微铣削--CimatronE 7的新亮点

作者：思美创（广州）科技有限公司 赖新建

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... 1 ．微铣削的概念： 微铣削（ Micro-milling ）是加工微小零件和高精密零件的一种全新加工技术。是在高速铣削基础上进一步发展起来的先进加工技术。微铣削是指使用非常小的刀具（直径小于 0.1mm ）并能获得非常小的曲面公差和高质量的曲面精度，通用的 NC 软件是不能达到这个精度的。微铣削除了面向微细零件外，还能够对常规或者大型模具的细小几何特征进行高精密加工。 微铣削能加工出 精度高达 5 微米以上，硬度大于 45 HRC 的零件，曲面质量达到 0.2 微米或更小，细筋零件的厚度小至 0.5 微米或更小。微铣削需要高精度的软件加以支持，计算公差少于等于 0.1 微米，同样微铣削对机床和刀具的要求也相当严格：刀具直径小至 100 微米、刀具外形比例（长度 / 直径）高达 10 到 100 ，机床主轴转速要求到 150,000 PRM 或更高。 微铣削主要用在需要制造极小的高精密零件的特殊行业，例如生物－医疗装备、光学、微电子以及微小塑料制品的微型模具以及微小金属零件的加工等。 2 ． Cimatron 公司发布第一款符合微铣削的 NC 软件： 2005 年 9 月 Cimatron 公司发布的旗舰产器 E7 ，是第一款符合微铣削编程的商业化 NC 软件。 Cimatron E 提供了独特的算法以及特殊的加工策略，这些都是传统的 NC 软件所不能实现的。该解决方案典型的特征包括：高精度、小公差加工、高效处理导入的低质量曲面模型、直接曲面加工以及 3 轴 5 轴的刀具路径，满足并超越了微型刀具加工的要求。 Cimatron E 的微铣削是 Cimatron 参与的微铣削研究项目的成果，该项目在欧共同体的支持下由德国亚琛的 Fraunhofer 产品技术研究所（ IPT ）领导，它汇集了世界领先的模具制造供应商，并通过复杂的高精度 3D 结构对高精密注射模具的制造过程进行了验证。微系统技术已经从科学研究到实际加工迈出了一大步， IPT 的首席工程师 Thomas Bergs 说道：我们非常高兴的看到作为欧洲微铣削研究项目的成果， Cimatron 已经在其新的版本中实现了特殊的微铣削功能。 3 ． CimatronE 微铣削编程的应用及特点： 进入 CimatronE 的 NC 模块下，新建刀具路径，然后勾选 Micro Milling 选项即可进入微铣削编程环境，如下图所示。 Cimatron 的微铣削支持 3 轴到 5 轴的刀具路径， ACIS 的内核技术提供了高达 1nm 的内部精度，为微铣削提供了技术保障。 Cimatron 通过无缝缩放的计算环境来提高精度，在计算环境中按照放大的进行计算，而对任何输入或输出模型、视图、仿真、 NC 报告、 G 代码等都不会从产生任何影响。 Cimatron 的微铣削技术通过识别真实的残留微型毛坯，具有同普通编程一样的开粗、二次开粗、精加工、清角、流线铣以及摆线加工等策略，保证刀路轨迹的高效安全。 5 轴倾角满足需要小直径的短锥型刀进行零件的加工，以及硬度高并要求曲面质量高的材料加工。为了满足微铣削的要求， Cimatron 可采用多种高速铣削的策略，例如：基于殘留毛坯的自计算、路径角部圆角连接、零重叠摆线精加工、 S 连刀和螺旋下刀、自适应 Z 层精加工和流线加工等。这样达到减少加工时间，降低刀具磨损和破坏的作用。 为保证高精度的加工要求，必需要有高质量的数学模型，如果导入的产品数据模型质量不好，一些小的孔或者缝隙必将影响到实际的加工品质，因址，必须在 CAM 操作之前进行修复。具有 CADCAM 一体化的 Cimatron E 提供了在加工环境中实体曲面混合造型的功能，这种“为制造而设计”的功能非常方便用来修复几何模型，把各种破损的曲面缝合成严密的实体模型，满足了微铣削的精度要求。 4 ．微铣削应用案例： 以下零件是一款微型转子注塑模型腔的加工实例，模型的最少圆角是 150 微米，模具材料硬度 53 HRc ，铣削机床是 Kern ，刀具釆用 Magafor 。从粗加工到精加工所使用的加工策略、刀具及加工参数如下表所示： 最终加工出的模具铣削精度 < 5um ，曲面粗糙度 <0.2um Ra ，如下图所示。 5 ．总结： 当今大量产品依赖于对微小系统的组建，零件以及子装配的需求越来越大，随之产生对微小模具的需求，而这些又将成为制造者所面临的挑战，因此研究微铣削的 前沿技术必将在高速增长的市场上获得巨大的成功。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/11/2006)