彭 敏

（廣東省高級(jí)技工學(xué)校，廣東 廣州 510800）

Camel與平面設(shè)計(jì)軟件結(jié)合在數(shù)控加工中的應(yīng)用分析

彭 敏

（廣東省高級(jí)技工學(xué)校，廣東 廣州 510800）

主要就Delcam與平面設(shè)計(jì)軟件結(jié)合在數(shù)控加工中的應(yīng)用展開了深入的探究工作，分析了采用PS、CAD、CAM等軟件進(jìn)行平面圖形或3D立體模型的設(shè)計(jì)，而后再采用Delcam軟件生成加工生產(chǎn)代碼，并最終將三維模型通過數(shù)控加工生產(chǎn)出來。希望借助于本文的研究工作能夠?yàn)橛嘘P(guān)同行提供一些有價(jià)值的參考。

Delcam；數(shù)控加工；應(yīng)用

通過對(duì)Delcam軟件的應(yīng)用能夠?qū)S、CAD、CAM等軟件所設(shè)計(jì)出的平面藝術(shù)圖像、照片、掃描文件、CAD文件等平面數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變成為精細(xì)的3D立體化浮雕數(shù)字模型，同時(shí)還可自主由3D浮雕模型當(dāng)中生成刀具路徑數(shù)據(jù)并由此來帶動(dòng)CNC數(shù)控機(jī)床。Delcam軟件系統(tǒng)現(xiàn)已在雕刻加工、包裝設(shè)計(jì)、模具制造、紀(jì)念幣制造等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到了大規(guī)模的普及推廣，通過本次研究可為數(shù)控加工提供更加廣闊的發(fā)展前景，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

1 前期準(zhǔn)備

1.1 文件準(zhǔn)備

以紀(jì)念幣制造為例，所選用的制造材料為金屬銅，毛坯材料尺寸為85 mm×85 mm×32 mm.采用PS軟件對(duì)所要浮雕的圖案首先采取預(yù)處理，圖像處理尺寸為610×595像素，采用菜單及工具對(duì)浮雕圖案進(jìn)行處理過程為：點(diǎn)擊“磁性套索工具”，選取菜單欄內(nèi)的“反向”項(xiàng)目對(duì)菜單欄當(dāng)中的“清除”項(xiàng)目予以編輯處理，處理完成后存儲(chǔ)文件，格式為JPEG.紀(jì)念幣圖案處理結(jié)果如下圖1所示。

圖1 紀(jì)念幣圖案處理結(jié)果

1.2 材料設(shè)置

應(yīng)用藝術(shù)浮雕設(shè)計(jì)軟件Delcam對(duì)經(jīng)過PS預(yù)先處理的圖片再次實(shí)施處理，選取【刀具路徑】工具欄內(nèi)的選項(xiàng)欄來產(chǎn)生出粗、細(xì)加工刀具路徑。電極Delcam軟件內(nèi)的“文件”選項(xiàng)，亦或是在“模型”單元內(nèi)選中“設(shè)計(jì)模型尺寸”[1]。而后便可在CAM軟件內(nèi)顯示出所要浮雕圖案的2D平面圖像。將模型尺寸大小設(shè)置為79.755 mm×80.5 mm（高 ×寬），分辨率確定為795×795，確定后將設(shè)置信息予以存儲(chǔ)。無論是生成何種刀具路徑之前，均應(yīng)對(duì)毛坯尺寸予以準(zhǔn)確定義，由此也便可知CAM軟件設(shè)計(jì)所需應(yīng)用到的加工材料數(shù)量。于【刀具路徑】工具單元內(nèi)選取【設(shè)置材料】選項(xiàng)，便可開啟【材料設(shè)置】選項(xiàng)框。在設(shè)置材料尺寸大小時(shí)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)要點(diǎn)：

（1）在進(jìn)行材料厚度設(shè)置時(shí)，必須要依據(jù)模型厚度作為參考依據(jù)，通常要低于模型厚度，實(shí)際尺寸大小還需根據(jù)實(shí)際情況來加以判斷。

（2）將頂端偏置設(shè)定為0，亦或是采用滑塊促使模型可被移動(dòng)至頂端位置。

（3）將材料高度軸線確定為毛坯頂端部位。

（4）在確定材料設(shè)計(jì)尺寸后，還需采用“通過圖像產(chǎn)生浮雕”功能，從而在浮雕附近產(chǎn)生出一個(gè)能夠標(biāo)識(shí)毛坯的外部輪廓。模型尺寸設(shè)置二維圖像如下圖2所示。

