基于Cimatron E的模具数控加工

　　CAD/CAM软件经过40多年的发展，国内外都有了很多较为成熟的产品。Cimatron E是以色列Cimatron公司主要针对模具行业开发的CAD/CAM系统软件，是目前模具行业应用广泛的CAD/CAM软件，该软件对模具的设计、加工制造有较好的解决方案。特别是在加工方面，提供了灵活的2D和3D铣削策略。下面以一个型腔模为例，介绍Cimatron软件在模具铣削编程中的应用。

　　一、工艺分析和编程的一般步骤

　　图1为一个型腔模，在编程之前首先要对零件进行工艺分析，加工工艺直接影响到模具的加工质量和加工效率，因此在保证模具加工精度的前提下应充分考虑到提高加工效率。原则上的工艺步骤一般为先粗后精，先主后次，先大后小，先基准后型腔。根据基本原则， 该模具的大致加工工艺为“粗加工→半精加→精加工→清根”。

　　1.编程步骤

　　(1)确定加工基准。模具加工前首先要确定模具加工的基准，也就是我们平常所说的原点，基准确定后，所有的刀路都是以基准来运行的。对于规则(六个表面已经加工到尺寸)的毛坯来说，我们一般把加工基准确定在毛坯的中心位置，Z方向的基准确定在毛坯的最高面，如图1所示。

　　(2 )确定粗加工刀具和编粗加工刀路。粗加工作用是去除大部分的材料，所以模具加工的效率很大程度是由粗加工的效率所决定的。根据模具的型腔，粗加工的刀具选择原则时能大则大，能短则短，这套模具选用Ф32R6圆角铣刀。确定了粗加工的刀具就要编粗加工的刀路。粗加工的走刀方式有：平行铣、环形铣、放射铣或插铣等，我们一般运用的比较多的是环形铣，机床参数设置为转速1600r/min，切削深度1mm，进给为800mm/min。图2中黑线部分就是刀具在加工中走的路线。

　　(3)半精加工。一般模具粗加工完成后，必须进行二次粗加工，也就是我们常说的残料加工。它的作用是去除粗加工没有加工到的部分材料，比如说拐角位置、局部细小位置，以保证精加工的加工 余量均匀，有的位置有时还要进行三次开粗或四次开粗，以保证精加工时加工余量一致。这套模具采用的是Ф10R 1的刀来进行二次开粗，如图3所示。

　　为了保证精加工的余量比较均匀所以再用Ф6R1三次开粗，如图4所示。

　　(4)精加工。半精加工完毕后就可以进行精加工了。精加工的加工策略有很多种，有等高铣、平行铣、根据曲面的角度分区域铣、3D等布距铣等。根据模具型腔的不同，所选择的加工方式也各有不同，比如比较陡峭的地方可以采用等高铣或设置角度，水平面上可以采用平行铣等，根据具体情况精加工可能要选择几种走刀方式，如图5和图6，就运用了限制角度来进行精加工。

　　经过限制角度(如图6 限制为45°)，精加工时就只加工角度在45°以上的面或区域，也可以限制只加工45°以下的面或区域，如图7和图8所示。

　　精加工对模具型腔表面的质量影响很大，所以在精加工时必须选用合理刀具和合理走刀方式，需要用几种走刀方式配合使用才能加工出合格、漂亮的模具。

　　(5)清根。精加工完之后，由于局部位置精加工无法加工到位，所以需要进行清根处理。清根需要比精加工更细的刀具，根据具体情况有些部位也需要清两三次，甚至更多次。因为刀具较细，清根易产生过切，所以需要选择合理的加工方式和参数，如图9所示。

　　由于局部位置圆角为R1.5，所以需要用Ф3球刀进行第二次清根，如图10 所示。

　　但是有些部位是用刀具无法加工到位的，这时就需要进行电火花加工，如图11所示的直角部位。

　　2.模拟

　　在正式加工前一定要模拟刀路，验证刀路是否正确，是否有撞刀和过切现象，并且得出加工的时间。模拟结果如 图12～图19所示。

　　二、后置处理生成NC代码

　　程序编制完毕后需要用后处理生成机床所能够识别的NC代码，NC代码可以用记事本打开进行编辑，编辑完毕的NC代码直接输入机床即可进行加工。

　　三、结论

　　至此，Cimatron E的数控编程过程基本完成，通过以上实例证明CAD/CAM软件在实际加工中可提高程序的的正确性和安全性，提高工作效率。