導(dǎo)讀：本文從機(jī)床模具的兩個(gè)設(shè)計(jì)制造案例中，去了解新一代模具cad/cam軟件在機(jī)床設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中的智能化應(yīng)用。
新一代模具cad/cam軟件建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中歸納總結(jié)出的大量應(yīng)用技術(shù)上。這些技術(shù)經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理，以特定形式存儲(chǔ)在工程知識(shí)庫(kù)中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具cad/cam軟件不再是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的模仿，而是在*設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)下，充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識(shí)和成功經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性和*性。新一代模具軟件以立體思想、直觀的感覺來(lái)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型、成型過(guò)程模擬、數(shù)控加工過(guò)程仿真及信息交流、組織與管理方面達(dá)到完善的程度并有較高集成化水平。
模具cad/cam技術(shù)發(fā)展很快，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。在沖模、鍛模、擠壓模、注射模和壓鑄模等方面都有比較成功的cad/cam系統(tǒng)。
五軸聯(lián)動(dòng)銑削
采用visi machining對(duì)刀具軌跡進(jìn)行編輯
繪制的成品模具
用于模具五軸銑削的cimatrone
cimatron集團(tuán)致力于為工模具制造商和零部件制造商提供cad/cam集成解決方案，并為客戶提供快速有效的銷售和服務(wù)。在下文中，我們一起了解cimatrone軟件在機(jī)床模具加工中的應(yīng)用。
cimatrone是為nc編程人員量身打造的軟件，是理想的型芯和型腔銑削加工策略，可快速進(jìn)行多軸鉆孔和開槽。和三軸編程一樣，cimatrone軟件界面簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置直觀便捷，便于編程人員操作使用。cimatrone五軸銑削策略允許用戶一次裝卡，從不同方位加工產(chǎn)品，從而確保加工性，用更短的刀具進(jìn)行加工。從根本上說(shuō)，這就意味著能提高產(chǎn)品表面加工質(zhì)量，縮短機(jī)床設(shè)置時(shí)間，減少電極使用。
該系統(tǒng)可進(jìn)行任何三軸銑削定位加工，便于用戶使用更短的刀具達(dá)到理想的加工狀態(tài)。減少空走刀，確保完成切除剩余毛坯操作（沒有加工不到的區(qū)域），創(chuàng)建無(wú)碰撞的刀路，實(shí)時(shí)多方位識(shí)別毛坯。如果需要，還可轉(zhuǎn)換和復(fù)制任何現(xiàn)有刀路。同時(shí)，分類并優(yōu)化加工，盡量縮短換刀時(shí)間和加工時(shí)間，簡(jiǎn)化多型腔模銑削。鉆孔模板有數(shù)百個(gè)不同方向的孔，支持寬孔開槽、螺紋銑削和槍鉆。通過(guò)創(chuàng)建鉆孔工藝庫(kù)縮短編程時(shí)間，使加工標(biāo)準(zhǔn)化。這樣可以發(fā)揮五軸機(jī)床的zui大功效，僅一步設(shè)置就可完成，縮短整體加工時(shí)間并確保加工的性，而且編程也很簡(jiǎn)單。
當(dāng)五軸銑削不是的加工方式時(shí)，可采用能用短刀的聯(lián)動(dòng)銑削。cimatrone提供聯(lián)動(dòng)銑削所有必需的加工策略，包括專為工模具制造者開發(fā)的策略。
采用該方法時(shí)，加工深腔和型芯凸出的零件使用小直徑的錐形短刀。刀具、刀具加長(zhǎng)桿和刀柄都可根據(jù)零件和多向毛坯自動(dòng)定向。還可直接銑削窄槽和較小圓角半徑，減少電極加工。利用五軸流線加工策略編程連續(xù)的刀具運(yùn)動(dòng)，采用倒扣加工策略，成功加工非常復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，如橡膠模具和彎形隧道澆口。五軸聯(lián)動(dòng)銑削功能還包括：傾斜雕刻、真空模板五軸整緣加工、自動(dòng)倒斜角和去毛邊。該方法可發(fā)揮五軸機(jī)床的zui大功效，并減少電極加工，能以較短的加工時(shí)間加工出高質(zhì)量曲面，刀軸傾斜加工策略編程非常簡(jiǎn)單。
而cimatrone11新的數(shù)控編程策略能加工出更的產(chǎn)品。數(shù)控編程自動(dòng)化程度更高，包含精加工和粗加工新策略，以及新的超能的材料去除加工策略；改進(jìn)了自動(dòng)鉆孔功能，能避免鉆孔時(shí)過(guò)切和連刀時(shí)發(fā)生碰撞，從而生成更靈活的鉆孔工藝；可處理多種類型的鉆孔，使用戶*掌控所有槍鉆進(jìn)程；可實(shí)現(xiàn)快速的nc編程；新的nc功能確保編程的性，模板改進(jìn)使自動(dòng)化程度更高，nc裝配增強(qiáng)了對(duì)導(dǎo)入零件的控制；新的材料去除仿真能提供的結(jié)果；具有的快速電極設(shè)計(jì)和加工性能；可視化的電極控制樹，可對(duì)電極項(xiàng)目中各個(gè)部分進(jìn)行集中顯示/隱藏控制；自動(dòng)根據(jù)電極的形狀和功能進(jìn)行不同區(qū)域的顏色定制，分別建立集合；電極的自動(dòng)化加工，確保在zui短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)并創(chuàng)建電極。
