5-Achs-Fraesen fuer grosse gebogene Skulpturen teile
Die Bearbeitung von großformatigen Skulpturen mit gekrümmten Oberflächen erfolgt meist nach der traditionellen Methode „Sandguss → manuelles Schaufelschleifen → dreidimensionale Probenprüfung“. Aufgrund der geringen Fertigungsgenauigkeit der dreidimensionalen Schablone und des Einflusses ihrer geometrischen Verformung ist es schwierig, die Bearbeitungsgenauigkeit derartig gekrümmter Oberflächenteile zu verbessern.
Mit der Entwicklung der Computertechnologie hat die CAD / CAM-Technologie große Fortschritte gemacht, und es sind CNC-Bohr- und Fräsmaschinen mit fünf Achsen und einige ausgezeichnete CAD / CAM-Software erschienen. Unter diesen ist die SDRC / CAMAND-Software flexibler in der 5-Achs-Verknüpfung der CNC-Bearbeitungsprogrammierung. Gegenwärtig wird für gekrümmte Oberflächenteile von Großskulpturen ein Planfräser mit großem Durchmesser verwendet, um entlang der Oberflächenparameterlinie als beste Bearbeitungsmethode zu bearbeiten. Dieses Bearbeitungsverfahren zeichnet sich durch hohe Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz, gute Oberflächenqualität der Teile und hervorragende Schnittbedingungen des Werkzeugs aus.
I. 3D-Modellierungstechnologie der Skulpturoberfläche
Um die NC-Bearbeitungsprogrammierung der gekrümmten Oberfläche abzuschließen, muss zunächst ein dreidimensionales Modell der gekrümmten Oberfläche auf dem Computer modelliert werden. Die Designdaten der Skulpturoberfläche werden normalerweise durch Punktmatrixdaten beschrieben, und die Quelle der Oberflächenpunktmatrixdaten ist hauptsächlich auf zwei Arten: Einer ist durch Designmittel, nach der Designtheorie des Produkts durch den Designer, um solche Gitterdaten durch Berechnung zu erhalten, die oft regelmäßig nach bestimmten Regeln gegeben wird, dreidimensionale Modellierung ist relativ einfach; Die andere besteht darin, die Punktwolkendaten der gekrümmten Oberfläche durch Vermessen des handgefertigten Holzformprototyps oder des realen Objekts mit einem dreidimensionalen Messinstrument zu erhalten. Es gibt keine genaue Regel für die Verteilung dieser Art von Datengitter, und die dreidimensionale Modellierung der Oberfläche ist relativ schwierig. Entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen des ursprünglichen Datengitters der Oberfläche kann die dreidimensionale Modellierung der skulpturalen Oberfläche in ein regelmäßiges Gittermuster und ein unregelmäßiges Gittermuster unterteilt werden.
1.Dreidimensionale Modellierung der regelmäßigen Gitterskulpturoberfläche
Normale Punktmatrixskulpturoberfläche bedeutet, dass die Punktmatrixdaten der Oberfläche streng nach einem bestimmten Gesetz angegeben werden. Im Allgemeinen wird das Oberflächendatengitter in mehrere parametrische Spline-Knotendaten unterteilt, und die dreidimensionale Modellierung verwendet die NURBS-Oberflächenmodellierung, um die erforderliche Skulpturoberfläche zu vervollständigen. Im Folgenden werden die Modellierungsschritte in der SDRC / CAMAND-Software beschrieben.
(1) Verwenden Sie die Funktion "Punktmenge", um die Punktmenge aus den ursprünglichen Punktmatrixdaten der Skulpturoberfläche zu generieren. Beachten Sie, dass für jeden parametrischen Spline ein separater Punktesatz generiert werden sollte.
(2) Wählen Sie mit der Funktion "B-Spline" die Parameter "Durchgangspunkte" und "Uneinheitlich" aus und wählen Sie dann direkt den entsprechenden Spline-Punktsatz aus, um alle Parameter-Splines der Konstruktionsoberfläche zu generieren.
