PowerMILL在五轴机床上轮胎模具中的应用2

　　接上期：

　　一、PowerMILL加工轮胎花纹的数控编程

　　1. 三维模型的分析

　　A， 首先，先导入三维模型，仔细分析并且测量图档，确定方便快捷的装夹方式，由此可以确定轮胎模具的尺寸并且创建工作坐标系，如图7所示。Powermill提供强大的坐标系创建功能，按照加工的区域而异创建坐标系以满足加工需求。根据三维模型的形状和尺寸，选择使用人性化控制系统HEIDENHAIN i TNC530和具备高扭距高进给(所有轴都采用直线电机驱动)的DMG HSC75 linear 5 Axis 上加工此轮胎模具。以下是HSC75linear的技术参数和机床图片：

　　主要特点 Highlights:

　　所有轴都采用直线电机

　　标准配置配有18,000rpm的主轴电机和提升式排削器

　　两扇大型舱门提供了卓越的可操作性

　　良好的排屑性能

　　配置旋转工作台和摆动头可实现5轴加工

　　B. 坐标系创建在毛坯的上表面正中心位置。

　　图7

　　C. 刀具的选择，通过仔细的分析，创建符合加工要求的刀具。可通过powermill特有的功能侦测三维模型的的最小半径，以方便确定最小刀具的使用，如图8所示。

　　图8

　　按照三维模型选择盘形铣刀、平底端铣刀、刀尖圆角端铣刀、球头铣刀。

　　盘形铣刀主要用于切削毛坯开粗加工和两个倾斜端面的粗加工。选用Φ40R5、Φ20R3。

　　刀尖圆角端铣刀主要用于花纹块型腔的开粗加工、型腔底面的清根精加工等，选用Φ10R0.5、Φ6R0.5、Φ8R0.5。

　　平底端铣刀主要用于直纹弧面精加工和底面清角，选用Φ16、Φ3。

　　球头铣刀主要用于各型面的精加工、局部清根加工等,选用Φ6R3、Φ3R1.5、Φ1.5R0.75、Φ1R0.5。

　　3. 工艺工步的编辑

　　在工艺编辑的过程中，根据已经确定好的装夹方式及选用的刀具来安排加工顺序，定义加工范围、刀具路径参数和机械参数(如转速、进给量、切深、切宽、加工余量等)。以下是轮胎模具的刀路轨迹的生成：图9至图22

　　图9

　　毛坯是一个四方的CK45，型腔部分选用Φ40R5的盘形铣刀快速去除毛坯的多余材料;至于两侧面的多余材料，必须创建垂直于两侧端面的坐标系，从而产生3+2定位的刀具路径。右下角是粗加工后的材料形状。

　　图10直纹弧面精加工

　　很显然，此策略也是采用3+2定位加工，选用Φ16平底端铣刀的侧刃精加工直纹弧面。

　　图11续粗

　　选用Φ20R3的盘形铣刀进行续粗，右边是续粗后的形状。

　　图12 粗清角

　　图13 粗清角

　　图14中光底曲面

　　图15精加工底曲面

　　底部曲面的加工需要五轴同步轮廓加工，即五轴联动加工。采用Φ8R0.5的刀尖圆角端铣刀启动M128刀尖跟随功能，简便而快速。图15右边的就是此策略加工后的结果。

　　图16半精加工清角

　　图17半精加工两侧面

　　图18 半精加工和精加工花纹侧面

　　余量均匀化是精加工的重要前提。经过粗加工后，大部分余料已经去除，但型腔型面上的余料为台阶状，并不均匀，为使余量均匀并为后面的精加工做准备，需进行半精加工。

　　图19精加工两侧面

　　图20精加工中间区域，结果见右边

　　图21 两侧清角

　　图22中间清角

　　以上各单节距的粗/半精/精加工/清角刀具轨迹生成后，可根据花纹块节距排列图经旋转复制形成整块花纹块的粗/半精/精加工/清角刀具轨迹。

　　刀具路径的生成后，通过软件高级功能--机床的仿真模拟检查其正确性，并且确保没有碰撞，起到安全保护!如图23所示

　　图23

　　二、后处理与加工

　　优化后的刀路路径通过千锤百炼调试出来的后处理文件，生成HEIDENHAIN可识别的NC程序和如图24所示的NC加工表单。

　　图24

　　最后将生成HEIDENHAIN格式的NC程序输入到HSC75linear 五轴机床的TNC目录下，严格按照NC加工表单选择符合要求的刀柄安装相对应的刀具，加工后得到如图25所示的轮胎模具。

　　图25

　　总结

　　使用PowerMILL配合DMG的HSC75 linear 5轴机床对轮胎模具的加工，将软件和硬件发挥的淋漓尽致，大大提高了轮胎模具加工精度和效率，为轮胎行业的生产厂家提供强而有力的保障，在激烈的市场竞争中赢得胜利。