圖2 模型尺寸設(shè)置

2 刀具加工路徑

2.1 路徑設(shè)置

首先，在設(shè)置刀具路徑時(shí)需針對(duì)浮雕圖案采取粗加工處理，由“加工”工具單元內(nèi)選擇浮雕加工項(xiàng)目，由此便可在浮雕加工頁面內(nèi)出現(xiàn)輔助單元窗口。與其他輔助單元窗口相同，可通過點(diǎn)擊輔助單元窗口來獲取“切換幫助”圖標(biāo)，并在輔助單元窗口頁面根據(jù)實(shí)際需要選擇“顯示”或“不顯示”。而要想完成這一操作便需對(duì)所要應(yīng)用的刀具進(jìn)行路徑設(shè)置，點(diǎn)擊獲取“選取”選項(xiàng)，開啟刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，并經(jīng)由刀具路徑操作項(xiàng)目?jī)?nèi)的刀具數(shù)據(jù)庫(kù)圖標(biāo)來獲取數(shù)據(jù)信息。用戶還可自主于數(shù)據(jù)庫(kù)之內(nèi)對(duì)于相關(guān)的刀具參數(shù)信息予以更正，亦或是將之增添至新道具數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。由刀具數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)選擇“球刀頭”長(zhǎng)度約為3 mm，而后與選取出的刀具所密切相關(guān)的各項(xiàng)信息便會(huì)直接出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)的右側(cè)項(xiàng)目欄內(nèi)，若有實(shí)際需要還可針對(duì)所設(shè)置出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更改糾正，之后再點(diǎn)擊獲取“選取”項(xiàng)目獲得該刀具。在刀具確定選取后，還應(yīng)盡可能的保障下切速率、進(jìn)給速率、主軸轉(zhuǎn)速等切削用量的適宜性。輔助單元窗口的下一項(xiàng)內(nèi)容即為材料設(shè)置內(nèi)容，在這一方面便可針對(duì)與材料設(shè)置密切相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，由于先前已完成了材料設(shè)置，因而各項(xiàng)和材料設(shè)置所相關(guān)的信息內(nèi)容也便已經(jīng)顯示在了輔助單元窗口內(nèi)。

其次，對(duì)于道路路徑設(shè)置實(shí)施精細(xì)加工大都會(huì)選用小刀具、短行距、0公差進(jìn)行處理，由此也就預(yù)示著在模型的加工過程中不會(huì)產(chǎn)生出富余材料，應(yīng)用“方框螺旋加工”方式，具體設(shè)置內(nèi)容為：

（1）點(diǎn)擊選擇刀具路徑當(dāng)中的“加工浮雕”選項(xiàng)。

（2）選取所有模型，應(yīng)用方框螺旋加工策略，0余量，0.01公差。

（3）由3D Finishing選取BallNosel.5mm.

（4）行距確定為0.1.

（5）將加工路徑名稱設(shè)置為精細(xì)加工。

2.2 仿真路徑

仿真刀具路徑粗加工路徑為：

（1）確定選用粗加工刀具路徑，由刀具路徑頁面選擇“快速仿真刀具路徑”。

（2）在所出現(xiàn)的對(duì)話框當(dāng)中設(shè)置浮雕尺寸大小。矩形塊尺寸應(yīng)當(dāng)與浮雕最低高度保持一致，與最大高度外加雕刻特征保持一致。浮雕分辨率將直接決定圖像質(zhì)量，但分辨率越高對(duì)于計(jì)算速度的要求也就更高，在同等計(jì)算性能下分辨率越高計(jì)算效率越低，因此也不能一味追求高分辨率，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況確定出最為適宜的分辨率。

（3）其余默認(rèn)設(shè)置應(yīng)用，選取“快速仿真刀具路徑”，將虛擬化的材料模型顯示于仿真對(duì)話框當(dāng)中，通過工具欄內(nèi)的“顯示形體”圖標(biāo)進(jìn)行查看[2]。

仿真刀具路徑精加工路徑為：

（1）選取并應(yīng)用已經(jīng)預(yù)先完成設(shè)置的精加工刀具路徑。

（2）應(yīng)用其余默認(rèn)設(shè)置，而后選取“快速仿真刀具路徑”。通過工具欄內(nèi)的“顯示形體”圖標(biāo)進(jìn)行查看。

2.3 路徑加工信息

（1）浮雕圖案尺寸大小為：

寬 80.5 mm，高 79.755 mm，厚 6.05 mm，最小 X-40.55 mm，最小 Y-39.85 mm，最小 Z-0.83 mm，最大Z0.001 mm.

（2）加工時(shí)間：03∶25∶62.

