基于Cimatron E的四轴数控加工技巧

基于Cimatron E的四轴数控加工技巧

摘要：复杂自由曲面加工在现代制造中占据了很大的份额，数控加工程序编制的复杂性和困难性也就体现出来，伴随着自动编制程序的发展，CAD/CAM解决方案越来越受到青睐。本文是基于Cimatron E典型结构四轴数控加工技巧分析，通过刀具、曲面路径、干涉检查、刀具轨迹连接几个重要工艺内容处理，从而获得理想的加工效果，解决复杂自由曲面的加工编程问题。

关键词：Cimatron E，自由曲面，四轴，数控加工

1.引言

自由曲面是在工程中最复杂而又经常遇到的曲面，主要出现在航空、造船、汽车、家电、机械制造等部门中许多零件外形，如飞机机翼或汽车外形曲面，以及模具工件表面等均为自由曲面。

伴随着自由曲面复杂程度的增加，其加工也需要数控编程技术的发展。自动编程技术的发展，使得自由曲面朝着更加多轴化方向发展，不同的CAM软件为此提供了纷繁的解决方案，Cimatron E软件是开发和销售制造业CAD/CAM软件的领导者，它的优势在于方便快捷，结构层次清晰，是集造型、编程、模具设计于一体的CAD/CAM于一体的优秀解决方案工具。

2.刀具选择

自由曲面加工无论是从质量还是效率成本来说，选择合适的刀具能够直接决定其最终结果。一般，复杂自由曲面刀具选择通常为球头立铣刀，其材料可根据加工机床参数选用陶瓷刀具、金刚石道具等，刀具尺寸根据加工部位空间大小选择适合数值。否则会因选的过小磨损刀具，延长加工时间，选择过大会导致加工质量低。如图1所示零件结构在加工中选用8mm球头立铣刀作为半精加工和精加工。

图1结构图

3.曲面路径

在运用Cimatron E解决四轴数控加工编程时重点在于合理设计刀路轨迹上。选择合适的刀路轨迹方式，不仅可以提高零件的尺寸精度和表面粗糙度，得到更优质的加工质量，同时也能有效节约加工时间，降低刀具损耗，提高生产率的同时降低成产成本。Cimatron E解决方案中，在研究四轴联动加工时，刀路轨迹的设计首要是选择合适的曲面路径。软件提供了根据不同结构特点需要的方式：平行铣、沿曲线切削、两曲线之间仿形，平行于曲线、曲线投影、两曲面仿形、平行于曲面，在选择使用时，可按照曲面特点和加工阶段适当选择，通常在加工中，会选择不同加工阶段采用两种或多种曲面路径方式来组合，以期后次加工可以弥