visi建模方法進(jìn)行部件分析和刀具設(shè)計(jì)
燃料價(jià)格上漲已經(jīng)迫使飛機(jī)制造商在設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮減輕重量。而且，減輕飛機(jī)座位的重量，是一條在飛機(jī)的使用壽命內(nèi)減少航空燃料消耗量和co2排放量的有效途徑。
英國(guó)deltacad與一家模具分包制造商共同提供用于航空業(yè)鋁制模具的cad模型。deltacad公司的deanchallis是一位具有cad/cam和刀具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師，他提供二維圖紙、三維建模和cam編程在內(nèi)的設(shè)計(jì)和制造服務(wù)。對(duì)于該項(xiàng)目，客戶提供的原始cad模型被作為unigraphicsnx文件，并采用vero軟件公司提供的visi建模方法進(jìn)行部件分析和刀具設(shè)計(jì)。
vero軟件公司開發(fā)用于設(shè)計(jì)和制造的cad/cam/cae軟件，特別是注塑建模和模具成型。challis解釋說(shuō)，“visi能很好地容納非本地?cái)?shù)據(jù)能力。zui初設(shè)計(jì)模型時(shí)，生產(chǎn)要求并不總是為人所知。為了能制造部件，與數(shù)據(jù)的交互和相關(guān)更改是至關(guān)重要的。對(duì)于這些特殊的組件，并基于zui初設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的性，可以對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn)，從而消除根切，并使鋒利邊緣有過(guò)渡半徑。
他繼續(xù)說(shuō)：“通常情況下混合是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，要求模型在表面‘爆炸’，并手動(dòng)采用cad進(jìn)行修改。visi在固體和表面環(huán)境之間具有很強(qiáng)的切換能力，這讓我們能夠作出復(fù)雜的更改，而用其他cad系統(tǒng)是做不到的。”
castingsupportsystems有限公司，是一家為熔模精密鑄造、塑料建模和燃?xì)鉁u輪機(jī)制造商提供大型模具的公司。它與其姊妹公司versa-tote一起設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可回收的中轉(zhuǎn)箱，提供給整個(gè)歐洲的倉(cāng)庫(kù)和配送中心。
所有刀具軌跡采用visi加工軟件進(jìn)行編程，并采用xyz1060高速立式加工中心對(duì)鋁模具進(jìn)行銑削，該加工中心使用西門子840dshopmillcontrol軟件，并采用切削鋁等軟質(zhì)材料的硬質(zhì)合金立銑刀。刀具的幾何形狀，使得它能以高進(jìn)給率（通常為傳統(tǒng)鋼制刀具的兩倍）對(duì)相當(dāng)于直徑1.5倍的插槽進(jìn)行切削。刀具的模具壽命約3,000h。可在短短9天內(nèi)生產(chǎn)和裝配完整的多面模具，部分原因在于使用優(yōu)化的刀具軌跡，并在同一時(shí)間內(nèi)運(yùn)行多項(xiàng)作業(yè)。
castingsupportsystem公司負(fù)責(zé)刀具的薩姆?考克斯解釋說(shuō)：“復(fù)雜模具通常包括若干內(nèi)嵌件，其設(shè)置時(shí)間與cam的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不相稱。為了克服這個(gè)障礙，我們圍繞單一數(shù)據(jù)設(shè)置了若干獨(dú)立的作業(yè)，可在夜間無(wú)人值守的情況下進(jìn)行加工。雖然機(jī)床可在*的生產(chǎn)效率下運(yùn)行，但為了保護(hù)刀具壽命我們還是不敢通宵運(yùn)行。我們使用visi能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)實(shí)際刀具軌跡的切削時(shí)間，并編制相應(yīng)的程序。通宵運(yùn)行的程序通常為14h。”
雖然碳纖維材料重量輕，但具有較高的抗拉強(qiáng)度和較低的熱膨脹性，所以倍受航空航天、土木工程、軍事和體育用品設(shè)備行業(yè)設(shè)計(jì)師的歡迎。castingsupportsystems公司所使用的碳纖維材料是一種采用環(huán)氧樹脂浸漬的2?2斜紋織布，從而當(dāng)?shù)毒咴诩s1h內(nèi)升溫至120-140℃（取決于樹脂）時(shí)，使樹脂固化。然后，盡快冷卻模具，并將其上半部分拿走，露出碳纖維模型。
將多個(gè)嵌件的完整模具組裝好后，送給模具制造商，用于生產(chǎn)。zui終的碳纖維組件（測(cè)量尺寸為700mm?680mm?460mm，重量只有5.25磅）具有“一次性良品率”，且?guī)缀鯖]有可見的“分割線。”
（文章來(lái)源：中國(guó)機(jī)械與金屬）