0 引言

    目前EdgeCAM因其功能強(qiáng)大而受到越來(lái)越多制造廠商的重視。

    EdgeCAM為產(chǎn)品加工和模具制造提供了一套完整的加工解決方案?？芍С?軸半至5軸聯(lián)動(dòng)的銑削、普通車削以及車銑復(fù)合加工設(shè)備，并且可與CAD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。EdgeCAM的4/5軸聯(lián)動(dòng)加工策略現(xiàn)已全面支持標(biāo)準(zhǔn)5軸加工設(shè)備。軟件操作非常簡(jiǎn)單而且可以充分體驗(yàn)到多軸加工技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，降低了新技術(shù)的掌握難度。

    EdgeCAM提供了仿真加工功能，能夠?qū)⒓庸ぴO(shè)備和加工過(guò)程中的所有動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，這對(duì)于5軸加工是非常實(shí)用的功能，因?yàn)樵诙噍S加工過(guò)程中，某一點(diǎn)小角度的動(dòng)作都可能會(huì)發(fā)生機(jī)床干涉的危險(xiǎn)。

    使用EdgeCAM可對(duì)最復(fù)雜的模型進(jìn)行最簡(jiǎn)單的編程，同時(shí)EdgeCAM還全面支持最新的CAD軟件，機(jī)床設(shè)備和刀具。

1 CAD設(shè)計(jì)

    基于EdgeCAM的汽車模具數(shù)控加工過(guò)程基本上沿襲了一般CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的基本過(guò)程，其工作流程如圖1所示。

    圖1 工作流程

    1.1 CAD建模

    EdgeCAM可以從主流的CAD系統(tǒng)（如Inventor、SolidWorks、Solid Edge、Pro/Engineer、Catia、Solid3000等）中載入實(shí)體模型文件，也可以接受iges、dxf、vda、parasolid和acis等格式的文件，直接讀取實(shí)體模型，無(wú)需任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而且實(shí)體特征參數(shù)保持完整，生成的刀具路徑可與CAD環(huán)境實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。在同一個(gè)操作環(huán)境下支持多種實(shí)體文件共存，可以將不同格式的實(shí)體文件同時(shí)打開(kāi)，將其中任意實(shí)體指定為被加工零件、夾具和毛坯。

    本文以某汽車的保險(xiǎn)杠（見(jiàn)圖2）為參考模型，對(duì)這個(gè)模型的沖壓模具進(jìn)行數(shù)控加工。零件的建模是在SolidWorks平臺(tái)下完成的。

    圖2 汽車保險(xiǎn)杠模型

    1.2 CAD模型導(dǎo)入

    運(yùn)行EdgeCAM并打開(kāi)保險(xiǎn)杠模具，按工具欄上的，改變工件的坐標(biāo)系，使其便于銑削，如圖3左下角，EdgeCAM中紅，綠、藍(lán)分別代表x、y和z軸。再導(dǎo)入事先畫(huà)好的毛坯，使其與模具重合。按工具欄上的，指定導(dǎo)入的毛坯為stock，stock在實(shí)體仿真中隨著切削過(guò)程的進(jìn)行，在尺寸和精度上逐漸接近圖3中的模具。

    圖3 保險(xiǎn)杠的沖壓模具及其加工區(qū)的劃分

    1.3 模型完善

    所謂完善模型就是對(duì)CAD模型進(jìn)行適當(dāng)處理，使之適合于CAM程序編制，通常有以下內(nèi)容：

    (1)確定坐標(biāo)系坐標(biāo)系是加工的基準(zhǔn)，將坐標(biāo)系定位于適合機(jī)床操作人員確定的位置，同時(shí)保持坐標(biāo)系的統(tǒng)一。

    (2)輔助線和面的制作在選擇曲面作加工對(duì)象的時(shí)候，往往需要一些輔助線和避讓面，否則就會(huì)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。但EdgeCAM推薦的應(yīng)用模式是選擇實(shí)體本身作為加工對(duì)象，可以減少輔助面和避讓面的選擇，這是與其他CAM軟件不同的地方。

