淺談基于Cimatron E加工策略的快速編程方法

魏茂源 WEI Mao-yuan；史文杰 SHI Wen-jie

（煙臺南山學院工學院機械工程實驗中心，龍口265713）

0 引言

Cimatron E是數控加工技術領域最為杰出的編程軟件之一。由于它的界面簡潔，易于初學者快速地了解和熟悉數控編程，在世界排名都是處于領先地位。隨著科學技術水平的發展提高，各種工業電子產品的生產周期越來越短，從而對模具的加工提出更快要求。加工策略就是提高效率的一個很重要的方面。好的加工策略可以提高被加工零件的加工質量、縮短機床加工時的切削時間從而提高加工效率。文章基于Cimatron E軟件的功能模塊入手分析模具加工的策略選擇流程，針對普通模具都能夠適用的一個大眾化加工方案，更為簡單的應對模具加工的工作效率問題。

圖1

圖2

圖3

1 模具加工面的分類和Cimatron E軟件提供的加工策略

1.1 模具加工面的分類 簡單說來所有的模具表面一般都是由若干曲面構成，分為型腔或型芯。模具的復雜程度決定于曲面的復雜程度，但總體可以按照曲面與水平面的角度關系，大體可以分為水平面、緩變面、陡峭面與垂直面四種主要的面。通過這四種面的分類，我們在考慮變成策略的時候就不需要深入了解被加工零件的具體用途等信息，只要按照面的特點進行選擇軟件加工模塊中相對應的功能就可以，降低編程難度。

1.2 Cimatron E中常用的加工策略 一般模具零件的加工流程大致概括為二大工步：①粗加工、二次粗加工；②半精加工、精加工。其中二次粗加工根據粗加工的選擇刀具大小，通過仿真驗證后的結果來判斷是否有沒有切削到的部位，來確定使用規格更小的刀具來二次粗加工，個別復雜零件可能需要二次開粗的次數更多。

按照加工流程的步驟劃分，Cimatron E軟件常用的加工策略見表1。

表1

1.3 加工策略分析 零件從毛坯到成品的加工過程中，僅在粗加工時就要切除大約70%的余量，所以粗加工占用的時間占總加工時間的份額很大。所以我們要采用合理的、高效的粗加工方法。Cimatron E的粗加工平行和環形兩種策略是粗加工最常用的兩種方法。在操作時，選擇所有面為被加工對象，系統能夠自動計算出需要被加工的區域，保證不會產生過切削，是一個很好的開粗功能，尤其試用于復雜零件。零件精加工的時候，首先考慮的是達到要求的精度，所以精加工編程的原則是在保證加工精度的前提下盡可能提高加工效率。而編程時的加工方法選擇和加工參數的設定則應根據所加工曲面的具體幾何拓撲關系來定。根據角度精銑和傳統加工程序里面的根據層兩種加工方法都可以很好的完成復雜曲面都精加工，通過設置一個角度，系統自動區分曲面的加工方式。緩變面采用行切走到方式，陡峭面采用層切方式，配合相應的刀具和切削用量，能夠達到加工精度要求。

2 加工實例

圖1零件毛坯邊界尺寸為182mm×125mm×62mm，按照cimatron加工策略生成的加工工序如下：

①粗加工：選擇粗加工環形銑削，選取所有面為被加工曲面，采用直徑為20mm的平底銑刀，側壁及底部加工余量0.5mm，切削方式為混合銑+順銑最終路徑，真環切開啟，一次完成粗加工。如圖2所示。

②精加工：采用根據角度精銑，刀具采用直徑為10 mm的球頭銑刀。側壁及底部加工余量0mm，曲面精度0.1，限制角度30°，水平區域順銑環切由外向內，步距1mm，垂直區域層切順銑，步距1mm，完成精加工。如圖3所示。

③清根：采用清根銑，刀具采用直徑為4mm的球頭銑刀，選擇型腔外邊界為控制邊界，水平步距0.5mm，垂直步進1mm，完成型腔底部邊角都清根加工。如圖4所示。

3 結束語

基于Cimatron E加工策略的快速編程的方法就是將常用的各種加工策略綜合分析，選擇出針對使用Cimatron E軟件加工模具過程的最通用策略。按照這個策略，能夠完成大多數模具的加工要求，降低了編程操作人員的專業知識要求，尤其是可以作為初學編程人員因為沒有工作經驗給予的一個通用公式，通過這個通用策略方法進行快速簡單的編程，從而能夠對于要求不是太高的模具快速出程序，保證生產加工效率。經過多次使用這個快速編程策略，從而進一步了解和設計出最終適合各模具加工更合理的加工策略方案。

圖4

[1]張曉陸.Cimatron E軟件在模具制造中的應用[J].CAD/CAM與造制造業信息化,2011,07:96-100.

[2]林明山.CimatronE模具設計與數控加工實用教程[M].北京：機械工業出版社，2008.

[3]思美創（北京）科技有限公司.Cimatron E8中文培訓手冊加工制造[Z].