公司簡介

北(bei)(bei)京匯誠(cheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工程(cheng)有(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)成立于(yu)1996年，主(zhu)要生(sheng)(sheng)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)主(zhu)模型(xing)(xing)和檢具。匯誠(cheng)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)為上海汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)集(ji)團(tuan)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、廣州(zhou)羊城汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)廠(chang)、沈(shen)陽金杯汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、奇瑞汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、昌河汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、江(jiang)鈴汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、長安汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)集(ji)團(tuan)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、北(bei)(bei)方(fang)奔馳公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、吉利汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、北(bei)(bei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)福田(tian)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、江(jiang)淮(huai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)制造有(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、長城汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)公(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)、濟南重汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、海南馬自達等國內多家著(zhu)名汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)廠(chang)生(sheng)(sheng)產過汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)主(zhu)模型(xing)(xing)和檢具。

軟件應用背景

本文所介紹的CAXA制造工程師在高(gao)速(su)加工技術(shu)中(zhong)的應用(yong)，其硬(ying)件主(zhu)要使用(yong)了匯誠公(gong)司(si)的兩臺意(yi)大利產大型高(gao)速(su)數控銑，機床(chuang)臺面均達(da)到4500X2500mm。其中(zhong)一臺是RAMBAUDI的DIGIMILL-40L，主(zhu)軸最(zui)(zui)高(gao)轉(zhuan)速(su)1萬(wan)轉(zhuan)/分鐘(zhong)，最(zui)(zui)大進給(gei)速(su)度15米/分鐘(zhong)；另一臺是ARES48-26-PX5，主(zhu)軸最(zui)(zui)高(gao)轉(zhuan)速(su)2萬(wan)轉(zhuan)/分鐘(zhong)，最(zui)(zui)高(gao)進給(gei)速(su)度40米/分鐘(zhong)。

匯誠(cheng)公(gong)(gong)司從1997年就開始使用(yong)CAXA CAM軟件----CAXA制造工(gong)程(cheng)(cheng)師，應用(yong)于汽車主(zhu)模型和(he)檢具(ju)的(de)生(sheng)產。CAXA制造工(gong)程(cheng)(cheng)師是(shi)一(yi)套面向數(shu)控(kong)銑和(he)加(jia)工(gong)中(zhong)心(xin)機床的(de)CAD/CAM應用(yong)軟件，功(gong)能強(qiang)大、易學易用(yong)、工(gong)藝性好、代碼質量高，是(shi)數(shu)控(kong)制造的(de)“核心(xin)”。在匯誠(cheng)公(gong)(gong)司長期(qi)的(de)使用(yong)中(zhong)受到好評(ping)，不但降低(di)了(le)投入(ru)成本，而且提高了(le)經濟效益。CAXA制造工(gong)程(cheng)(cheng)師包含2-5軸加(jia)工(gong)，融(rong)入(ru)了(le)很多適用(yong)于高速加(jia)工(gong)的(de)先進技術。作為管中(zhong)窺豹(bao)，本文將簡單(dan)介紹其中(zhong)一(yi)些亮點。

在高速加工中的應用

我(wo)們(men)知道對(dui)于單一的凸形或凹形加工，適用等(deng)高(gao)線加工方式來(lai)切(qie)削，通過控(kong)制每層(ceng)的切(qie)削量和(he)每層(ceng)的進(jin)出刀方式（如：采用毛坯外進(jin)刀，圓弧切(qie)入(ru)、切(qie)出方式）即可達(da)到高(gao)速加工的需求。

