引言
在欧美、日本等发达国家,模具产业从20世纪80年代就开始发展无职守自动化数控加工技术,到目前已有20余年的历史,技术较成熟。一些日本的模具企业自动化数控加工比例已能达到50%以上。
在我国,由于模具产业起步晚,人工费用低,在自动化数控加工方面起步也晚。如今,汽车工业的快速发展带动了中国模具产业的进步,国内的一些模具企业也开始追求并尝试“无人职守”自动化数控加工技术,以求达到少人化操作,节省大量人工成本、降低劳动强度,同时通过追求可无人职守的自动化加工,提升NC程序质量和数控加工水平,让模具加工更可靠、高效、实物质量更高。
1 覆盖件模具NC自动化加工对程序的要求
1.1 模具数控加工工艺流程
数控编程首先要根据零件的几何形状、表面粗糙度、加工精度、同时考虑零件的刚性、变形以及机床、刀具、夹具等因素,选择合理的工艺流程,如图1所示。
图1 工艺流程
1.2自动化加工对NC程序的要求
自动化加工对程序的安全性、可靠性、工艺性和准确性提出了更高的要求。
1)首先要保证程序本身的准确性,做到加工到位,并做好模拟仿真,避免错误的发生。
2)保证程序的安全性、可靠性,规划合理的加工顺序,保持加工余量均匀。结合机床刀库数据做好碰撞检测,避免碰撞扎刀等现象的发生。
3)工艺性要考虑加工效率、刀具磨损和机床震动等因素。选用刀具情况及程序提供的F(r/min)、S(mm/min)等设置参数必须与加工机床相匹配。
要设计出满足上述要求的NC程序,除了编程人员具有高超的技能和丰富的经验外,加工方案的实现和程序质量的保证还需要先进的CAM软件平台。
如:为了实现无人职守自动化加工,传统的开粗工艺多采用大刀径球头刀沿面开粗,此种工艺加工效率高,但由于吃刀量大、毛坯变形和加工余量不均匀等因素很难做到机床负荷持续稳定。另外,机床满负荷运转,不确定性高,难以保证加工质量和高效率的要求,不适合无人职守加工。一些专业的编程软件提供的编程方法,能满足“小吃刀、轻切削”的高速加工,极大程度上保证程序安全性,减小提刀浪费,保证无人职守技术对机床、刀具、负荷等方面的要求。
2自动化加工的NC程序设计
2.1 WorkNC软件
WorkNC软件是法国Sescoi公司面向加工制造业的全自动化计算机辅助制造(CAM)软件。有多种数据转换接口,有专门针对CAM的CAD模块,能完成零件分析、曲面填补、边界线的建立和简单曲面的建立等功能,非常实用。WorkNC能产生良好的走刀路线,同时它还具备完善的模板调用功能,强大的刀具路径编辑功能,残余毛坯计算,防过切功能等,都为编程人员提供了方便。