(3) Verwenden Sie die "Surface" -Funktion von "Modeling", um die Unterfunktion "Lofted Surface" auszuführen. Nachdem Sie die einzelnen Spline-Kurven in einer bestimmten Reihenfolge ausgewählt haben, klicken Sie auf OK, um die geformte Oberfläche zu generieren.
2.3D Modellierung der Oberfläche von Punktwolkendaten
Punktwolke Oberflächendaten bedeuten, dass die Oberflächenpunktmatrixdaten nach einem bestimmten Gesetz nicht genau angegeben werden. Es ist nicht möglich, zuerst eine Spline-Kurve zu erstellen und dann die Oberfläche zu formen, um ein besseres Modell einer solchen Skulpturoberfläche zu erhalten. Daher wird nur die Funktion "Punktwolkendatenmodellierungsoberfläche" verwendet, und es gibt keine ähnliche Funktion in CAMAND. In der Praxis verwenden wir die Funktion "Punkte an Oberfläche anpassen" in I-DEAS, um eine Oberfläche aus der Punktwolke zu generieren, und konvertieren sie dann in das CAMAND-Dateiformat in der I-DEAS-Software als Modell für die Programmierung numerischer Steuerungen.
II. Konstruktion der NC-Bearbeitungstechnologie für großflächige Skulpturen
Um in der tatsächlichen Produktion eine fünfachsige simultane CNC-Bearbeitung von gekrümmten Oberflächenteilen mit großen Skulpturen zu realisieren, müssen wir zuerst das Problem der Korrektur und Klemmung des gekrümmten Teils lösen. Überlegen Sie, wie Sie den Werkstücknullpunkt, den Werkzeugeinstellpunkt, den Bearbeitungswerkzeugplan und die detaillierte Bearbeitungssequenz bestimmen.
1. Ausrichtungs- und Spannprinzipien für die großflächige CNC-Bearbeitung von Skulpturen mit gekrümmter Oberfläche
Bei allgemeinen gekrümmten Teilen für großformatige Skulpturen gilt beim Einrichten eine bestimmte Regel. Daher können große Skulpturenoberflächen nach der Analyse in zwei Kategorien unterteilt werden, und das Prinzip der Korrektur der Klemmung ist wie folgt.
Wenn sich auf den gekrümmten Oberflächenteilen der Skulptur charakteristische Referenzebenen wie Ebenen und Zylinderflächen befinden, werden die gleichen charakteristischen Ebenen der Ebene als Referenz für die Klemmung verwendet. Dies vereinfacht den Ausrichtungsprozess, verbessert die Ausrichtungseffizienz der Klemmung und stellt die Genauigkeit der Oberflächenausrichtung sicher.
Wenn die skulpturale Oberfläche vollständig aus skulpturalen Oberflächen besteht und es keinen bestimmten Maßstab gibt, wird im Allgemeinen der ebene Block auf das gekrümmte Teil gegossen oder geschweißt; Stiftlöcher oder Referenzstifte helfen bei der Korrektur der Referenz. Die Verwendung der 3D-Messtechnik für große gekrümmte Oberflächen und die Verwendung der Adaptionstechnologie für Computersoftware, um die Verteilung der verbleibenden Rohlinge zu erhalten, um die Korrektur der gekrümmten Oberflächenteile der Skulptur zu steuern.
Natürlich basieren diese beiden Methoden auf der Bestimmung des Maßstabs für großflächige Skulpturen, und dann verwendet das CNC-Bearbeitungsprogramm den richtigen Maßstab als Leitgedanke. Einige Hersteller verfügen heutzutage auch über eine andere Verarbeitungsmethode: Bei großen Skulpturenflächen ohne festen Bezug können diese frei auf dem Maschinentisch abgelegt werden. Nachdem die Klemmung zuverlässig ist, wird die Oberfläche mit einer bestimmten Rasterverteilung vermessen und anschließend die Messpunktdaten erneut verarbeitet. Ermitteln Sie die Positionsbeziehung der Oberfläche im freien Raum, um die Bearbeitungszugabe der Oberfläche sicherzustellen. Passen Sie das Bearbeitungskoordinatensystem an, konvertieren Sie das NC-Bearbeitungsprogramm und kehren Sie schließlich zur Maschine zurück, um die Bearbeitung dieses Teils abzuschließen.
