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Delcam解决方案在艺术品仿形设计加工中的应用
2012-12-10 23:36:09  作者:  来源: Delcam
  •   “华尔街铜牛”是美国华尔街的象征,沈阳机床厂希望加工“华尔街铜牛”工艺品来体现“改革、创新、突破”的企业主旋律,同时也能体现沈阳机床厂的机床在五轴加工方面的优势。由于沈阳机床厂提供的是“华尔街铜牛”工艺品,没有相应的数字模型,因此Delcam公司提供了由逆向工程-------三角网格数据(STL)编辑-------三角网格(STL)五轴编程加工的完整方案。

  “华尔街铜牛”是美国华尔街的象征,沈阳机床厂希望加工“华尔街铜牛”工艺品来体现“改革、创新、突破”的企业主旋律,同时也能体现沈阳机床厂的机床在五轴加工方面的优势。由于沈阳机床厂提供的是“华尔街铜牛”工艺品,没有相应的数字模型,因此Delcam公司提供了由逆向工程-------三角网格数据(STL)编辑-------三角网格(STL)五轴编程加工的完整方案。

  

  “华尔街铜牛”工艺品

  首先是对“华尔街铜牛”艺术品进行逆向工程处理。通过照相式的三维扫描仪将“华尔街铜牛”工艺品整体扫描,从而获取到点云数据。三维扫描时,需要在铜牛表面喷显像剂(着色渗透探伤剂),粘贴多个标识点,以便更好地生成点云数据和拟合点云。仅仅一个小时的时间就完成了扫描,得到了300万个点的点云数据。

  然后将点云数据导入到Delcam的正向/逆向混合设计系统——Delcam PowerSHAPE Pro中,通过点云数据生成高精度的三角网格。Delcam PowerSHAPE Pro具有友好的输入输出接口,支持多种格式的点云数据读入。除了通用的 ASCII 、IGES 和 NC 等标准格式,还针对不同的扫描设备提供专用数据格式。使用Delcam PowerSHAPE Pro高效的巨大点云数据运算、处理和编辑工具,短短五、六分钟就将300万个点 的点云数据转化成了三角网格(STL)。

  由于标识点也会生成三角网格,所以需要将这些标识点删除,然后再将这些区域按照相邻边界的切失方向填补。

  

  含有标识点的三角网格(STL)模型

  

  删除标识点

  

  按照切失方向填充

  Delcam PowerSHAPE Pro中提供了非常方便的编辑和修改三角网格的功能,包括三角网格的删除、填充、优化整理,还提供了独特的交互式三角形雕刻工具,可以实时交互式光顺和雕刻,修改三角形模型轻松快速。以展现出“华尔街铜牛”有力量和勇气的气势。

  

  光顺、填充、雕刻等优化后的三角网格(STL)模型

  然后,将优化后的华尔街牛STL模型输入Delcam PowerMILL进行加工编程。Delcam PowerMILL 作为世界领先的 CAM 系统,可通过 IGES、STEP、VDA、STL 和多种不同的专用数据接口直接读取来自任何 CAD 系统的数据。这大大节约了曲面和实体造型的时间。

  Delcam技术人员根据华尔街牛的数据模型的特点,使用多轴定位和5轴联动加工的策略进行加工编程。

  

  PowerMILL读入华尔街牛的STL模型

  首先,使用模型区域清除加工策略进行整体开粗加工,端铣刀D12.0,余量0.5,行距7.0,下切步距1.0,转速2000转/分,进给速度4m/分。Delcam PowerMILL其独特、高效的区域清除方法,保证刀具负荷的稳定,减少切削方向的突然变化;

  

  整体开粗

  之后,根据残留模型,使用模型残留区域清除加工策略将牛的扭头侧、背侧、头、尾等部分采用定位加工技术进行二次开粗。此工序使用2把刀:1、端铣刀D12.0,余量0.5,行距7.0,下切步距1.0,转速2000转/分,进给速度4m/分;2、球头刀D6R3,余量0.5,行距3.0,下切步距0.5,转速4000转/分,进给速度4m/分;

  

  二次开粗(端铣刀D12.0)                       二次开粗(球头刀D6R3)

  再后,使用平行精加工策略将牛的扭头侧、背侧、头、尾等部分进行半精加工(定位加工),球头刀D6R3,余量0.1,行距0.5,转速4000转/分,进给速度6m/分。

  

  半精加工

  然后,使用曲线投影5轴加工策略将牛的腹部(正面、背面两部分)和头部进行精加工,球头刀D6R3,余量0,行距0.5,转速5000转/分,进给速度6m/分。PowerMILL 的连续 5 轴加工功能可以在复杂曲面、实体和 STL 三角形模型上产生 5 轴刀具路径,且全部刀具路径都经过了过切检查;

  

  牛腹精加工                           牛头精加工

  最后使用等高加工策略对牛脖子等小角落处进行修补精加工(定位加工),球头刀D4R2,余量0,行距0.1,转速6000转/分,进给速度6m/分。PowerMILL 提供的高速精加工策略,保证了切削过程光顺、稳定,确保能快速切除工件上的材料,得到高精度、光滑的切削表面;

  

  牛脖子修补精加工

  在刀路编程过程中,使用PowerMILL 提供的集成一体的加工切削实体仿真功能,仿真模拟完整的加工切削过程,检查过切、碰撞、顺铣 / 逆铣和加工质量等切削情况,节省了上机床实际试切加工的成本,确保加工安全。

  Delcam PowerMILL 为华尔街牛的加工提供了一套完整的加工解决方案,提高了机床的加工效率和加工质量,保证了加工安全。华尔街牛仅花费了7小时50分就加工完成了。

  PowerMILL软件不仅功能强大而且简单易学。沈阳机床厂的技术人员仅经过2天的培训就完成了从点云数据处理到加工编程的整个过程,很快就加工出了第一个“华尔街铜牛”样件。

  

  正在加工的“华尔街铜牛”样件



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