借助 CAD/CAM、CNC 和探测技术的高级集成,这位数字制造专家展示了无需特殊夹具即可制造复杂翼型的更好工艺。

SIXDIGMA 是一家总部位于辛辛那提的公司,专门从事 CAD/CAM 和 CNC 系统的高级集成,以解决复杂的加工问题。他们的团队由设计、制造和工艺开发方面的一些顶尖人才组成。他们还与 Siemens Digital Industries 的 CAD/CAM 和 CNC 部门密切合作,提供加工解决方案,利用该公司强大的数字制造能力开发更高效、更高质量的流程。

SIXDIGMA 创始人 Edwin Gasparraj 最近发布了关于他们如何结合三种数字技术来加工复杂翼型的视频演示。这包括:

  • CAM 中的高级刀具路径技术可显着提高表面光洁度。
  • 复杂的 5 轴探测无需特殊夹具即可准确定位零件。
  • 闭环自适应加工以验证工件表面并自动修改单个刀具路径以加工到非常高的公差。

翼型加工

在配备西门子 840D CNC 的 Grob 350 5 轴万能加工中心上加工的翼型。

在配备西门子 840D 控制系统的 Grob 350 5 轴万能加工中心上加工的翼型件展示了所有这些功能。使用 BLUM DIGILOG 扫描测头执行探测,所有零件编程均使用 Siemens NX CAM 软件完成。

下面的摘录简要概述了每个步骤背后的技术。或者,观看完整的 12 分钟演示。

出色的表面处理始于零件程序

先进的 CAM 系统对于在复杂零件中实现所需的光洁度至关重要。机械师经常需要满足的严格公差,再加上机翼的复杂特征,使得使用传统 NC 编程技术编写实现所需公差的刀具路径变得极其困难。高级 CAM 系统通常能够提供这些刀具路径,而 NC 程序员和机器操作员的工作量要少得多。

当今先进 CNC 机器中的路径平滑选项可提供开箱即用的更好的表面光洁度。但是,3D 表面几何形状中的小不连续性有时会导致轴反转,从而损坏零件的表面光洁度。

最好尽可能避免连续刀具路径中的轴反转,但它们很难预测和识别。西门子 840D 控制系统可以对每个轴进行板载跟踪诊断。并且可以使用该跟踪功能监控各种机器参数。

NX CAM 具有大量刀具轴和投影选项,允许您生成任何刀具路径和刀具轴,以纠正 Siemens 840D 发现的问题。此外,NX CAM 中集成的 G 代码驱动模拟可实现准确的数字验证,消除机器上任何可能的错误,这对于翼型等复杂零件至关重要。如视频演示中所示,在此翼型部件的情况下,结果是光滑的表面,无需进一步手动抛光。零件的公差保持在千分之一英寸以下。

自动定位复杂的零件表面

翼型加工需要非常准确地定位零件上的表面位置。这通常需要一个复杂的夹具来定位零件的六点基准嵌套。取而代之的是,使用 SIXDIGMA 的方法,零件被放置在一个简单的虎钳中,进行探测,位置数据由 CNC 处理。SIXDIGMA 的软件然后计算新的对齐方式,并以数学方式将对齐方式分配给零件的夹具偏移。

在初始校准程序运行后,单个表面点仍可能偏离 0.060 英寸或更多,因此再次探测零件以微调测量并重新调整工件偏移。在第二次探测循环之后,实际零件表面可以在几微米内建立,这使得加工精度达到“十分之一”英寸以及卓越的表面光洁度。

由于所有六个自由度的完美对齐,SIXDIGMA 能够展示对已经加工过的翼型件进行 0.001 英寸的再加工。能够准确定位零件具有许多应用,例如翼型修复、能够校正涂层以及能够加工 ECM 铸造或锻造零件的基准面。这对于将 3D 打印部件定心在预期体积内并加工其基准面也非常有用。

闭环自适应加工

另一个可能影响精度的问题是零件与零件之间表面几何形状的变化。这意味着可能需要更正零件程序中的各个刀具路径,因为变化可能只存在于任何给定工件的某些区域。

此处使用 BLUM 的 Digilog 扫描探头来发现变化,并将数据反馈到 Sinumerik 840D 控制系统。现在可以将刀具路径修正为单个 XYZ 坐标点以进行补偿。因此,虽然零件与零件之间可能存在几何形状差异,但每个零件加工后仍然具有极高的一致性和准确性。

借助精确的机床,并通过将西门子的 CAM、后处理器、G 代码驱动的仿真和 CNC 控制器结合在一起,SIXDIGMA 即使在大型零件上也能保持非常严格的公差。数字连接解决方​​案使该公司能够在几英寸长的零件上保持小于 0.0001 英寸的公差,甚至在长达三英尺的零件上保持小于 0.001 英寸的公差。

收集的数据量和后台处理这些数据的速度在很大程度上实现了这种准确性。此外,西门子 NX CAM 软件与 Sinumerik 840D 控制之间的紧密集成使 SIXDIGMA 能够生成复杂的刀具路径并在紧公差零件上产生出色的表面光洁度。

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