CADCAM系统提高进排气口加工效率集成块
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CAD/CAM系统提高进、排气口加工效率
CAD/CAM系统提高进、排气口加工效率 2011年12月03日 来源： 在发动机进、排气口的加工操作过程中，Delcam公司的PowerShape设计软件和PowerMill加工软件帮助这家高性能赛车元件制造商达到了精确和高效的加工目标。 高性能赛车元件制造商所碰到的较为困难的操作之一是进、排气口的加工，即发动机气缸进气口和排气口的机加工操作。这些进气口和排气口的几何形状复杂，带有一定的曲线和椎度，其内部难以接近，而且其表面光洁度要求较高。因此，有效地执行这个专门的应用程序，通常涉及到某些类型的专用加工设备，其中包括能够达到这些进气口和排气口的某些难以接近区域的棒糖型刀具和5轴联动加工机床。然而，对加工效率具有同样重要意义的还是在开始实际加工前所采用的软件工具，即用于设计进气口和排气口的软件和用于刀具路径编程的软件。 为此，MBE气缸盖和歧管制造公司依赖于来自Delcam 公司的PowerShape设计软件和PowerMill加工程序进行加工生产。该公司的首席编程员Mark Olson先生说，PowerShape软件的强大表面加工引擎和PowerMill软件的进、排气口自动加工程序是获取所需精度和表面光洁度的关键，同时可保持较低的加工周期时间，避免加工时发生碰撞和其他问题。“在我的职业生涯中曾使用过很多程序，但这是我所使用过的最小的一个程序。”他说。
发动机气缸上面有进气口和排气口
MBE公司创立于1997年，由Matt Bieneman先生创建，坐落在美国北卡罗来纳州Mooresville市赛车王国的中心。Bienenman先生亲自从这一行业中选择了一批精英，创建了一个专家队伍，并以同样的方式，选购了特定的加工设备和软件。MBE公司的信誉建立在其质量和工程水平的选择性基础之上，从而使该车间能够从整个美国、澳大利亚和加拿大首选领先的赛车队伍和发动机制造商。其客户包括来自污泥赛车和拉力赛以及拖拉机和卡车拉力赛竞争对手的赛车队伍。 进、排气口加工工艺的第一步是歧管的设计，该公司采用手工的方式进行设计。一旦该设计令人满意，公司就会对进、排气口、工作室以及其他任何需要加工的地方进行数字化处理，然后将数据输入到Delcam公司的CAD混合造型程序的PowerShape软件之中。在那里，编程员使用该软件的表面加工引擎，进一步完善其设计。“我还没有发现过其他任何软件可以确切地完全按照我所需要的形状，对表面数据进行如此有效的操纵。”Olson先生说。
模型被进一步完善以后，编程员将该设计转移到PowerMill软件之中，该软件既可用于在实体材料上进行进、排气口的直接加工，也可用于发动机铸件的精加工。Olson先生说，这两个软件系统之间的透明界面，可使其易于进行快速的切削加工，并将一个几何形状粘贴到另一个几何形状之上，无需进行通常的输入和输出操作。 对于MBE公司来说， PowerMill软件的主要好处在于其具有优化加工顺序的能力。Olson先生解释说，对于进、排气口的加工，编程员采取三大战略：3轴切削加工、连续5轴切削加工和定位5轴切削加工（也称为3 + 2加工，但定位5轴切削加工不同于连续5轴切削加工，在一个3轴加工程序过程中，前者的刀具通过两根旋转轴以一定的角度锁紧。）对于大部分机床来说，3轴和定位5轴加工程序往往具有更大的刚性，它可降低振动，并能够以更高的速度进行更精密的切削加工。鉴于这一原因，只要有可能，加工车间都喜欢采用这些选项。
然而，发动机进、排气口的某些区域需要采用连续的5轴加工。Olson 先生说，PowerMill软件将对3轴加工可接近的区域与需要5轴加工的区域之间的工艺进行自动地划分。这将能够通过3轴加工和定位5轴加工操作，确保切除尽可能多的材料，只是在必要的地方采用连续5轴切削加工的方法。因此，车间可以缩短加工周期时间，同时又能满足表面光洁度的要求。 对于粗加工切削来说，该进、排气口的加工顺序采用螺旋运动的方式。而对于精加工而言，操作员可以选用一种介于螺旋式或倒转式之间的加工方法。螺旋式加工法会产生与进、排气口气流垂直的尖角，从而增加气流的动荡。与此相反，采用倒转式技术加工所产生的尖角与气流运行的方向平行。这可以加速混合气体的通过。 Olson先生说：“PowerMill软件有一个非常强大的进、排气口自动加工程序，这就是为什么我们购买它的主要原因之一。”他补充说，PowerMill软件的附加功能为MBE公司获得优质表面光洁度的加工能力作出了贡献，这对于发动机进、排气口的性能起着特别重要的作用。“这可以使刀刃保持与进、排气口的接触，使其处于与刀尖相反的位置。因为用刀刃切削，可以使您获得更好的表面光洁度。” 此外，他还解释说，该软件的进、排气口加工策略对各点的分布具有很大的控制能力。增加刀具路径点的数量，可以使加工更加稳定，减少振动，并使刀具的负荷更加一致。除了提高表面光洁度以外，这样做还可以减少刀具的磨损。该软件还可以自动地划分CAD模型，从而创建从进、排气口任何一端进行加工的表面。用户可以指定两套刀具路径之间的重叠长度，以确保两个区域之间的平稳过渡。 最后，Olson先生解释说，自从采用PowerMill软件以来，该车间尽管一直在不断地处理小至0.015in的加工间隙，但从来没有发生过互相干扰或碰撞现象。一方面，这是鉴于这样的一个事实：即在刀具路径的创建过程中，该软件能够“看到”这个模型。此外，该软件能够将全面的沟槽和碰撞检查结合在一起，以确保安全加工。还有一个验证模块可以提供更大的保证，确保程序严格按照车间的要求进行操作。“不管其形状多么复杂，我可以确信，它在第一次就能对进、排气口进行正确的切削加工。”Olson先生总结道。 除了很高的表面质量要求以外，发动机进、排气口内部的形状比较复杂，这会对刀具的间隙带来一些问题。PowerMill软件的进、排气口自动加工程序，通过对3轴加工可以接近的区域与需要5轴加工的区域之间的操作进行划分，优化了加工工艺。 MBE公司的首席编程员Mark Olson先生说，PowerShape软件内的表面加工引擎，简化了表面数据的操作过程，使其在模型被输入到PowerMill软件前，进一步优化了它的设计。(end)