圖表 1 簡單模型情況下 適用于高速加工的等高精加工軌跡

但是對于汽車主模型和(he)檢(jian)具(ju)，其(qi)幾何(he)形狀異常(chang)復(fu)(fu)雜(za)(za)(za)。它的(de)(de)高速加(jia)(jia)工軌(gui)跡，不(bu)僅僅是需要(yao)處理(li)軌(gui)跡層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之間，下刀的(de)(de)切(qie)(qie)入/切(qie)(qie)出(chu)(chu)方(fang)(fang)(fang)式，還需要(yao)考慮順/逆銑(xian)的(de)(de)一致性、每層(ceng)(ceng)進出(chu)(chu)刀點位(wei)置優(you)化、各種軌(gui)跡拐角(jiao)的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)式及(ji)速度(du)控制等。其(qi)綜合后情況變得非常(chang)復(fu)(fu)雜(za)(za)(za)。例如(ru)，當(dang)層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之間的(de)(de)下刀方(fang)(fang)(fang)式設置為(wei)圓(yuan)(yuan)弧(hu)切(qie)(qie)入/圓(yuan)(yuan)弧(hu)切(qie)(qie)出(chu)(chu)，在(zai)上述簡單的(de)(de)純(chun)凸或純(chun)凹模型加(jia)(jia)工情況下，可(ke)認為(wei)給(gei)出(chu)(chu)圓(yuan)(yuan)弧(hu)的(de)(de)切(qie)(qie)入/切(qie)(qie)出(chu)(chu)半徑值，但當(dang)處理(li)復(fu)(fu)雜(za)(za)(za)模型時，這個切(qie)(qie)入/切(qie)(qie)出(chu)(chu)圓(yuan)(yuan)弧(hu)半徑很難(nan)人工給(gei)出(chu)(chu)了，需要(yao)通過復(fu)(fu)雜(za)(za)(za)的(de)(de)算(suan)法進行判斷(duan)。因為(wei)復(fu)(fu)雜(za)(za)(za)的(de)(de)汽車模型等高加(jia)(jia)工軌(gui)跡，每層(ceng)(ceng)軌(gui)跡的(de)(de)輪廓與島的(de)(de)形狀不(bu)盡相同(tong)，不(bu)可(ke)能以相同(tong)位(wei)置和(he)相同(tong)進/出(chu)(chu)刀半徑處理(li)，否則在(zai)高速精加(jia)(jia)工過程(cheng)中會造(zao)成局部加(jia)(jia)工過切(qie)(qie)。

圖表 2 漸變的圓弧切入/切出半徑軌跡

上“圖表(biao) 2 漸變的(de)圓(yuan)弧切(qie)入(ru)/切(qie)出半徑軌跡”中顯(xian)示(shi)了CAXA制造工(gong)(gong)程師中等高線精加(jia)工(gong)(gong)方(fang)式中，對圓(yuan)弧切(qie)入(ru)/切(qie)出的(de)半徑處理(li)情(qing)況(kuang)。從中不難看出其每(mei)層深(shen)度的(de)變化，切(qie)削空間隨之(zhi)變化，而(er)切(qie)入(ru)/切(qie)出圓(yuan)弧半徑也發生(sheng)了變化。

下面(mian)是CAXA制造工程師(shi)針(zhen)對高速加工，兩種典型拐(guai)角處理情況(kuang)：

圖表 3 適合高速加工的拐角軌跡1

圖表 4 適合高速加工的拐角2

“圖(tu)表(biao) 3 適合高(gao)速(su)加工(gong)的(de)拐(guai)(guai)角(jiao)軌(gui)跡1”為CAXA制造工(gong)程師為往復切削(xue)開發的(de)拐(guai)(guai)角(jiao)處理方式；“圖(tu)表(biao) 4 適合高(gao)速(su)加工(gong)的(de)拐(guai)(guai)角(jiao)2”為環形(xing)切削(xue)開發的(de)S形(xing)高(gao)速(su)切削(xue)行間拐(guai)(guai)角(jiao)。

另外在汽車檢(jian)具的(de)高速(su)加(jia)(jia)工(gong)(gong)中，有(you)很多尖角的(de)棱(leng)邊，由(you)于被加(jia)(jia)工(gong)(gong)材(cai)料(liao)為脆性材(cai)料(liao)，如(ru)果在軌跡(ji)上不作處理(li)，加(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)(guo)程中高速(su)運動(dong)的(de)刀具很容(rong)易破壞這些棱(leng)邊，尤其是(shi)過(guo)(guo)棱(leng)邊向(xiang)下(xia)切削時(shi)。故(gu)在這類(lei)檢(jian)具的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)(guo)程中，需要CAM軟件(jian)能自動(dong)生成(cheng)對于尖棱(leng)邊的(de)保(bao)護(hu)軌跡(ji)。