Der größte Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine feste Referenz zum Spannen und Ausrichten erforderlich ist und die Teile frei platziert werden können. Andererseits erhöht diese Prozessmethode die Bearbeitungsunterstützungszeit der Werkzeugmaschine und verarbeitet mehr Daten, was auch Schwierigkeiten für die Produktionsorganisation mit sich bringt.
2. Auswahl von CNC-Bearbeitungswerkzeugen für große gekrümmte Teile
Für 5-Achsen-Simultan-CNC-Bearbeitungswerkzeuge für gekrümmte Teile mit großen Skulpturen werden Planfräser mit großem Durchmesser bevorzugt. Gegenwärtig sind die bekannten Werkzeughersteller Sandvik, Ingersoll, Kennametal, Seco und so weiter. Unter anderem eignen sich die kreisförmigen Planfräser der Serie CoroMill 200 von Sandvik besonders für die Vorbearbeitung und Nachbearbeitung von geformten gekrümmten Oberflächenteilen. Kennametal-Fräser der Serie 220/221 bieten die Vorteile der Schlagzähigkeit und der guten Steifigkeit, die für die Schruppbearbeitung und das schnelle Schneiden geeignet sind. Der Durchmesser des Auswahlwerkzeugs sollte anhand der Krümmung des Skulpturenoberflächenteils bestimmt werden. Das Prinzip ist, dass der Werkzeugradius kleiner sein sollte als der minimale Krümmungsradius der konkaven Oberfläche der Skulpturoberfläche, aber nicht zu klein sein sollte, da sonst die Verarbeitungseffizienz verringert wird. Bei geformten gekrümmten Teilen mit großen Änderungen des Krümmungsradius kann das gesamte Teil auch in verschiedene Bereiche unterteilt werden, und es können Werkzeuge mit verschiedenen Durchmessern ausgewählt werden, um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
III. Berechnung und Simulation der Position von fünfachsigen CNC-Bearbeitungswerkzeugen
Zu den fünfachsig koordinierten Berechnungsmethoden für die Position von CNC-Bearbeitungswerkzeugen für geformte Oberflächenteile gehören INTERP (Interpolation), NORMAL (Normal), TILT (Neigung) und TANGTO (Tangential) in der CAMAND-Software. Bei gekrümmten Teilen für große Skulpturen wird am häufigsten die TILT-Verarbeitung verwendet. Bei dieser Bearbeitungsart bilden die Werkzeugachse und die Schnittstellennormale einen bestimmten Spanwinkel (Vor- / Nachlaufwinkel) oder Rollwinkel (Rechts- / Linkslaufwinkel).
1. 5-Achs-Verknüpfung CNC-Bearbeitungswerkzeug Positionsberechnung
In der CAMAND-Software wird TILT zum Bearbeiten von geformten Oberflächenteilen verwendet. Der Prozess zur Berechnung der Werkzeugposition: Wählen Sie zuerst die Funktion "Flowline Surfaces" von "Numerical Control". Die Verarbeitungsmethode von "Flowline Surfaces" wird tatsächlich entlang der Parameterlinienrichtung der Oberfläche verarbeitet. Stellen Sie anschließend den Werkzeugplatznamen ein (verfügbar mit der Funktion „Neu“ oder „Umbenennen“), wählen Sie das Bearbeitungskoordinatensystem und den Startpunkt aus und geben Sie die entsprechenden Werkzeugparameter ein (Werkzeugdurchmesser, Werkzeuglänge, Schneidenformgröße, Schneidparameter usw.). Nachdem Sie die ein- und ausgehenden Werkzeugparameter eingestellt, die Interferenzprüffläche ausgewählt und die Parameter eingestellt haben, klicken Sie auf die Funktion zur Berechnung der Werkzeugposition, wählen Sie die Bearbeitungsfläche aus und definieren Sie die Schneidrichtung und die Methode zur Steuerung der Werkzeugachse TILT. Allgemeine Einstellung plus Vorwärtsneigungswinkel, dh ein Winkel von 2 bis 10 ° vorwärts in Schneidrichtung; Schließlich ist die Berechnung der fünfachsig koordinierten Bearbeitungswerkzeugposition der Oberfläche abgeschlossen.
