SolidWorks培訓(xùn)-SolidWorks軟件中基于剩留毛坯的加工技術(shù)

2013-05-09  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來(lái)源:仿真在線

1 引言

作為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)之一的計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)技術(shù)正被越來(lái)越多的制造業(yè)企業(yè)所重視和采用。SolidWorks是由美國(guó)開(kāi)發(fā)的一種CAM軟件,由于其具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、模具、家電、玩具、軍工、醫(yī)藥等行業(yè)。本文擬對(duì)SolidWorks軟件中的一項(xiàng)重要技術(shù)———基于剩留毛坯的加工及其主要功能作一簡(jiǎn)要介紹。

2 基于剩留毛坯的加工技術(shù)簡(jiǎn)介

1. 技術(shù)特點(diǎn)
   在SolidWorks 軟件中,一旦指定初始毛坯,并將加工方式設(shè)定為基于剩留毛坯的方式,系統(tǒng)就總是在上一步工序加工后的剩留毛坯基礎(chǔ)上計(jì)算下一步工序的刀具軌跡。此外,由于有了當(dāng)前毛坯信息,系統(tǒng)可對(duì)隨后產(chǎn)生的刀具軌跡進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)加工仿真,并分析最終零件與當(dāng)前毛坯的差別,同時(shí)可用彩色云圖表示出來(lái)。
2. 主要功能
   SolidWorks軟件中基于剩留毛坯的加工技術(shù)具有以下主要功能:

   圖1 定義的長(zhǎng)方體毛坯

   圖2 剩留毛坯

   1. 定義初始毛坯信息
      在SolidWorks軟件系統(tǒng)中,用戶可通過(guò)包容矩形框定義長(zhǎng)方體、任意柱體以及基于零件外形的任意形狀的毛坯。圖1所示為定義的長(zhǎng)方體毛坯。
   2. 自動(dòng)生成下序加工刀具軌跡
      SolidWorks軟件系統(tǒng)總是在上一步工序加工后剩留毛坯(如圖2)信息的基礎(chǔ)上計(jì)算下一步加工的刀具軌跡。
   3. 利用剩留毛坯信息優(yōu)化刀具軌跡

      圖3 去除刀具軌跡中的空行程

      1. SolidWorks軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息有效查找和去除在生成的下一道工序刀具軌跡中可能存在的空行程,如圖3所示。
      2. SolidWorks 軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息自動(dòng)進(jìn)行刀具運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn),可查出刀具快速移動(dòng)時(shí)或在加工過(guò)程中可能與工件發(fā)生的碰撞。如存在快速移刀運(yùn)動(dòng)干涉,系統(tǒng)將自動(dòng)沿 Z軸回到安全高度后再平行移刀;如果刀具(含刀柄)在加工時(shí)與工件發(fā)生干涉,系統(tǒng)在加工到最大可加工位置后將不再執(zhí)行當(dāng)前刀軌,轉(zhuǎn)而繼續(xù)計(jì)算其它刀軌,同時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)分割刀具軌跡并建議采用新的刀具進(jìn)行加工,從而避免出現(xiàn)因運(yùn)動(dòng)干涉而使某些區(qū)域未能加工到的現(xiàn)象。
      3. SolidWorks軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息自動(dòng)平衡刀具載荷。刀具載荷分布的均勻性及穩(wěn)定性是保證刀具工作壽命和加工效率的重要因素。此外,恒定的刀具載荷也是高速銑削的基本要求之一。SolidWorks軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息計(jì)算切削體積和切削角度,并對(duì)切削速度進(jìn)行合理調(diào)整:當(dāng)?shù)毒咻d荷較大時(shí),降低切削速度;當(dāng)?shù)毒咻d荷較小時(shí),則提高切削速度。系統(tǒng)還可根據(jù)毛坯厚度自動(dòng)采用分層加工方式以降低刀具載荷。如圖4所示,系統(tǒng)在計(jì)算左側(cè)刀軌時(shí)發(fā)現(xiàn)左側(cè)加工余量較大,如采用單層加工產(chǎn)生的切削載荷較大,此時(shí)系統(tǒng)可根據(jù)相關(guān)加工參數(shù)自動(dòng)將刀軌分解為多層加工方式,使每層加工的切削載荷均勻、穩(wěn)定。這種處理方式可避免因切削余量較大而降低切削速度,尤其適用于高速銑削加工。
   4. 自動(dòng)生成清根刀軌
      在進(jìn)行精加工前后, SolidWorks軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息自動(dòng)運(yùn)行清根程序計(jì)算出清根刀軌。系統(tǒng)首先根據(jù)當(dāng)前刀具尺寸(其直徑須小于上一工序刀具)計(jì)算出需要進(jìn)行清根加工的區(qū)域(見(jiàn)圖5),然后對(duì)該區(qū)域進(jìn)行斜率分析,將待加工區(qū)域分為水平區(qū)域和垂直區(qū)域,垂直區(qū)域采用螺旋方式加工,水平區(qū)域則采用水平環(huán)切方式加工 (見(jiàn)圖6)。
   5. 生成加工余量彩色云圖
      SolidWorks軟件系統(tǒng)可根據(jù)剩留毛坯信息分析每一工序的半成品或最終成品零件與當(dāng)前毛坯的差別,并生成實(shí)際加工形成零件與理論零件的加工余量比較彩色云圖,從圖中可直觀顯示加工余量分布情況。

3 結(jié)語(yǔ)

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