catia模具数控铣削加工编程介绍

      CATIA模具数控铣削加工编程
      注塑模具的CAM技术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面。CAM数控加工技术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。数控编程的主要工作，包括粗精加工刀具轨迹的优化规划、NC指令的产生、刀具种类特性和材料库的建立、切削加工工艺参数的确定、普通切削和高速切削加工特性控制、过切检查与加工表面的精度控制、加工过程的实体仿真切削、数据传输DNC技术等方面的内容。CATIA数控编程有产品三维建模、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后置处理、二次开发功能接口和数据文件传输交换等几个重要组成部分。
      在CAM技术的应用中特别要求CAD三维产品模型数据的正确性。在编制多曲面对象的数控铣削程序时，对曲面模型有较高的要求，如相邻曲面的U、V方向的一致性、曲面与曲面的高精度拟合、曲面斜率连续变化等。CATIA利用了参数化特征造型设计和统一的数据库技术，使得产品模型数据、模具的型腔型芯数据、刀具轨迹数据基于统一的模型，刀具轨迹与产品模型的修改更新自动关联。
      模具数控加工实体仿真能直观反映加工后零件的结果，可检查出加工过程中的过切、干涉等错误，把错误消除在加工工艺编程设计阶段，从而减少加工后的修补和返工，大大提高模具的制造效率和质量。CATIA系统提供的混合建模方案和高质量的数控编程功能可保证高模具的设计与数控编程等一次成功。
      1. CATIA数控编程的基本流程
      CATIA用于产品零件的数控加工，其流程一般如图6所示。首先是调用产品零件、加载毛坯、定义刀具，然后选择加工策略、定义工序、加工的对象来生成相应的加工程式。用户依据加工程式的内容来确立刀具轨迹的生成方式，如加工对象的具体内容、刀具的导动方式、切削步距、主轴转速、进给量、切削角度、进退刀点、干涉面
      CATIA的数控编程操作简单，在整个刀具轨迹设计规划过程中，可任意修改加工对象和切削参数等内容。值得注意的是，由于其相关性，在进行刀具轨迹流程设计时，对于加工对象的定义，最好有一个总体的规划。可对刀具轨迹和加工程式进行拷贝、粘贴、删除和隐藏等，还可以对具体的刀具轨迹方案进行编辑和修改，如下刀、转角速度的调整等。系统数控加工编程模块提供了诸如在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况、进行图形化修改等功能，可进行刀位文件复制、编辑、修改，刀具定义，建立床和切削参数数据库等。后处理程序可选用Intelligent Manufacturing Software Inc的IMSPost和ICAM TechnologiesCorporation的ICAMPost等两种后处理方式，生成数控机床可识别加工的程序代码文件。

2. CATIA刀具轨迹策略与后处理

      (1)二维点位和轮廓、挖槽、平面等多种加工功能 系统在这方面提供了诸如平行铣削、环绕、等高、深孔钻削功能，主要用于对开口或封闭的轮廓侧面进行精加工。常用的二维挖槽加工及其高速铣削编程加工的刀具轨迹，如下图所示

      内槽环绕铣削：

曲面平行铣削：

高速环绕铣削：

等距环绕铣削：

根部清洗：

(2)对空间曲面的粗精加工

      根加工（Pencil）编程功能。对于空间曲线，可完成3D曲线轮廓（Curve Following）、三维轮廓（Profile Contouring）等加工策略，可进行3～5轴曲线加工。 其三维空间曲面铣削刀具轨迹的控制方式灵活多样，因而轨迹可以根据需要来调整。图8所示的是某薄壁结构产品零件，其加工特征为一空间曲面，且包含众多不同平面的岛屿，这里利用CATIA系统的数控铣削加工编程功能对其编制了高速环绕加工与角落清根的铣削加工程序，并进了加工仿真。
      (3)5轴铣削
      这里包括变轴扫描（Multi Axis Sweeping）、轮廓变轴驱动（Multi Axis ContourDriven）、曲线5轴驱动（Multi Axis Curve Maching）、5轴侧刃轮廓铣（MultiAxisFlankContouring）等多种加工轨迹策略。系统提供的5轴加工的关键刀具轴矢量控制方式，包括点、直线、空间曲线、三维轮廓、曲面法向和曲面法向前后、左右倾斜等方式。如图9、图10所示的分别是常用五轴加工刀具轴矢量控制方式及其轨迹示意图

      指向点：

      直线：

曲线：

曲线法向：

      刀具轴示意：

3. CATIA模具数控铣削编程实例

五轴底刃铣削

五轴侧刃铣削

凹模半精铣：

区域清根：

仿真模拟：