2. Schnittsimulation und Maschinensimulation
Bei gekrümmten Teilen mit großen Skulpturen sind die Kosten des Rohlings hoch. Und für die Sicherheit von Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Werkzeugen. Nachdem die Berechnung der Werkzeugposition der fünfachsigen simultanen CNC-Bearbeitung abgeschlossen ist, müssen die Schnittsimulation und die Werkzeugmaschinensimulation durchgeführt werden, um die Richtigkeit der Werkzeugposition zu überprüfen, und das resultierende Bearbeitungsprogramm kann für die tatsächliche Produktion verwendet werden. In der CAMAND-Software gibt es einen einfachen Satz von Schnittprüfungen und Werkzeugmaschinensimulationen, die die üblichen Simulationsanforderungen erfüllen können. Wenn genauere Simulationswerkzeuge benötigt werden, sollte die speziellere CGTech Vericut-Software verwendet werden. Die Software kann nicht nur Schnittsimulationen und Werkzeugmaschinensimulationen durchführen, sondern auch den Werkzeugweg optimieren. Die Simulation in der CAMAND-Software wird hier nur kurz beschrieben.
Für die Schnittsimulation der fünfachsigen Werkzeugposition können Sie das Überschneidungsphänomen des Werkzeugs in der vorherigen Berechnung der fünfachsigen Werkzeugposition überprüfen und korrigieren. In der Regel wird die zu bearbeitende Oberfläche zuerst gerendert und eingefärbt. Anschließend wird mit der Funktion "Simulation" die Werkzeugposition schrittweise simuliert und die Interferenz des Werkzeugs überprüft. Wenn Überschnitte und Kollisionen auftreten, muss die Werkzeugposition neu berechnet oder geändert werden. Bei der Simulation von Werkzeugmaschinen prüfen wir hauptsächlich die Interferenz zwischen dem NC-Fräskopf (große 5-Achs-Portalbohr- und Fräsmaschinen sind meistens 2-Achs-NC-Fräsköpfe) und dem Werkstück und der Vorrichtung. Aus diesem Grund können Sie ein 3D-Modell des NC-Fräskopfs entsprechend der Form und Größe des tatsächlichen NC-Fräskopfs der Werkzeugmaschine erstellen und anschließend mit der Funktion "Simulation" und dem NC-Fräskopf die Werkzeugmaschine simulieren. Es kann die Interferenz von NC-Fräskopf, Werkzeug, Vorrichtung und Werkstück prüfen.
IV. Nachbearbeitung der 5-Achs-Werkzeugposition
Nach Abschluss der 5-Achs-Simultanbearbeitungs-Positionsberechnung der gekrümmten Oberfläche ist auch die Nachbearbeitungstechnologie erforderlich, um die Konvertierung der Zwischenwerkzeug-Positionsdatei in ein von der CNC-Werkzeugmaschine erkanntes G-Code-Programm abzuschließen. Die Werkzeugpositionsdatei in CAMAND wird durch die Werkzeugspitzenpunktkoordinaten und den Werkzeugachsenvektor angegeben. Anschließend muss die Nachbearbeitung die Werkzeugpositionsdaten in X-, Y-, Z-, B- und C-Koordinatenwerte konvertieren. Der Postprozessor richtet sich nach dem CNC-System und den Maschinenparametern der jeweiligen Werkzeugmaschine (z. B. Verfahrweg jeder Koordinatenachse, maximale Vorschubgeschwindigkeit, Geschwindigkeit usw.). Verwenden Sie anschließend die Nachbearbeitungsfunktion in der CAMAND-Haupt-NC, um die Positionsdaten des fünfachsigen Werkzeugs in ein G-Code-Programm zu konvertieren, das von der numerischen Steuerung der Maschine ausgeführt werden kann.
