基于UG CAM的连杆模具高速加工制造.pdf

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1、·现代设计与先进制造技术·陈寿霞赵建峰汪木兰基于UGCAM的连杆模具高速⋯⋯45基于UGCAM的连杆模具高速加工制造陈寿霞，赵建峰，汪木兰。(1．贵州省机械工业学校，贵州贵阳550005)(2．南京工程学院自动化学院，江苏南京211167)(3．南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点建设实验室，江苏南京211167)摘要：为了克服连杆模具制造采用传统的电火花加工(EDM)会出现微小裂纹、表面质量差和生产效率低的不足，基于功能强大的UGCAM软件系统平台，使用高速加工(HSM)技术制造连杆型腔模具，提出了相应的加工策略，并介绍了连杆模具的高速加

2、工方法，从而缩短了加工时间，提高了模具精度。关键词：连杆模具；高速加工；UGCAM中图分类号：TP391文献标识码：B文章编号：1672—1616(2010)15一oo45一O3连杆是发动机的重要运动部件之一。在传统样条曲线(NURBS)插补功能，可快速加工出复杂的连杆模具制造中，为了提高模具的加工性能和使而极其光滑的曲面。用寿命，一般都采用高强度的耐磨材料制造，这些本文以UGNX6．0为二次开发平台实现连杆材料经过热处理后硬度更高，很难采用常规的机械模具的高速加工制造[。加工方法进行加工。过去都是采用电火花加工(EDM)技术来完成模具型腔的

3、制造，但这种靠放1连杆模具的高速an-r策略电烧蚀的“微切削”的加工过程非常缓慢，生产效率图1所示是某发动机连杆模具凹模型腔。它极低，并且还会在型腔表面产生微小裂纹，粗糙度采用高速切削技术直接加工该零件的模具钢材料，往往也达不到模具的具体要求，因此在电加工后还可以获得较高的表面质量，并可达到一定的尺寸和要进行费时的手工研磨和抛光处理llj。形位精度。因此，可以省略常规模具加工的电火花高速切削(HSM)是采用高转速、快进给、小切加工和大量手工修磨等工序，缩短了工艺流程，极深和小步距来提高加工效率的一种加工方式，对淬大地提高了加工生产效率。硬模具

4、材料、薄壁零件和三维自由曲面的加工具有显著的优势_2_。高速切削加工的技术优势：(1)能直接对淬硬模具材料进行精加工，可省略传统模具加工中的电火花加工；(2)加工精度高，不再需要手工抛光，缩短了加工时间；(3)高速切削加工的每次切除量很小，切削力低，热变形小，可以采用小直径刀具直接加工复杂型腔和薄壳零件。UG是一套功能强大的CAD／CAM软件，从产品的概念设计直到产品建模、分析和制造过程，都可以与高速切削技术紧密地结合起来，从而形成高图1连杆模具凹模型腔速加工CAD／CAM／HSM集成系统ljJ。UGCAM1．1保持切削载荷的恒定和轻便系统具

5、有较高的编程效率，便于快速编程和调试程在高速切削过程中保持恒定的切削载荷非常序；具有自动防过切和刀柄干涉检查功能；可以优重要。为了使刀路轨迹光滑，在加工过程中应注意化刀具路径和实现特殊的加工策略；具有直接输出以下几点：(1)采用小步距和浅切削深度(刀具直收稿日期：2010—05—02作者简介：陈寿霞(1981一)，女，贵州遵义人，贵州省机械工业学校助理讲师，学士，主要从事数控技术及CAD／CAM应用的教学和研究工作。462010年8月中国制造业信息化第39卷第15期径的10％左右)进行加工；(2)使用圆弧或螺旋线允许的范围内以最大速度进行加工

6、，从而实现模具方式实现进退刀具；(3)大量采用等高分层加工代加工的高速度和高精度。替仿形加工；(4)切除率尽量保持为常数；(5)在粗加工时，不但要求刀具以圆弧或螺旋线方式进入工2连杆模具的高速加工件材料，而且使进给率和机床转速之比达到最佳，2．1高速加工机床选择从而避免急剧变化的刀具运动以及在外形轮廓上数控机床采用瑞士米克朗公司的HSM一600直接进刀和退刀J。型高速铣削加工中心，主轴最高转速可达60000r／图2所示为连杆模具高速加工刀路光顺示意min，控制轴进给速度最快可达40m／min，具有图。在高速加工过程中，一般要求刀具平滑地切人D

7、NC加工时的高速数据通信处理功能和“前馈”控与切出工件，并通过缓慢调节可以保持连续的切削制技术，支持NURBS插补格式。载荷，并达到保护刀具的目的。在切人工件时一般2．2模具材料和刀具选择采用螺旋线方式进刀，切出工件时使刀具沿圆弧方选择的加工材料为铸态模具钢7CrSiMnMoV，向切出。高温淬火后硬度达到55～58HRC，具有较好的强度和韧性配合。刀具选用日本黛杰机夹式高速铣刀，刀片材料为立方氮化硼(半精加工型号为JBN330，精加工型号为JBN245)，切削速度可以大于100m／min，切削60C以上的高硬度材料时，其刀具耐用度达到60mi

8、n以上。2．3高速加工工艺规划圆弧切向退]拐角圆弧过渡螺旋线切八进]a．粗加工。图2高速加工刀路光顺示意图在粗加工的过程中，可以充分利用机床的主轴另外，为了保证在拐