圖表 5 對尖棱邊保護的軌跡

在(zai)CAXA制造工(gong)程(cheng)師中，除(chu)在(zai)軌跡(ji)形(xing)狀上針對高速(su)(su)加工(gong)做了很(hen)多工(gong)藝性處(chu)理(li)，而且還在(zai)拐(guai)(guai)(guai)角(jiao)加減速(su)(su)上做了處(chu)理(li)。因為(wei)(wei)大(da)多數高速(su)(su)加工(gong)機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)均屬于高速(su)(su)輕載機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)，匯誠(cheng)公司(si)的(de)(de)這(zhe)兩(liang)臺大(da)型(xing)高速(su)(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)均為(wei)(wei)高速(su)(su)輕載，如果機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)控制系(xi)統本身(shen)不具備小拐(guai)(guai)(guai)角(jiao)自(zi)動降速(su)(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)制，則必(bi)須由(you)CAM軟(ruan)件提供。如果在(zai)汽車(che)主(zhu)(zhu)模型(xing)和檢(jian)具的(de)(de)凹形(xing)拐(guai)(guai)(guai)角(jiao)處(chu)沒有降速(su)(su)處(chu)理(li)，機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)主(zhu)(zhu)軸(zhou)的(de)(de)負載會(hui)驟然(ran)加大(da)，產生很(hen)大(da)的(de)(de)沖(chong)擊，嚴(yan)重的(de)(de)會(hui)損壞機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)。如果這(zhe)個拐(guai)(guai)(guai)角(jiao)處(chu)的(de)(de)壁(bi)厚較薄，則勢必(bi)造成拐(guai)(guai)(guai)角(jiao)崩塌，后(hou)果也很(hen)嚴(yan)重！

CAXA 制(zhi)造工(gong)程(cheng)師(shi)中(zhong)(zhong)提供了拐(guai)角(jiao)加工(gong)減速功能，它是(shi)在軟件中(zhong)(zhong)根(gen)據(ju)(ju)路徑的(de)傾斜角(jiao)度、角(jiao)部(bu)角(jiao)度、水平(ping)圓弧的(de)半徑為依據(ju)(ju)，做(zuo)一定范圍的(de)降(jiang)速調整。下面是(shi)CAXA 制(zhi)造工(gong)程(cheng)師(shi)中(zhong)(zhong)的(de)幾(ji)種加工(gong)自動降(jiang)速處理情況：

● 各要素(su)傾斜度(du)的減速——根(gen)據路(lu)徑(jing)的傾斜度(du)降低送(song)刀速度(du)的功能(neng)。

●  描線角部減速(su)——根據路徑的三維(wei)的角部的角度(du)降低送刀(dao)速(su)度(du)的功能。

●  等(deng)高(gao)線(xian)(xian)角(jiao)部(bu)減(jian)速——根據(ju)等(deng)高(gao)線(xian)(xian)路徑的(de)角(jiao)部(bu)的(de)角(jiao)度降低送刀速度的(de)功能。

● 等高(gao)線角(jiao)部半徑減速——根據等高(gao)線路徑的角(jiao)部半徑的大小降低(di)送刀速度。

圖表 6 減速變化實例——等高線角部速度變化

“圖(tu)表 6 減速(su)(su)變化(hua)(hua)實例——等高線角(jiao)部速(su)(su)度變化(hua)(hua)”中，左邊的圖(tu)形為勻(yun)切削軌跡，右邊的圖(tu)形，在軌跡顏色深的圓弧拐角(jiao)處發生了降速(su)(su)。

圖表 7 減速變化實例——掃描線角部速度變化

同圖表6一樣，圖標7中右圖中加粗部分軌跡(ji)為降速軌跡(ji)。

在(zai)后置處理(li)方(fang)(fang)面，CAXA制造(zao)工程(cheng)師可(ke)(ke)針(zhen)對(dui)曲(qu)面加(jia)(jia)工作代(dai)碼優(you)化。另外還(huan)針(zhen)對(dui)西(xi)門(men)子系統作了空間圓弧(hu)(hu)指(zhi)令的支持，它(ta)可(ke)(ke)在(zai)復雜曲(qu)面加(jia)(jia)工中，將由直線差補(bu)組成(cheng)的軌(gui)跡(ji)輸(shu)出(chu)處理(li)為由西(xi)門(men)子空間圓弧(hu)(hu)差補(bu)指(zhi)令，這種處理(li)方(fang)(fang)式(shi)將輸(shu)出(chu)的代(dai)碼軌(gui)跡(ji)更平滑(hua)，代(dai)碼量更精簡，非(fei)常(chang)適(shi)合復雜曲(qu)面（如汽車的主模型(xing)、檢具(ju)、模具(ju)等）的高速加(jia)(jia)工。

由于篇幅(fu)限制，這里(li)僅(jin)對(dui)北(bei)京匯誠汽車(che)工程(cheng)有限公司(si)使(shi)用(yong)CAXA制造工程(cheng)師在汽車(che)主模(mo)型、汽車(che)檢具(ju)生產中，對(dui)高(gao)速加工技術應用(yong)作簡單介紹。