Die 5-Achsen-Simultanbearbeitungstechnologie für gekrümmte Teile mit großen Skulpturen kann den Widerspruch zwischen der Bearbeitungsgenauigkeit und der Bearbeitungseffizienz solcher Teile effektiv auflösen. Diese Technologie umfasst multidisziplinäre, umfassende Technologien wie computergestützte 3D-Oberflächenmodellierung, computergestützte Fertigung und Bearbeitungstechnologie.
Mit der Entwicklung der Computertechnologie hat die CAD / CAM-Technologie große Fortschritte gemacht, und es sind CNC-Bohr- und Fräsmaschinen mit fünf Achsen und einige ausgezeichnete CAD / CAM-Software erschienen. Unter diesen ist die SDRC / CAMAND-Software flexibler in der 5-Achs-Verknüpfung der CNC-Bearbeitungsprogrammierung. Gegenwärtig wird für gekrümmte Oberflächenteile von Großskulpturen ein Planfräser mit großem Durchmesser verwendet, um entlang der Oberflächenparameterlinie als beste Bearbeitungsmethode zu bearbeiten. Dieses Bearbeitungsverfahren zeichnet sich durch hohe Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz, gute Oberflächenqualität der Teile und hervorragende Schnittbedingungen des Werkzeugs aus.
I. 3D-Modellierungstechnologie der Skulpturoberfläche
Um die NC-Bearbeitungsprogrammierung der gekrümmten Oberfläche abzuschließen, muss zunächst ein dreidimensionales Modell der gekrümmten Oberfläche auf dem Computer modelliert werden. Die Designdaten der Skulpturoberfläche werden normalerweise durch Punktmatrixdaten beschrieben, und die Quelle der Oberflächenpunktmatrixdaten ist hauptsächlich auf zwei Arten: Einer ist durch Designmittel, nach der Designtheorie des Produkts durch den Designer, um solche Gitterdaten durch Berechnung zu erhalten, die oft regelmäßig nach bestimmten Regeln gegeben wird, dreidimensionale Modellierung ist relativ einfach; Die andere besteht darin, die Punktwolkendaten der gekrümmten Oberfläche durch Vermessen des handgefertigten Holzformprototyps oder des realen Objekts mit einem dreidimensionalen Messinstrument zu erhalten. Es gibt keine genaue Regel für die Verteilung dieser Art von Datengitter, und die dreidimensionale Modellierung der Oberfläche ist relativ schwierig. Entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen des ursprünglichen Datengitters der Oberfläche kann die dreidimensionale Modellierung der skulpturalen Oberfläche in ein regelmäßiges Gittermuster und ein unregelmäßiges Gittermuster unterteilt werden.
1.Dreidimensionale Modellierung der regelmäßigen Gitterskulpturoberfläche
Normale Punktmatrixskulpturoberfläche bedeutet, dass die Punktmatrixdaten der Oberfläche streng nach einem bestimmten Gesetz angegeben werden. Im Allgemeinen wird das Oberflächendatengitter in mehrere parametrische Spline-Knotendaten unterteilt, und die dreidimensionale Modellierung verwendet die NURBS-Oberflächenmodellierung, um die erforderliche Skulpturoberfläche zu vervollständigen. Im Folgenden werden die Modellierungsschritte in der SDRC / CAMAND-Software beschrieben.
(1) Verwenden Sie die Funktion "Punktmenge", um die Punktmenge aus den ursprünglichen Punktmatrixdaten der Skulpturoberfläche zu generieren. Beachten Sie, dass für jeden parametrischen Spline ein separater Punktesatz generiert werden sollte.
(2) Wählen Sie mit der Funktion "B-Spline" die Parameter "Durchgangspunkte" und "Uneinheitlich" aus und wählen Sie dann direkt den entsprechenden Spline-Punktsatz aus, um alle Parameter-Splines der Konstruktionsoberfläche zu generieren.
(3) Verwenden Sie die "Surface" -Funktion von "Modeling", um die Unterfunktion "Lofted Surface" auszuführen. Nachdem Sie die einzelnen Spline-Kurven in einer bestimmten Reihenfolge ausgewählt haben, klicken Sie auf OK, um die geformte Oberfläche zu generieren.
