多连铸叶片精铸模具制造在虚拟仿真的加工环境构建及加工过程

2 加工过程仿真

2 1 1 装夹方式的改善

通过仿真发现, 加工的型面和刀具切削在 / 背向0 操作者的方向, 不利于操作者观察机床的切削状态. 为了解决该问题, 可以采取以下两种解决方案.

方案1: 根据盆模加工仿真, 从工艺编程人员的角度重新调整MCS 加工坐标系, 原始的MCS 设置如图10 所示.

根据仿真过程的监测, 及时发现了装夹的不和性, 并在方案1 的指导下, 重新调整MCS 坐标系, 如图11 所示, 并对调整后的刀具轨迹进行计算和输出. 由此带来的附加问题是过长的输出程序时间.

方案2: 在加工时, 操作者直接对装夹方式和加工程序进行旋转.

说明: 通过虚拟环境的仿真, 可以及时发现编程坐标系设置不当的问题, 并借助虚拟机床环境对其进行改进.

2 1 2 后置处理的改进

为了使用构建的虚拟机床环境对输出后的加工代码进行仿真, 需要对程序中关于调用刀具进行设置.为了控制输出程序对刀具的调用, 而且方便通过UG 后置处理生成的程序明显地看到使用的刀具, 因此有必要对德玛吉的 UG 后置处理文件进行更改[ 3]

更改前的刀具信息行:

TOOL CALL 3 Z S0

更改后为:

TOOL CALL 3 Z S0 ( T 0 , D= 5 1 24 , R= 2 1 62 , Ang le= 2 1 67 , L= 100 1 )

针对上述更改, 我们对DMC 70V 机床的后置处理文件进行修改, 增加了对刀具参数的描述, 如图12所示.调整后的9783A3 1 H 程序如下所述:

BEGN PGM 100 M M

BLK FORM 0 1 1 Z X0 1 0 Y0 1 0 Z- 20.

BLK FORM 0 1 2 X100 1 Y100 1 Z0 1 0

M3 M8

TOOL CALL 14 Z S0 ; 调用刀具号为 14;

( T0, D= 16 1 , R= 0 1 0, Ang le= 0 1 0, Length= 75 1 )

L X152 1 188 Y19 1 992 Z85. M3 F MAX

2 1 3 刀具选择的改进

通过仿真发现, 9783b11 h 程序加工后给下一道程序预留的残留量不合理, 增加了后续刀具单刀的切除量, 不利于刀具的使用. 因此根据上述仿真结果, 采用如下解决方案:

对9783b11 h 程序的刀具轨迹进行调整, 更改 9783b11 h 刀具轨迹后, 输出并重新仿真, 借助构建的DMC 70V 虚拟机床环境的仿真结果, 及时发现了刀具轨迹的不合理现象, 并通过更改切削策略对上述不合理的状况进行了改进, 让该次装夹下的切削更合理, 从而在实际切削前, 改善了切削工艺.

2 1 4 程序退刀隐患的消除

通过虚拟机床的仿真, 发现在N o 1 3 工序9783C2 1 h 程序结束后主轴抬刀不够, 刀具没有从工件型面中退出. 借助VERICU T 软件的程序浏览功能( NC Prog ram Rev iew )分析上述问题产生的原因是因为程序结束时, 程序行 / L Z57 1 8770 中的Z 值过低的原因, 随后采取以下解决方案[ 4]: 根据上述仿真结果, 直接修改程序, 例如程序结束行中的抬刀值. 按工件当前的装夹, 从编程原点到最高面, 毛坯厚度为/ 65 1 3690mm0, 根据分析结果将程序行 / L Z57 1 8770 调整为/ L Z( 65 1 3690+ 10)

C X- 95 1 597 Y- 74 1 96 DR-

CC X- 93 1 754 Y- 75 1 129

C X- 95 1 6 Y- 75 1 262 DR+

L Z57 1 877 y L Z ( 65 1 3690+ 10)

M5 M9

STOP M30

END PGM 100 MM

通过以上方案, 实现对刀具轨迹和加工程序的完善, 重新仿真验证, 最终结果程序结束后刀具从工件型腔中安全地退出, 消除了主轴抬刀不高的隐患, 避免了碰撞工件, 发生过切

3 结论

多连铸叶片模具尤其是本课题中涉及的六连铸叶片蜡模, 相比单个叶片模具, 其结构更复杂, 工装部件多, 型面曲率大. 通过本课题的研究工作, 已圆满完成了该类工装的制造.

本课题以六连铸叶片蜡模盆模为例, 完成了下列技术开发工作: ( 1) 认真做好工艺分析, 因地制宜,制定加工工艺, 设计相应的二类辅助工装夹具. ( 2) 对于复杂的多连铸叶片精铸工装部件, 提高工艺方案的可行性和经济性. ( 3) 创新思维, 设计适合工厂实际的仿真工作流程, 改善了传统工作流程. ( 4) 利用UG创建零件毛坯、中间毛坯及最终型面的模型, 编制工艺及程序, 提高了多轴刀具轨迹的合理性. ( 5) 基于VEIRCUT 软件, 构建五轴数控仿真机床, 有效验证了数控工艺及程序, 节省了昂贵的机床资源. ( 6) 借助MDI方式及实例运行, 对虚拟仿真机床平台的运行过程进行测试, 保障了其可靠性及稳定性.

在课题研究中, 最后通过实例剖析方式, 分别从机床及 CN C 系统测试、装夹方式的改进、程序质量提高、刀具选择改进等几个方面综合剖析了基于VEIRCU T 软件的虚拟仿真技术应用效果.

基于工厂的实际生产环境所构建的虚拟机床仿真平台的建立和应用, 实现了预期的技术、质量及经济等各项指标, 改善了工厂数控工艺人员传统的工作流程, 直接提高了数控工艺及数控加工程序尤其是复杂程序的质量, 物理机床的占用率降低了30%, 间接提高了机床的有效价值..

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