高速加工需要同时满足多方面的应用条件,一旦参数出现错误便会导致全面失效。有些关键参数容易定义,如配有功能强大的cnc系统和高精度主轴的高质量机床、高刚性和平衡的机床夹持、高性能的切削刀具等。有些参数则不容易定义,却往往由於这些参数的选用不当,引致高速加工失败。除了上述的物理因素,cad和cam软件的质量和适当应用,也是影响高速加工的主要因素。如果从cad/cam系统产生的cnc程序,直接决定处理的条件,这样便十分直接。但是,要在cad/cam系统指出甚么功能才保证获得高质量的高速加工效果,却是极不容易。
下文将会分析在应用cad/cam软件时,一些影响高速加工成败的重要因素。
cad对高速加工的影响
一般来说,cad对高速加工的直接影响并不易看到。很多人认为cad模型只用作定义零件的外形,至於如何加工所设计的零件,便是cam使用者和加工工程师的责任。理论上来说并没有错,在很多情况下,cad模型没有真正定义需要加工的形状。许多原因使模型不适合高速加工,现简述如下∶
精度的影响
加工精度高、热分布小和加工表面质量高,均是高速加工的优势;却看到一个奇怪的现象∶用於建立零件模型的公差,比zui终的加工公差为大。数据交换是影响精度问题的根本原因。零件通常由一个cad系统设计,然后转换至另一个cad系统进行补充设计和加工准备。每次进行数据传输时,都需要将几何形体由一种格式转换至另一种格式,有些转换涉及按极限公差近似。由於这些公差属於累积,设计零件模型时必须将零件模型的公差,设定为zui少比精加工公差小十倍。
交换格式如iges,使系统在不同的几何描述间进行转换。由於数据发送系统可以访问“主”数据,让它进行所有转换工作,并通过“flavouring”发送系统的iges来实现。flavouring将会告诉系统,在iges文件zui可能使用甚么类型的实体。有些系统提供预先定义的igesflavours菜单,使它适用於常用的系统。
如要减少转换过程出现问题,其中一个方法便是使用直接接口。直接接口让系统直接读取另一系统的文件,如delcam的powermill拥有catia、pro/engineer、unigraphics等主流系统的直接接口。
由於stereolithography(stl)三角形格式十分简单,成为有些公司喜欢使用的数据交换格式。有些cam系统可以直接加工stl格式文件,包括delcam的powermill。然而,这种格式文件的三角形按公差产生,加工表面可能出现可见面片。主流设计系统stl格式使用的公差一般非常大(0.1mm),而且隐藏在多重选项之后,容易被忽略。因此,整理低公差设置stl文件的加工公差,可以提高加工表面的精度。
修剪的影响cad系统的大部分零件由裁剪曲面“拼凑”而成,像上衣由多片形状复杂的布料缝合而成。这些曲面的边界精度直接影响所产生的刀具路径质量。
如一圆锥顶部为一完整的圆形,平面顶盖为六角形。六角形平面可能在顶部某些地方超越圆形的范围。如果超出的范围太大,刀具路径便会出现尖点。在这情况下,加工后的表面极可能出现刀痕。
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