2.3D Modellierung der Oberfläche von Punktwolkendaten
Punktwolke Oberflächendaten bedeuten, dass die Oberflächenpunktmatrixdaten nach einem bestimmten Gesetz nicht genau angegeben werden. Es ist nicht möglich, zuerst eine Spline-Kurve zu erstellen und dann die Oberfläche zu formen, um ein besseres Modell einer solchen Skulpturoberfläche zu erhalten. Daher wird nur die Funktion "Punktwolkendatenmodellierungsoberfläche" verwendet, und es gibt keine ähnliche Funktion in CAMAND. In der Praxis verwenden wir die Funktion "Punkte an Oberfläche anpassen" in I-DEAS, um eine Oberfläche aus der Punktwolke zu generieren, und konvertieren sie dann in das CAMAND-Dateiformat in der I-DEAS-Software als Modell für die Programmierung numerischer Steuerungen.
II. Konstruktion der NC-Bearbeitungstechnologie für großflächige Skulpturen
Um in der tatsächlichen Produktion eine fünfachsige simultane CNC-Bearbeitung von gekrümmten Oberflächenteilen mit großen Skulpturen zu realisieren, müssen wir zuerst das Problem der Korrektur und Klemmung des gekrümmten Teils lösen. Überlegen Sie, wie Sie den Werkstücknullpunkt, den Werkzeugeinstellpunkt, den Bearbeitungswerkzeugplan und die detaillierte Bearbeitungssequenz bestimmen.
1. Ausrichtungs- und Spannprinzipien für die großflächige CNC-Bearbeitung von Skulpturen mit gekrümmter Oberfläche
Bei allgemeinen gekrümmten Teilen für großformatige Skulpturen gilt beim Einrichten eine bestimmte Regel. Daher können große Skulpturenoberflächen nach der Analyse in zwei Kategorien unterteilt werden, und das Prinzip der Korrektur der Klemmung ist wie folgt.
Wenn sich auf den gekrümmten Oberflächenteilen der Skulptur charakteristische Referenzebenen wie Ebenen und Zylinderflächen befinden, werden die gleichen charakteristischen Ebenen der Ebene als Referenz für die Klemmung verwendet. Dies vereinfacht den Ausrichtungsprozess, verbessert die Ausrichtungseffizienz der Klemmung und stellt die Genauigkeit der Oberflächenausrichtung sicher.
Wenn die skulpturale Oberfläche vollständig aus skulpturalen Oberflächen besteht und es keinen bestimmten Maßstab gibt, wird im Allgemeinen der ebene Block auf das gekrümmte Teil gegossen oder geschweißt; Stiftlöcher oder Referenzstifte helfen bei der Korrektur der Referenz. Die Verwendung der 3D-Messtechnik für große gekrümmte Oberflächen und die Verwendung der Adaptionstechnologie für Computersoftware, um die Verteilung der verbleibenden Rohlinge zu erhalten, um die Korrektur der gekrümmten Oberflächenteile der Skulptur zu steuern.
Natürlich basieren diese beiden Methoden auf der Bestimmung des Maßstabs für großflächige Skulpturen, und dann verwendet das CNC-Bearbeitungsprogramm den richtigen Maßstab als Leitgedanke. Einige Hersteller verfügen heutzutage auch über eine andere Verarbeitungsmethode: Bei großen Skulpturenflächen ohne festen Bezug können diese frei auf dem Maschinentisch abgelegt werden. Nachdem die Klemmung zuverlässig ist, wird die Oberfläche mit einer bestimmten Rasterverteilung vermessen und anschließend die Messpunktdaten erneut verarbeitet. Ermitteln Sie die Positionsbeziehung der Oberfläche im freien Raum, um die Bearbeitungszugabe der Oberfläche sicherzustellen. Passen Sie das Bearbeitungskoordinatensystem an, konvertieren Sie das NC-Bearbeitungsprogramm und kehren Sie schließlich zur Maschine zurück, um die Bearbeitung dieses Teils abzuschließen.
Der größte Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine feste Referenz zum Spannen und Ausrichten erforderlich ist und die Teile frei platziert werden können. Andererseits erhöht diese Prozessmethode die Bearbeitungsunterstützungszeit der Werkzeugmaschine und verarbeitet mehr Daten, was auch Schwierigkeiten für die Produktionsorganisation mit sich bringt.
