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HSM HSC高速铣削 新一代的加工技术 南京天地精英软件有限公司王扬帆 就是以更快的速度运行已有的程序 高速铣削是一种不同的 更好的加工复杂零件的方法 HSM高速铣削是各种先进技术发展的结果 1 CNC加工中心2 刀具 卡头 材料3 网络技术4 CAD CAM提供的新的能力高速铣削是指一个全新的制造环境 包括了上述的所有方面的支持 什么是高速铣削 HSM 1 小切量 侧向步距 切削深度 大约为传统加工用量的1 3 高速铣削的关键是改变了原有的加工策略 2 高速度 主轴转速 进给速度 使用设备的最大允许参数 高速铣削的关键是改变了原有的加工策略 采用HSM的效果不是看是否减少了铣削加工的时间 而是从整个生产过程来看 降低了多少生产时间 由于采用小切削用量会导致铣削加工时间并未减少 但减少了整个生产时间 下图显示 用HSM代替EDM降低了生产的时间 高速铣削的加工特点小切削用量 获得优良的表面质量 在加工中 零件表面的光洁度取决于相临刀具轨迹的大小 采用小的侧向进给可以减小残留高度从而得到更加光滑的表面质量 减少抛光的需要 在过去 如果采用小的切削用量会导致加工周期过长 但今天 由于各种条件已经允许很高加工的速度 使得小的切削用量成为了可能 高速铣削的加工特点小切削用量 实现精细加工 高速铣削可以有效地使用精巧的小刀具进行加工 使得模具精细部位的加工成为可能 而可以避免使用大量的嵌件和电极 EDM 加工参数 主轴转速20 000rpm 刀具直径4mm 切削深度0 6mm 加工效果 减少了240个嵌入的钉杆 ForPhotobyMakino 高速铣削的加工特点小切削用量 加工高硬度材料 如50 Rc 减少或避免了电极的设计与制造 电极的设计与制造本身是一个费时费力的工艺过程 而且使用电极进行加工也是一个费时的加工过程 材料硬度 54to56Rc槽宽 0 047inch槽深 0 315inch主轴转速 33 000rpm进给数率 150ipm刀具直径 0 047inch加工时间 35minutes 高速铣削的加工特点 1 更快的电极制造 抛光时间缩短达50 到75 使用0 001inch的步距 在进行精加工电极加工的同时 就可以进行模具的粗放电加工 2 高质的电极制造 由于使用HSM加工使得抛光可以省去 保证了用户可以得到几乎完全相同的电极形状 使得用户在制造多型腔模具的加工时 可以得到形状相同的零件 利用电极作为负极加工来提高放电加工的效率 小切削用量 使电极加工更高效 高速铣削的加工特点 小切削用量 使电极加工更高效 3 薄壁零件的加工成为可能 简化了工艺过程 提高了生产效率 缩短了生产时间 省掉了电极的设计与制造 高速铣削的加工特点高速度 1 减少了加工的刀具温度 刀具寿命得到极大的提高 2 减少了对冷却的要求 如使用风冷即可以达到满意的冷却效果 加工中的热量被刀屑迅速带走 从而 HSM需要CAD CAM系统的支持 保持恒定的刀具载荷 把进给速率变化降到最低 使程序处理速度最大化 Cimatron 先进的高速铣削能力 一 保持刀具载荷的恒定 1 刀具载荷的分析与优化 进给速率的自动调整 根据切削体积 根据切削角度 采用自动分层加工的方法来实现加工的合理性与载荷的恒定 Cimatron 先进的高速铣削能力 一 保持刀具载荷的恒定 2 基于毛坯残留知识的加工 智能实现优秀合理的二次粗加工 WCUT WITHSTOCK MIN STOCK 时时检测当前状态下的毛坯状况 从而避免空走刀 WithStock Opt RemoveAirCUT 时时检测当前状态下的毛坯状况 刀柄的干涉检查 Opt ToolHolderGaugeCheck 实现特定高度范围内的刀轨计算LimitZup Zdown Between 3 智能化的优秀斜率分析 Cimatron 先进的高速铣削能力 一 保持刀具载荷的恒定 等高粗加工 WCUT BETWEENLAYER 平坦区域与陡峭区域的自动识别 实现层间的自动再加工 获得接近零件形状的加工结果 使精加工的加工余量更均匀 加工的表面质量更好 Cimatron 先进的高速铣削能力 一 保持刀具载荷的恒定 实现优秀的等高精加工 WCUT HORIZ 平坦区域与陡峭区域的自动识别 实现灵活的垂直区域等高加工 平坦区域沿表面加工的加工策略 3 智能化的优秀斜率分析 Cimatron 先进的高速铣削能力 一 保持刀具载荷的恒定 实现特定区域内平坦区域 陡峭区域的精细加工 3 智能化的优秀斜率分析 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 1 灵活有效的进刀方式 1 轮廓切向进刀 退刀 2 曲面切向进刀 退刀 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 1 刀路轨迹的拐角处理 拐角采用圆弧走刀 AllCorner Round 