    (3)實(shí)體模型的修補(bǔ)實(shí)體模型在編程過(guò)程中，由于工藝因素的影響，某些區(qū)域可能不需要加工，EdgeCAM提供自動(dòng)模型修補(bǔ)功能，在提取特征的時(shí)候，選中模型修補(bǔ)特征選項(xiàng)，在查找特征的同時(shí)，可以自動(dòng)生成覆蓋現(xiàn)有特征的修補(bǔ)面，使得修補(bǔ)模型的過(guò)程自動(dòng)化。

    (4)檢查面的應(yīng)用檢查面更多應(yīng)用在加工對(duì)象是曲面的模型中，是用來(lái)限定刀具路徑范圍的非常有效的工具。

    與其他CAM一樣，EdgeCAM和SolidWorks之間存在幾何協(xié)同性，一旦零件幾何形狀發(fā)生變化，刀路軌跡會(huì)自動(dòng)地更新，反映新生成的幾何形狀，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或加工仿真過(guò)程中很方便地對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行完善。

2 CAM工藝分析規(guī)劃及加工策略

    某汽車的保險(xiǎn)杠模具材料選為模具鋼3Cr2NiMnMo，加工機(jī)床為Hermle C1200U。根據(jù)模具的幾何特點(diǎn)，將加工區(qū)域劃分為如圖3所示，由于各加工區(qū)域所處的坐標(biāo)系不盡相同，針對(duì)不同的區(qū)域需要轉(zhuǎn)換加工坐標(biāo)系，參考如圖3右上角。根據(jù)各加工區(qū)的形狀，各工序及加工策略的設(shè)定見(jiàn)表1。

    EdgeCAM中沒(méi)有特定的半精加工命令，但是可以通過(guò)設(shè)定刀具、加工余量及公差來(lái)達(dá)到所要求的精度；無(wú)論在粗加工還是精加工階段都有殘料去除加工。所謂的殘料去除加工是指由于前一工序所指定的刀具尺寸過(guò)大，導(dǎo)致被加工的某些死角難加工到，因此需要重新?lián)Q刀，加工前一工序無(wú)法加工完成的部分。殘料去除加工既兼顧了加工效率又保證了精度。

    表1 工序安排及加工策略

3 刀軌計(jì)算及加工過(guò)程仿真

    EdgeCAM除了具有強(qiáng)大的加工能力，而且具有非凡的模擬加工手段。EdgeCAM提供了2種模擬方式，其中實(shí)體仿真(verify)能夠真實(shí)的再現(xiàn)整個(gè)加工過(guò)程，可以加入機(jī)床和夾具的仿真，更好地檢測(cè)加工時(shí)的干涉；EdgeCAM在加工模式界面下，還提供了一個(gè)仿真功能，可針對(duì)任意操作步的走刀過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的模擬仿真。汽車保險(xiǎn)杠模具數(shù)控加工的實(shí)體仿真過(guò)程如圖4所示。

    圖4 模具加工的實(shí)體仿真過(guò)程

4 后處理

    圖5 NC代碼的生成

    后處理的任務(wù)是將刀路軌跡轉(zhuǎn)化為特定機(jī)床可執(zhí)行的加工程序文件。在實(shí)體仿真后，確定沒(méi)有任何干涉，再生成數(shù)控代碼，見(jiàn)圖5。EdgeCAM生成的加工文檔中包含使用EdgeCAM進(jìn)行數(shù)控加工仿真的全部參數(shù)，如刀具庫(kù)、加工工時(shí)、切削參數(shù)等。

5 總結(jié)

    本文從數(shù)控加工的一般步驟探討和研究了EdgeCAM在汽車模具制造中的應(yīng)用，并針對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行工藝編程，分析了與其他CAM軟件的不同點(diǎn)，為EdgeCAM在數(shù)控加工領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供了參考數(shù)據(jù)?；趫D形化編程的EdgeCAM應(yīng)用于汽車模具的數(shù)控加工，程序調(diào)試時(shí)間大為減少，生產(chǎn)效率大幅度提高，具有較好的推廣價(jià)值。