2. Auswahl von CNC-Bearbeitungswerkzeugen für große gekrümmte Teile
Für 5-Achsen-Simultan-CNC-Bearbeitungswerkzeuge für gekrümmte Teile mit großen Skulpturen werden Planfräser mit großem Durchmesser bevorzugt. Gegenwärtig sind die bekannten Werkzeughersteller Sandvik, Ingersoll, Kennametal, Seco und so weiter. Unter anderem eignen sich die kreisförmigen Planfräser der Serie CoroMill 200 von Sandvik besonders für die Vorbearbeitung und Nachbearbeitung von geformten gekrümmten Oberflächenteilen. Kennametal-Fräser der Serie 220/221 bieten die Vorteile der Schlagzähigkeit und der guten Steifigkeit, die für die Schruppbearbeitung und das schnelle Schneiden geeignet sind. Der Durchmesser des Auswahlwerkzeugs sollte anhand der Krümmung des Skulpturenoberflächenteils bestimmt werden. Das Prinzip ist, dass der Werkzeugradius kleiner sein sollte als der minimale Krümmungsradius der konkaven Oberfläche der Skulpturoberfläche, aber nicht zu klein sein sollte, da sonst die Verarbeitungseffizienz verringert wird. Bei geformten gekrümmten Teilen mit großen Änderungen des Krümmungsradius kann das gesamte Teil auch in verschiedene Bereiche unterteilt werden, und es können Werkzeuge mit verschiedenen Durchmessern ausgewählt werden, um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
III. Berechnung und Simulation der Position von fünfachsigen CNC-Bearbeitungswerkzeugen
Zu den fünfachsig koordinierten Berechnungsmethoden für die Position von CNC-Bearbeitungswerkzeugen für geformte Oberflächenteile gehören INTERP (Interpolation), NORMAL (Normal), TILT (Neigung) und TANGTO (Tangential) in der CAMAND-Software. Bei gekrümmten Teilen für große Skulpturen wird am häufigsten die TILT-Verarbeitung verwendet. Bei dieser Bearbeitungsart bilden die Werkzeugachse und die Schnittstellennormale einen bestimmten Spanwinkel (Vor- / Nachlaufwinkel) oder Rollwinkel (Rechts- / Linkslaufwinkel).
1. 5-Achs-Verknüpfung CNC-Bearbeitungswerkzeug Positionsberechnung
In der CAMAND-Software wird TILT zum Bearbeiten von geformten Oberflächenteilen verwendet. Der Prozess zur Berechnung der Werkzeugposition: Wählen Sie zuerst die Funktion "Flowline Surfaces" von "Numerical Control". Die Verarbeitungsmethode von "Flowline Surfaces" wird tatsächlich entlang der Parameterlinienrichtung der Oberfläche verarbeitet. Stellen Sie anschließend den Werkzeugplatznamen ein (verfügbar mit der Funktion „Neu“ oder „Umbenennen“), wählen Sie das Bearbeitungskoordinatensystem und den Startpunkt aus und geben Sie die entsprechenden Werkzeugparameter ein (Werkzeugdurchmesser, Werkzeuglänge, Schneidenformgröße, Schneidparameter usw.). Nachdem Sie die ein- und ausgehenden Werkzeugparameter eingestellt, die Interferenzprüffläche ausgewählt und die Parameter eingestellt haben, klicken Sie auf die Funktion zur Berechnung der Werkzeugposition, wählen Sie die Bearbeitungsfläche aus und definieren Sie die Schneidrichtung und die Methode zur Steuerung der Werkzeugachse TILT. Allgemeine Einstellung plus Vorwärtsneigungswinkel, dh ein Winkel von 2 bis 10 ° vorwärts in Schneidrichtung; Schließlich ist die Berechnung der fünfachsig koordinierten Bearbeitungswerkzeugposition der Oberfläche abgeschlossen.