完成加工后由“刀具路徑”工具單元當(dāng)中點(diǎn)擊獲取刀具路徑存儲(chǔ)選項(xiàng)，選取特定的機(jī)床存儲(chǔ)格式進(jìn)行保存。完成刀具路徑計(jì)算以后，對(duì)順銑與逆銑加工分別采用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)[3]。

3 平面設(shè)計(jì)與加工工序

3.1 平面設(shè)計(jì)

將所繪制的浮雕圖像導(dǎo)入至CAD軟件當(dāng)中，將圖案位置在紀(jì)念幣當(dāng)中的位置予以精準(zhǔn)調(diào)控，通過CAD軟件來繪制出一個(gè)79.25 mm×79.1 mm的矩形框圖，同時(shí)繪制兩圓形圖案，輸入紀(jì)念性文字，采用DXF文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)[4]。

應(yīng)用ACM軟件將CAD軟件繪制完成的DXF文件打開，同時(shí)采用刀具路徑、曲面加工、精細(xì)加工、投影加工等雕刻手段來對(duì)刀具路徑進(jìn)行繪制，并由此產(chǎn)生出NC加工代碼。

3.2 加工工序

以模具毛坯加工為例，應(yīng)用三角區(qū)域清除當(dāng)中的平行區(qū)域清除模式來進(jìn)行加工處理，對(duì)于毛坯外形的選取應(yīng)當(dāng)通過鑲塊地面拉拔來產(chǎn)生出相應(yīng)的實(shí)體，并采用零件外形加工切削模式，將加工結(jié)構(gòu)的外觀形狀基本加工出來。加工刀具可選用硬質(zhì)合金涂層銑刀10，轉(zhuǎn)速為5 800 r/min，切深厚度1 mm，進(jìn)給速度705 mm/min，進(jìn)給率為87%.

在應(yīng)用最佳等高經(jīng)加工形式之時(shí)將加工區(qū)域選取為型芯表層面，刀具選用硬度強(qiáng)度較大的6涂層銑刀，轉(zhuǎn)速為7 800 r/min，切深厚度1.5 mm，進(jìn)給速度705 mm/min，進(jìn)給率為83%.對(duì)于模具制品外觀質(zhì)量起到?jīng)Q定性影響的一項(xiàng)因素便是模具拐角及圓倒角等邊角部位，切忌要避免采用直徑完全相同的刀具來進(jìn)行加工處理[5]。如若采用此種方式，便需將刀具直接切入至尖銳拐角當(dāng)中，促使刀具的總體負(fù)荷量將會(huì)異常升高并由此產(chǎn)生震跳現(xiàn)象，對(duì)于加工結(jié)構(gòu)的表層質(zhì)量與精度水平造成嚴(yán)重影響。對(duì)此應(yīng)當(dāng)盡可能的選取并應(yīng)用直徑略微小于圓倒角的刀具，選用自動(dòng)清角加工處理方式來促使拐角位置的刀具路徑能夠更為憑證，進(jìn)而確保刀具的整體負(fù)荷量能夠得以有效減小。另外，若在模具加工過程中選用了FIX_CONTOUR加工模式，在按鍵區(qū)域三維曲面內(nèi)進(jìn)行加工，刀具則應(yīng)選用1.5的合金銑刀，轉(zhuǎn)速為14 855 r/min，切深厚度0.2 mm，進(jìn)給速度300 mm/min，進(jìn)給率為10%.

4 結(jié)束語

總而言之，Delcam軟件有著十分強(qiáng)大的功能作用，可被廣泛應(yīng)用于雕刻加工、包裝設(shè)計(jì)、模具制造、紀(jì)念幣制造等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還需注意要確保能夠依據(jù)當(dāng)前所具備的各項(xiàng)加工設(shè)備與條件，同時(shí)再結(jié)合以PS、CAD、CAM等多種類型的設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有數(shù)控加工設(shè)備的最大程度應(yīng)用，促進(jìn)生產(chǎn)效率的全面提升，并最終起到減小成本、縮短周期等作用價(jià)值，以促使企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力能夠得以全面提升。

[1]翟萬略.數(shù)控加工新技術(shù)MachineDNA應(yīng)用探討[J].CAD/CAM 與制造業(yè)信息化，2014（1）：23-24.

[2]周宏偉.基于Delcam PowerMILL數(shù)控加工技術(shù)在汽車鋁合金輪轂?zāi)＞咧圃熘械膽?yīng)用[J].鑄造工程，2016，40（2）：5-7.

[3]原紅兵.Power mill數(shù)控加工技術(shù)在制造中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（23）：13-14.

[4]范紹平.基于Delcam Vortex旋風(fēng)銑的不銹鋼深腔零件的應(yīng)用研究[J].機(jī)床與液壓，2016，44（20）：62-64.

[5]范紹平.Delcam PowerMILL五軸后處理研究[J].現(xiàn)代制造工程，2016（10）：8-9.

Application Analysis of Camel Combined with Graphic Design Software in NC Machining

PENG Min
（Guangdong Senior Technical School，Guangzhou Guangdong 510800，China）

This paper mainly on Delcam and graphic design software applied in NC machining of in-depth research，design and analysis of the use of PS，CAD，CAM and other software for graphic or 3D solid model，and then using Delcam software to generate the production code，and finally the 3D model by numerical control processing.With the help of the research work in this paper，we can provide some valuable reference for the related colleagues.

delcam；NC machining；application

TP319

B

1672-545X（2017）10-0220-03

2017-07-22

彭 敏（1974-），女，湖南湘鄉(xiāng)人，本科，研究方向：數(shù)控加工。