混合編程法在膠木茶盤加工中的應用

劉 剛，陳志祥

（無錫工藝職業技術學院 214206）

0 引言

膠木茶盤永不開裂，市場上多見的竹制類或木制類茶盤，都有一定的使用期限，石質類茶盤不裂卻容易磨損或磕碰愛壺，而此盤則兼具兩者之優點。是近年來受很多壺友所追捧的一種新型茶具。如圖1所示

膠木茶盤它具有不開裂、不傷壺、出水留暢等優勢。但因其材料與結構特殊，加工較為困難。本文將以400mm*600mm的膠木茶盤為例，從它的結構、加工工藝等方面進行分析，提供一個高效、安全、合理的加工方法。

1 膠木茶盤的結構

圖1

圖2

膠木茶盤采用整張酚醛樹脂板為原材料，四周留有寬16mm的圍擋邊，其中間摳出368mm*568mm儲水腔，深度為13mm。為了出水流暢，中間設計加工出斜面出水引流槽32條，斜面出水引流槽高低落差為9mm，槽寬6mm。在出水引流槽的最低端，加工出一條寬20mm，高低落差20的出水槽，以便茶水可以經該條槽流出。其結構如圖2所示

2 膠木茶盤的加工工藝

酚醛樹脂板其自身硬度較高和材料特殊，如果加工過程中散熱不好，會影響其材料本身屬性。因此我們采用小被吃刀量，高走刀速度，選用價格較低的雕刻機來加工。

3 膠木茶盤加工程序編制

膠木茶盤四周邊結構簡單，我們可以采用手工編程。儲水腔需要分層加工，背吃刀量為0.5mm，如果用手工編程的話較為耗時，可以借助CAXA制造工程師進行編程。斜面出水槽由于有高低落差，又要分層加工，手工編程較難。CAXA制造工程師里沒有單線加工模塊，這時可以借助于北京精雕軟件中的單線雕刻功能，來編制斜面出水槽程序。我們不管用那種編程方式進行編程，最好都采用茶盤的中心點來作為編程零點，這樣在不同的工序中，不會發生由于編程零點不統一而引發的安全事故。

3.1 手工編程

該茶盤的四周主要有直線和圓弧倒角組成，結構相當簡單。只要采用手工編程就能解決。

圖3

圖4

3.2 CAXA制造工程師編程

首先我們在CAXA制造工程師中繪制出儲水腔圖形。如圖3所示

然后選擇CAXA制造工程師中常用加工功能中的平面區域粗加工，這時會跳出參數設置對話框，具體參數設置如圖4所示

點擊確定按鈕后，軟件自動生成出加工軌跡。效果如圖5所示

圖5

圖6

接下來只要利用加工中的后置處理功能將生成的軌跡轉換成G代碼就可以了。

平面區域粗加工適合生成具有多個島的平面區域的刀具軌跡。適合2/2.5軸粗加工，與區域式粗加工類似，所不同的是該功能支持輪廓和島嶼的分別清根設置，可以單獨設置各自的余量、補償及上下刀信息。最明顯的就是該功能軌跡生成速度較快。

在設置參數的時候，要注意輪廓ON/TO/PAST的選擇，分別代表刀具軌跡過切、欠切和正好在輪廓線上。在做該茶盤的時候，由于刀具軌跡描述的是刀具中心的位置，因此我們應該讓出一個刀具半徑，所以選擇TO。另外切削用量的選擇是根據機床和刀具進行設定的。刀具設定的尺寸為加工中實際刀具的大小。

3.3 北京精雕雕刻軟件編程

加工斜面引流槽采用直徑6mm的球頭刀，分層往復的加工方法加工。所以我們在繪制圖形的時候只有繪制出槽的中心線就可以了，不需要繪制出整個茶盤的形狀。這樣可以簡化圖形，減少造型的時間。

首先在曲面造型工具中繪制出茶盤斜面引流槽的中心線。如圖6所示

圖7

圖8

由于此線條z向有變化，在繪制的時候應采用坐標輸入點的方式繪制。用點捕捉的方式不能完成。

繪制的這條曲線就是刀具的中心軌跡線，刀具按照這條曲線的位置進行分層加工。具體的刀具軌跡生成辦法如下：

選擇刀具路徑軌跡功能模塊中的刀具路徑刀具向導功能生成刀具軌跡。具體設置參數如圖7所示

刀具軌跡生成結果如圖8所示

需要注意的是加工方法一定要選單線雕刻，刀具參數定義為實際用的刀具。軌跡生成后可以通過后置處理將軌跡轉化為機床通用的G代碼。

3.4 程序組合優化

將手工編制的程序、CAXA制造工程師生成的程序和北京精雕生成的程序組合到一起。要把三個程序中程序頭格式修改為機床通用的格式，并要確定三個程序的編程零點是統一的。根據實際加工情況，調整機床床進給量、主軸轉速等加工參數。

4 結束語

混合編程法就是將手工編程和各軟件自動編程針對不同的產品的編程，取其最合理最簡單的編程方法。打破之前編程方法單一帶來的復雜情況。通過這種編程方法，可以最大的發揮各編程方法的優點，以簡化編程。達到節省編程時間，簡化編程難度和提高生產效率作用。