2. Schnittsimulation und Maschinensimulation
Bei gekrümmten Teilen mit großen Skulpturen sind die Kosten des Rohlings hoch. Und für die Sicherheit von Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Werkzeugen. Nachdem die Berechnung der Werkzeugposition der fünfachsigen simultanen CNC-Bearbeitung abgeschlossen ist, müssen die Schnittsimulation und die Werkzeugmaschinensimulation durchgeführt werden, um die Richtigkeit der Werkzeugposition zu überprüfen, und das resultierende Bearbeitungsprogramm kann für die tatsächliche Produktion verwendet werden. In der CAMAND-Software gibt es einen einfachen Satz von Schnittprüfungen und Werkzeugmaschinensimulationen, die die üblichen Simulationsanforderungen erfüllen können. Wenn genauere Simulationswerkzeuge benötigt werden, sollte die speziellere CGTech Vericut-Software verwendet werden. Die Software kann nicht nur Schnittsimulationen und Werkzeugmaschinensimulationen durchführen, sondern auch den Werkzeugweg optimieren. Die Simulation in der CAMAND-Software wird hier nur kurz beschrieben.
Für die Schnittsimulation der fünfachsigen Werkzeugposition können Sie das Überschneidungsphänomen des Werkzeugs in der vorherigen Berechnung der fünfachsigen Werkzeugposition überprüfen und korrigieren. In der Regel wird die zu bearbeitende Oberfläche zuerst gerendert und eingefärbt. Anschließend wird mit der Funktion "Simulation" die Werkzeugposition schrittweise simuliert und die Interferenz des Werkzeugs überprüft. Wenn Überschnitte und Kollisionen auftreten, muss die Werkzeugposition neu berechnet oder geändert werden. Bei der Simulation von Werkzeugmaschinen prüfen wir hauptsächlich die Interferenz zwischen dem NC-Fräskopf (große 5-Achs-Portalbohr- und Fräsmaschinen sind meistens 2-Achs-NC-Fräsköpfe) und dem Werkstück und der Vorrichtung. Aus diesem Grund können Sie ein 3D-Modell des NC-Fräskopfs entsprechend der Form und Größe des tatsächlichen NC-Fräskopfs der Werkzeugmaschine erstellen und anschließend mit der Funktion "Simulation" und dem NC-Fräskopf die Werkzeugmaschine simulieren. Es kann die Interferenz von NC-Fräskopf, Werkzeug, Vorrichtung und Werkstück prüfen.
IV. Nachbearbeitung der 5-Achs-Werkzeugposition
Nach Abschluss der 5-Achs-Simultanbearbeitungs-Positionsberechnung der gekrümmten Oberfläche ist auch die Nachbearbeitungstechnologie erforderlich, um die Konvertierung der Zwischenwerkzeug-Positionsdatei in ein von der CNC-Werkzeugmaschine erkanntes G-Code-Programm abzuschließen. Die Werkzeugpositionsdatei in CAMAND wird durch die Werkzeugspitzenpunktkoordinaten und den Werkzeugachsenvektor angegeben. Anschließend muss die Nachbearbeitung die Werkzeugpositionsdaten in X-, Y-, Z-, B- und C-Koordinatenwerte konvertieren. Der Postprozessor richtet sich nach dem CNC-System und den Maschinenparametern der jeweiligen Werkzeugmaschine (z. B. Verfahrweg jeder Koordinatenachse, maximale Vorschubgeschwindigkeit, Geschwindigkeit usw.). Verwenden Sie anschließend die Nachbearbeitungsfunktion in der CAMAND-Haupt-NC, um die Positionsdaten des fünfachsigen Werkzeugs in ein G-Code-Programm zu konvertieren, das von der numerischen Steuerung der Maschine ausgeführt werden kann.
Die 5-Achsen-Simultanbearbeitungstechnologie für gekrümmte Teile mit großen Skulpturen kann den Widerspruch zwischen der Bearbeitungsgenauigkeit und der Bearbeitungseffizienz solcher Teile effektiv auflösen. Diese Technologie umfasst multidisziplinäre, umfassende Technologien wie computergestützte 3D-Oberflächenmodellierung, computergestützte Fertigung und Bearbeitungstechnologie.
