偶爾更換切削加工設(shè)備或者不多的設(shè)備調(diào)整時(shí)間僅僅是現(xiàn)代復(fù)合加工中心眾多優(yōu)點(diǎn)中的兩個(gè)。想要充分挖掘出復(fù)合加工中心的潛力就需要性能強(qiáng)大的、能夠詳細(xì)模擬每一個(gè)加工步驟的CAM 軟件。
復(fù)合加工中心又稱為復(fù)合數(shù)控機(jī)床,是一種能夠完成車、銑、孔加工等多種加工工藝的機(jī)床設(shè)備,它能明顯地減少更換加工機(jī)床設(shè)備的次數(shù)和零部件的裝 夾次數(shù)。實(shí)際上等于減少了生產(chǎn)加工過(guò)程中的物流工作量,
同時(shí)它也大大的提高了零件的加工精度:因?yàn)樗軌蛟谝淮窝b夾中完成車削、銑削和鉆削加工。如果復(fù)合加工中心帶有尾座主軸,則可以在一次裝夾中自動(dòng)完成零件六個(gè)加工面的加工,根本不需要人工二次裝夾零件了。而可靠地、高效地完成所有加工可能性并且盡可能少的介入復(fù)合加工中心加工過(guò)程的控制,對(duì)零件設(shè)計(jì)過(guò)程提出了非常高的要求。
機(jī)械設(shè)備制造過(guò)程中許多零部件都需要采用車削、鉆削、 2.5D 銑削、3D 銑削直至 5 軸聯(lián)動(dòng)銑削等加工方式來(lái)制造。 為了能夠盡可能少用幾臺(tái)切削設(shè)備進(jìn)行加工、盡可能地減少零件的裝夾次數(shù)就能夠高效的完成零件的生產(chǎn)加工,可以采用現(xiàn)代化的數(shù)控復(fù)合加工中心:在一次裝夾中完成零件的車、
銑、鉆削加工。由于這種設(shè)備價(jià)格昂貴,因此最好是充分挖掘它的生產(chǎn)能力 —— 三班制 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。但,亞琛
機(jī)床設(shè)備制造協(xié)會(huì)和霍倫霍夫 IPT 加工工藝研究所當(dāng)前的調(diào)查研究表明:幾乎 40% 的加工程序都是在加工設(shè)備不工作的時(shí)候編寫的。因此建議:所有的零件加工數(shù)據(jù)都應(yīng)事先在 CAD/CAM 系統(tǒng)中形成數(shù)字式的數(shù)據(jù)并完成模擬仿真。這樣才能保證能夠在零件裝夾之后自動(dòng)地完成加工刀具換刀,順利的完成零件的外部加工工序。
所有工藝裝備的數(shù)字化映射數(shù)據(jù)庫(kù)
在 CAD/CAM 零件數(shù)據(jù)過(guò)程中,零件和毛坯的所有數(shù)據(jù)都以數(shù)字元素的形式存在。這就要求用戶在切削加工所需的工藝裝備方面下下功夫:Tebis 軟件能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理著這些數(shù)字雙胞胎。除了機(jī)床設(shè)備、配套組件和夾具的虛擬圖像之外,切削加工用的刀具也在數(shù)字化雙胞胎的管理中有著非常重要的作用。Tebis 軟件可以在一個(gè)總數(shù)據(jù)庫(kù)中管理不同型號(hào)的車刀、銑刀和孔加工刀具;也支持開槽刀具、拉深模具和滾壓刀具等特種刀具的管理。在這一數(shù)據(jù)庫(kù)中,用戶可以看到真實(shí)的一個(gè)個(gè)刀具零部件——從刀片到刀柄、刀桿,
并能利用這些零部件組合成一整套的切削刀具。這些都是刀具碰撞分析的基礎(chǔ)。
所有切削加工的工藝計(jì)劃
Tebis 軟件制定的切削加工工藝方案將所有的車、鉆、銑等加工工步都有機(jī)地結(jié)合到一起了。多種多樣的加工功能和加工策略保證了能夠編制所有的切削加工程序,形成一個(gè)完整的數(shù)字化加工過(guò)程。Tebis 軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中常規(guī)的通用金屬材料能夠幫助用戶做好從零件毛坯開始到切削加工過(guò)程直至最終成品為止的所有金屬切除量的記錄。這樣,加工后的半成品材料量數(shù)據(jù)就可以成為下一步加工時(shí)的初始材料量數(shù)據(jù)了。因?yàn)樵谒械那邢骷庸み^(guò)程中較高的單位時(shí)間金屬切削量都是以初始材料模型為基礎(chǔ)的進(jìn)行計(jì)算的。
通過(guò)對(duì)金屬材料切除量的跟蹤可以實(shí)時(shí)的計(jì)算出每一加工步驟后金屬材料的實(shí)際重量。也就能夠隨時(shí)虛擬當(dāng)前的生產(chǎn)進(jìn)度,真實(shí)的模擬所有的加工過(guò)程了。在做好相應(yīng)的調(diào)整設(shè)置之后,自動(dòng)化加工過(guò)程會(huì)自動(dòng)的計(jì)算零件加工后的幾何尺寸和形狀,計(jì)算切削刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。這也就縮短了類似加工工藝過(guò)程的時(shí)間了。
利用碰撞檢驗(yàn)保證安全
根據(jù)不同的加工工藝:車削、銑削和鉆削 —— 采用不同的檢驗(yàn)分析方法來(lái)評(píng)判分析刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡,檢驗(yàn)被加工零件與刀桿、刀具夾持器是否會(huì)發(fā)生碰撞,并自動(dòng)的采取避讓或者減小加工量以避免碰撞。另外,在編制 CNC 數(shù)控加工程序之前可以將這些數(shù)字化加工的模擬過(guò)程都轉(zhuǎn)換成詳細(xì)的加工工藝文件,以便快速的找到最佳的刀具和對(duì)刀點(diǎn)。
在復(fù)合數(shù)控加工機(jī)床中常常要用到不同的機(jī)床附件,例如尾座或者跟刀架。這些機(jī)床附件的應(yīng)用最好也體現(xiàn)在 NC數(shù)控程序中,并受 Tebis 軟件數(shù)字化工藝文件的控制。這樣會(huì)省去將來(lái)機(jī)床設(shè)備調(diào)整時(shí)的許多麻煩。
完整的模擬和 NC 數(shù)控程序的編制
正如前面所介紹的那樣:Tebis 軟件已經(jīng)排除了復(fù)合加工機(jī)床刀具與被加工零件碰撞的可能性。剩下就是刀具與機(jī)床附件的碰撞,例如刀盤上的刀具以及各個(gè)刀具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否發(fā)生碰撞。經(jīng)過(guò)模擬驗(yàn)證的 NC 數(shù)控程序也控制著機(jī)床附件,例如自動(dòng)夾具、尾座或者跟刀架。
在 NC 數(shù)控程序的框架內(nèi),完整的切削加工數(shù)字化圖像 和虛擬的碰撞檢驗(yàn)保證了用戶能夠?qū)崿F(xiàn)既定的目標(biāo)——完成不間斷的切削加工。