專題：口罩機KN95熔接齒模加工案例

來源： 3DSystems

現在越來越多的客戶使用Cimatron加工口罩機上的熔接齒模,因為軟件功能強大,，編程簡單易用，生成的刀具路徑高效,、安全,，得到了大家的青睞。本文對熔接齒模加工使用Cimarron主要功能做了簡短的總結,，希望能對大家有所幫助,。

本加工案例介紹的是下面的零件：
Cimatron用戶加工出來的成品,，加工時間12.5小時，材質：DS53模具鋼,。

1.模型準備
（1） 導入KN95熔接齒模

通過如下接口類型導入三維模型數據,。

導入的結果如下：

注明：Cimatron軟件本身有比較齊全的CAD功能，完全有能力設計完整KN95熔接齒模的三維模型,，如果是外來數據模型,，可以使用專門數據接口或者通用的數據接口進行導入。

（2）模型質量分析：

注明：通過對模型的質量分析,，可以查看上游設計的模型質量是否有問題：比如小碎面,、開放邊等問題，并能進行自動修復,，還可以在公差范圍內光順和簡化幾何體,，為編程做好準備,。

（3）展開模型

這個是關鍵的一步處理,，不展開就不能用纏繞加工，下圖是展開使用的命令和展開的結果,。

注明：軟件可以快速地展開實體,、曲面或者曲線，展開時要選擇好展開的參考面,，這會影響到KN95熔接齒模的刃口尺寸,。

2.編程輔助工具的應用
（1）下圖是計算出來的零件最大包容盒，也就是最大尺寸和零件凈重：直徑80,，總長292,，重量7公斤，為下料和報價做準備,。

2）下圖是利用編程輔助工具分析2D展開圖的空檔間隙,。

3）下圖是利用編程輔助工具分析各處的拔模角。

注明：通過使用圓角分析,、拔模角分析,、體素分析等編程輔助工具，可以幫助編程者快速選擇刀具和定制加工工藝,，Cimatron編程輔助工具和編程必要的CAD功能都已經鑲嵌在編程環(huán)境里了,，Cimatron軟件是CAD和CAM高度集成的軟件。

3.加工策略的應用
首先要系統(tǒng)自動創(chuàng)建回轉毛坯（車削毛坯）,，如下圖所示,。

注明：
創(chuàng)建回轉毛坯時還可以做徑向和Z方向余量。
生成毛坯用來做程序的實際加工模擬,，所有程序包括纏繞程序均參照這個毛坯來模擬,。

（1）粗加工程序：
三軸編程再通過Wrap生成4軸刀具路徑：粗加工軌跡如下（零件的深度為2mm，程序是一層軌跡，底部直接加工到位）

下圖是路徑局部放大圖：可以看到刀具是擺線切入,，路徑間是圓弧連接,，加工高效安全，并可以減少刀具和機床的損耗,。

  

粗加工也可以用軟件專門的高效加工模塊生成完全圓弧連接,、載荷均勻的刀具路徑，適合加工尺寸更大的零件,。

注明：
上面粗加工程序,，用到軟件一個很好的功能，就是為不同區(qū)域的曲面留不同余量,，一個程序最多可為6組面設定不同余量,，本案例只把刀口這個關鍵部位留量0.4，底面為非工作面,，不用留量直接加工到位,，而凸臺留量0.2。

繞著x軸旋轉的4軸機床加工軌跡如果平行于 X 軸方向切削,，加工效率會更快,。

（2）角落殘料自動清理程序：

采用3軸加工策略里的自動清角功能，通過軟件Wrap功能轉換為4軸刀具路徑,，下面右側圖是局部放大的4軸路徑,。

注明：
清角程序完全基于剩余毛坯計算，通過專門的殘料銑削工藝,，使用小的刀具自動去掉前面粗加工程序剩余的殘料
系統(tǒng)具有精確的毛坯識別能力,，即使使用很小的刀具進行切削，只要在刀具要求的切削參數范圍內,，就不會斷刀,。



（3）凸臺加工程序：

因為小凸臺側壁的展開圖但是直面，使用2.5軸的輪廓銑精加工策略,，通過軟件Wrap功能,，路徑自動纏繞為4軸刀具路徑，下圖是2.5軸輪廓銑刀具路徑,，采用圓弧進退刀,。

注明：
這個程序的特色：編程選擇加工輪廓時，一次可以選擇很多個輪廓（幾百個）,，編程效率高,。

（4）刀口部分的精加工程序：

這部分是關鍵，要求比較嚴格,，因為這部分的幾何無法用纏繞程序加工到位,，用軟件自帶的四軸加工策略,，四軸精加工軌跡如下：右側是局部放大圖。

注明：
建議使用錐形刀具精加工,，提高加工效率和加工質量,。
上面右側圖的刀具路徑點距離根據要求來設定，以達到質量要求,。
軟件具有很強的4軸加工策略,，提供多樣的銑削工藝、強大的多軸控制和干涉檢查,。

4.機床仿真
使用軟件自帶的機床模擬功能,，對所有程序進行實際的切削加工模擬：下圖是模擬界面，初始毛坯就是上面設計的回轉毛坯：

下圖是程序模擬完后和理論模型的比較,，通過顏色可以識別每條程序的毛坯剩余情況,，用以判斷加工是否達到要求。

注明：
機床模擬可以模擬軌跡也可以模擬G代碼,。
模擬過程中如果發(fā)現主軸部件,、刀具、刀柄與工件,、毛坯以及夾盤有碰撞和干涉系統(tǒng)會自動報警提示,。
模擬過程中可以設定暫停條件,，比如換刀時停止,，以便查看每把刀具的加工情況。

5.加工程序的后處理操作
使用GPP2專門定制的四軸Funuc系統(tǒng)后處理器生成機床的G代碼文件：下面是后處理時的人機交互界面：

以下是生成的粗加工和刃口精加工程序的G代碼：

注意：
需要纏繞的加工程序后處理時需要設定合適的纏繞半徑,、纏繞基準面的Z值以及纏繞的起始角度,，否則加工會出現問題。

6.生成加工報告
通過Cimatron公司定制的程序單自動生成加工報告,，報告見下圖所示（顯示了部分NC加工程序）

注明：
Cimatron公司可以按照客戶的需求定制加工報告,，可以是Excel也可以是PDF文檔格式。