM可對最復(fù)雜的模型進行最簡單的編程，同時EdgeCAM還全面支持最新的CAD軟件，機床設(shè)備和刀具。

1 CAD設(shè)計

    基于EdgeCAM的汽車模具數(shù)控加工過程基本上沿襲了一般CAM軟件進行數(shù)控編程的基本過程，其工作流程如圖1所示。

    圖1 工作流程

    1.1 CAD建模

    EdgeCAM可以從主流的CAD系統(tǒng)（如Inventor、SolidWorks、Solid Edge、Pro/Engineer、Catia、Solid3000等）中載入實體模型文件，也可以接受iges、dxf、vda、parasolid和acis等格式的文件，直接讀取實體模型，無需任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而且實體特征參數(shù)保持完整，生成的刀具路徑可與CAD環(huán)境實現(xiàn)動態(tài)關(guān)聯(lián)。在同一個操作環(huán)境下支持多種實體文件共存，可以將不同格式的實體文件同時打開，將其中任意實體指定為被加工零件、夾具和毛坯。

    本文以某汽車的保險杠（見圖2）為參考模型，對這個模型的沖壓模具進行數(shù)控加工。零件的建模是在SolidWorks平臺下完成的。

    圖2 汽車保險杠模型

    1.2 CAD模型導(dǎo)入

    運行EdgeCAM并打開保險杠模具，按工具欄上的，改變工件的坐標系，使其便于銑削，如圖3左下角，EdgeCAM中紅，綠、藍分別代表x、y和z軸。再導(dǎo)入事先畫好的毛坯，使其與模具重合。按工具欄上的，指定導(dǎo)入的毛坯為stock，stock在實體仿真中隨著切削過程的進行，在尺寸和精度上逐漸接近圖3中的模具。

    圖3 保險杠的沖壓模具及其加工區(qū)的劃分

    1.3 模型完善

    所謂完善模型就是對CAD模型進行適當處理，使之適合于CAM程序編制，通常有以下內(nèi)容：

    (1)確定坐標系坐標系是加工的基準，將坐標系定位于適合機床操作人員確定的位置，同時保持坐標系的統(tǒng)一。

    (2)輔助線和面的制作在選擇曲面作加工對象的時候，往往需要一些輔助線和避讓面，否則就會出現(xiàn)過切現(xiàn)象。但EdgeCAM推薦的應(yīng)用模式是選擇實體本身作為加工對象，可以減少輔助面和避讓面的選擇，這是與其他CAM軟件不同的地方。

    (3)實體模型的修補實體模型在編程過程中，由于工藝因素的影響，某些區(qū)域可能不需要加工，EdgeCAM提供自動模型修補功能，在提取特征的時候，選中模型修補特征選項，在查找特征的同時，可以自動生成覆蓋現(xiàn)有特征的修補面，使得修補模型的過程自動化。

    (4)檢查面的應(yīng)用檢查面更多應(yīng)用在加工對象是曲面的模型中，是用來限定刀具路徑范圍的非常有效的工具。

    與其他CAM一樣，EdgeCAM和SolidWorks之間存在幾何協(xié)同性，一旦零件幾何形狀發(fā)生變化，刀路軌跡會自動地更新，反映新生成的幾何形狀，可以在產(chǎn)品設(shè)計或加工仿真過程中很方便地對產(chǎn)品模型進行完善。

2 CAM工藝分析規(guī)劃及加工策略

    某汽車的保險杠模具材料選為模具鋼3Cr2NiMnMo，加工機床為Hermle C1200U。根據(jù)模具的幾何特點，將加工區(qū)域劃分為如圖3所示，由于各加工區(qū)域所處的坐標系不盡相同，針對不同的區(qū)域需要轉(zhuǎn)換加工坐標系，參考如圖3右上角。根據(jù)各加工區(qū)的形狀，各工序及加工策略的設(shè)定見表1。

    EdgeCAM中沒有特定的半精加工命令，但是可以通過設(shè)定刀具、加工余量及公差來達到所要求的精度；無論在粗加工還是精加工階段都有殘料去除加工。所謂的殘料去除加工是指由于前一工序所指定的刀具尺寸過大，導(dǎo)致被加工的某些死角難加工到，因此需要重新?lián)Q刀，加工前一工序無法加工完成的部分。殘料去除加工既兼顧了加工效率又保證了精度。

    表1 工序安排及加工策略

3 刀軌計算及加工過程仿真

    EdgeCAM除了具有強大的加工能力，而且具有非凡的模擬加工手段。EdgeCAM提供了2種模擬方式，其中實體仿真(verify)能夠真實的再現(xiàn)整個加工過程，可以加入機床和夾具的仿真，更好地檢測加工時的干涉；EdgeCAM在加工模式界面下，還提供了一個仿真功能，可針對任意操作步的走刀過程進行實時的模擬仿真。汽車保險杠模具數(shù)控加工的實體仿真過程如圖4所示。

    圖4 模具加工的實體仿真過程

4 后處理

    圖5 NC代碼的生成

    后處理的任務(wù)是將刀路軌跡轉(zhuǎn)化為特定機床可執(zhí)行的加工程序文件。在實體仿真后，確定沒有任何干涉，再生成數(shù)控代碼，見圖5。EdgeCAM生成的加工文檔中包含使用EdgeCAM進行數(shù)控加工仿真的全部參數(shù)，如刀具庫、加工工時、切削參數(shù)等。

5 總結(jié)

    本文從數(shù)控加工的一般步驟探討和研究了EdgeCAM在汽車模具制造中的應(yīng)用，并針對具體實例進行工藝編程，分析了與其他CAM軟件的不同點，為EdgeCAM在數(shù)控加工領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供了參考數(shù)據(jù)。基于圖形化編程的EdgeCAM應(yīng)用于汽車模具的數(shù)控加工，程序調(diào)試時間大為減少，生產(chǎn)效率大幅度提高，具有較好的推廣價值。