隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料產(chǎn)品在工業(yè)及生活用品中所占的比例越來越大11I，塑料模具的設計與制造過程，已成為模具設計人員關注的熱點。先進的模具設計與制造技術(shù)，決定了塑料產(chǎn)品的品質(zhì)，是現(xiàn)代模具企業(yè)生存的關鍵因素之一。對于形狀較為復雜的塑料零件，其模具設計與數(shù)控加工過程，有著緊密的聯(lián)系，因此，實現(xiàn)其設計與制造的一體化，顯得尤為重要。CAD/CAM軟件經(jīng)過40多年的發(fā)展，有了許多較為成熟的產(chǎn)品，包括美國的Pro/Engneer、德國的Unigraphics NX以及以色列的Cimatron等。

　　通過對福建省福安市周邊企業(yè)進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，Cimatron E已成為該地區(qū)使用最廣泛的模具三維CAD/CAM一體化軟件之一。Cimatron E集零件設計、模具設計和NC加工于一體，為模具制造業(yè)提供了全面的解決方案，是當今模具設計與制造業(yè)公認的首選產(chǎn)品。本文將以Cimauon E軟件為平臺，介紹雙輪機頭前蓋的設計與制造過程。

1 雙輪機頭前蓋三維造型

　　雙輪機頭前蓋的材料為聚甲醛(POM)，是一種高結(jié)晶熱塑性聚合物，具有表面光滑、吸水率小、尺寸穩(wěn)定、耐磨、強度高、抗拉、抗壓、自潤滑性能好等優(yōu)點，廣泛用于制造耐磨傳動件、汽車儀表板、各種儀器外殼、蓋罩、箱體等。根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)要求，該零件需進行大批量生產(chǎn)，精度等級為IT16級，表面粗糙度R_ａ=3.2 um。由于該零件形狀結(jié)構(gòu)較為復雜(見圖1)，因此采用注射成型。

　　Cimatron E提供了多種靈活的零件三維建模方式，可經(jīng)由IGES、VDA、STL、STEP等多種數(shù)據(jù)接口，導人由其他三維CAD軟件建立的零件模型；也可直接采用Cimatron E提供的三維造型模塊進行建模。圖1為根據(jù)企業(yè)提供的工程圖，直接利用Cimatmn E的三維造型模塊進行建模的雙輪機頭前蓋三維模型。

2 雙輪機頭前蓋模具設計

　　本零件所用材料為POM。平均厚度2mm，根據(jù)有關資料，設置零件的收縮率為1.25％％利用CimatronE的模具設計模塊MoldSetupWizard，可以方便地完成雙輪機頭前蓋的模具設計，其基本步驟為：

　　(1)布局零件，確定塑料模具的型腔數(shù)目。塑料模具可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在確定型腔數(shù)目時，主要考慮：塑件的尺寸精度、模具制造成本、塑件成型的生產(chǎn)效益和模具制造難度等。因此，根據(jù)該零件的生成規(guī)模、制造精度等級、表面粗糙度等級以及生產(chǎn)企業(yè)的要求，確定采用一模兩腔；

　　(2)創(chuàng)建分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，其與模具的整體機構(gòu)、澆注系統(tǒng)設計、塑件的脫模與模具的制造工藝等有關，不僅關系到塑件的正常成型和脫模，而且還涉及模具結(jié)構(gòu)和制造成本。分型面的總體選擇原則是：保證塑件品質(zhì)、便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)。因此，本零件的分型面選擇在最大截面處，并使其型腔完全置于定模一側(cè)；

　　(3)創(chuàng)建零件毛坯。確定分型面后，即可在cim_atron中進行分模設計并創(chuàng)建零件毛坯；

　　(4)調(diào)人模架。本零件使用450×450的模架，分別將型芯(圖2)、型腔(圖3)附加到動、定模板，型芯和型腔材料都為40Ct。由于零件為機頭前蓋，外表面品質(zhì)要求較高，因此采用點澆口成型制品；

3 雙輪機頭前蓋數(shù)控加工編程

　　CimatronE擁有一套數(shù)字化編程系統(tǒng)。首先，可在Cimatron E的CAD環(huán)境中完成待加工零件的三維模型，提供加工零件的表面幾何信息；然后經(jīng)由軟件的CAM編程環(huán)境。進行加工參數(shù)設置；最后由軟件自動進行刀位計算和后處理。生成所需的數(shù)控代碼。Cimantron E NC模塊所生成的刀路軌跡，具有人性化、時間短、提刀少、效率高等特點，因此目前在模具加工行業(yè)應用極其廣泛目。本節(jié)主要介紹雙輪機頭前蓋型芯的數(shù)控加工編程過程。

　　雙輪機頭前蓋型芯如圖3所示，該零件毛坯尺寸為320mm×200tmm×83mm，主要由曲面、斜面、槽、孔等組成，形狀結(jié)構(gòu)較為復雜，并且不能使用較

　　大直徑的刀具。編程時．首先將加工原點設定在分模面中心距零件底部30mm處，其具體的數(shù)控編程工藝分析與規(guī)劃如下：

　　(1)粗銑型芯曲面。選擇【體積銑】的【粗加工環(huán)形銑】加工程序，使用直徑DIOR4環(huán)刀．留加工余量1mm，其刀路軌跡為圖5(B)所示。

　　(2)二次開粗。選擇【體積銑】的1_-次開粗】加工程序，使用直徑IMRl環(huán)刀，對上工步留下較多毛坯余量進行加工，并留加工余量0．4 ram，其刀路軌跡為圖5(b)所示。

　　(3)精銑型芯曲面。選擇【曲面銑】的【根據(jù)角度精銑】加工程序，使用直徑D2R0.5環(huán)刀，對零件進行精銑，加工余量為零，其刀路軌跡為圖５(c)所示。

　　(4)精銑水平區(qū)域。選擇【曲面銑】的【精銑水平區(qū)域】加工程序，使用直徑DIR0.25環(huán)刀，對零件平面進行精銑，其刀路軌跡為圖5(d)所示。

　　通過對上述刀路軌跡進行仿真加工，可獲得輪機頭前蓋的仿真結(jié)果，如圖6所示。

　　獲得滿意的仿真結(jié)果后，即可生成NC代碼。實際加工時，應根據(jù)特定的機床系統(tǒng)，對代碼進行適當?shù)匦薷摹?/span>

4 結(jié)束語

　　本文介紹了以Cimatron E軟件為平臺，對結(jié)構(gòu)復雜的雙輪機頭前蓋進行三維造型設計、模具設計和數(shù)控加工編程的過程，實現(xiàn)了模具的CAD/CAM一體化。應用CAD/CAM一體化技術(shù)，改變了傳統(tǒng)模具設計與制造的手段，將使模具設計與加工工作越來越方便、快捷，有效地縮短了模具制造周期，降低成本。提高產(chǎn)品品質(zhì)，對企業(yè)快速響應客戶需求，提高市場競爭力．有著非常重要的意義。