拐角采用圆环式走刀 AllCorner Loops Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 采用空间内向圆弧走刀 采用 高尔夫 式走刀 2 光滑的移刀方法 1 行切的侧向移刀 采用空间外向圆弧走刀 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 2 光滑的移刀方法 2 环切的侧向移刀 空间螺旋式侧向移刀 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 2 光滑的移刀方法 3 WCUT粗加工的Z向移刀 螺旋式进刀 空间圆弧式移刀 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 2 光滑的移刀方法 4 WCUT精加工的Z向移刀 采用螺旋式进刀位置 空间圆弧式移刀 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 2 光滑的移刀方法 5 精加工的Nurbs插补 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 3 先进的高速加工方式 1 粗切加工的圆弧插补 在WCUT加工中 尽量采用圆弧插补来生成刀路轨迹 在POCKET加工中 尽量采用圆弧插补来生成刀路轨迹 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 3 先进的高速加工方式 2 轮廓粗切的螺旋式加工 Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 3 先进的高速加工方式 3 摆线式加工Profile TORCHOID Cimatron 先进的高速铣削能力 二 最大限度地减少速率损失 3 先进的高速加工方式 4 直导式 钻入式粗加工 插铣式ROUGH DRILL Cimatron 先进的高速铣削能力 三 高效的数控编程 智能化的自动编程 利用CimatronNC模版 基于参数化的工艺设定 加快和方便了工艺的定义和修改 有效的安全干涉检查与优化 使生产更高效 基于知识的加工使NC结果更合理 Cimatron对高速铣削的支持一览表 NurbsInterpolation incorporatedinCimatron sversion10 ConstantChipload Regulatedbyeitherreducedspeedoraddedlayers Workingalreadyinversion9 0Trochoidalmilling ExperimentalinV10 AvailableUnderthe Profile procedureinV11 CircularInterpolation automaticwherepossible undertheWCUTroutineinconstantZlayers TangentialApproach Retractmotions workingunderseveralroutines 6 TangentialMovesbetweenpasses incorporatedinCimatron sV10 7 HelicalApproachbetweenconstantZlayers workingundertheWCUTroutine 8 AllCornersRound condition regulatedviaNCfilesetup HSM on off workingatSpiralcutsunderPOCKET SRFPKTandWCUTroutines 9 ProperhandlingofOpen Semi Openpocketssituations 10 SpecialuserfunctionHELICPRF toprovideconstantcuttingconditionsonrelevantparts Availablealsoby userforced projectionofanhelixedcontouronrelevantgeometricalentities Cimatron对高速铣削的支持一览表 Cimatron对高速铣削的支持一览表 11 BetweenPasses Loopedmotionsbetweenpasses Availablein SRFPKT SPIRALCUT ParallelcutConnectionsbet passesexistedinV10 12HSMLayerConnection Roundmotionsbetweenlayers Connectstheretractmovementofonelayertotheapproachmovementofthenextlayerusingaspline Availablein WCUT FINISHConnecti