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木型の生産における5軸リンケージマシニングセンターの適用

顧客のVキャスティングの年間生産量は100,000トン以上で、鋳造用金型はすべて木型で、毎年約60種類の新製品が開発されています。 製品は主にバランスが取れており、重く、鋳造用金型はサイズが大きい。 当社は、イタリアのPaolino Bacciが生産するMaster546 5軸リンケージマシニングセンターを導入しました。 鋳型作成プロセスでは、鋳型の設計はSolidworksやCimatron Eなどのソフトウェアによって行われ、プログラミングにはCimatron Eソフトウェアが使用されました。 マシニングセンターを使用した金型加工は、人件費を大幅に節約し、労働集約度を低下させ、金型製作をより正確かつ効率的にします。

1. 5軸リンケージマシニングセンターの主なパラメーター
マシニングセンターのガントリー構造は、テーブルサイズが1600 x 1600 mm、X x Y x Zストロークが3000 x 2600 x 950 mm、A軸の傾斜角が±135°、C軸の回転角が±200°です。 ディスクタレットタイプのマガジンには16個のツールを収納でき、これらはすべて自動的に交換され、メインマシンにはFANUCサーボ制御システムが採用されています。

2.伝統的な木製の成形生産プロセス

従来の木型の製造方法は、部品の鋳造工程図に基づいており、モデル分類、モジュール構造、杭打ち図の手描き、ブロックの作成と組み立てを決定します。その中でも、ロフトとは、部品の2次元図面の寸法を具体化すること、つまりモジュール生産の標準です。同時に、それはモデルの設計と製造における重要なプロセスでもあり、金型メーカーには高い技術レベルが必要です。いくつかの複雑な部品については、金型製造プロセスにおいて、二次元図面の不完全な寸法と金型メーカーによる図面の不完全な理解のために、製造される金型は必然的に不正確な寸法の影響を受けます。これらの問題のほとんどは、モデルの製造プロセスで徐々に検証することしかできず、一部は鋳造品の製造後にしか発見できません。 これにより、金型開発の作業負荷が増大するだけでなく、新製品の開発が遅れるだけでなく、金型の精度が低いなどの問題もあります。

3. 5軸マシニングセンターのアプリケーションプロセス
3.1鋳造金型の立体設計

この段階では、3次元CADソフトウェアを使用して、Vバランスのヘビーデューティ製品設計が一般的に実行されます。 鋳型の設計プロセス中に、顧客の製品3DマップをSolidworksソフトウェアに入力します。 製品の鋳造工程図に従って、図1に示すように、金型の収縮やドラフトのドラフトなどのパラメータが設定され、上下のモールドの3次元図面が描画されます。
   
鋳造金型の三次元設計

3.2処理と後処理
当社はCimatron E8.5プログラミングソフトウェアを使用しています。CimatronE8.5はIsrael Cimatron companyの製品です。 Cimatron EのCNC加工技術は、常に世界のリーダーであり、最も優れたCNCプログラミングソフトウェアの1つとして広く認められています。 Cimatron E8.5は、2.5軸から5軸のプログラミングをサポートしています。
処理プログラムは通常、次のステップに分けられます。
1)鋳造金型の特性、加工技術の予備開発による。
2金型の異なる表面に応じてプログラムし、適切な加工プログラムを選択します。 適切な工具、スピンドル速度、送り速度、工具経路、およびその他の加工パラメータを選択して、工具経路を生成します。 図2に示すように。

5軸加工プログラムのプログラミング

3)  NCプログラムを生成する後処理
後処理プログラムは、汎用数値制御プログラミングソフトウェアによって生成されたツールパスソースファイルと、特殊な数値制御マシニングセンターで認識できるISO形式のNCプログラムとの間のコンパイルソフトウェアです。 図3は、Master546モデル用にCimatronが開発したポストプロセッサを示しています。
 
 5軸NCプログラムを生成する後処理

3.3 5軸加工プログラムのシミュレーションチェック
イタリアPaolino Bacciは、インテリジェントな3DソリッドマシンシミュレーションソフトウェアPitagoraを開発しました。 5軸CNCマシニングセンターのモーションプロセスの正確で現実的な動的シミュレーションは、Cimatron E後処理によって生成されたISOコードに直接読み込むことができます。 図4に示すように、ダイナミックズーム回転、ストロークオーバー加工、干渉衝突チェック、ツールヘッド高速移動トラック調整、加工時間計算を実行できます。 Pitagoraは、Cimatron Eによってプログラムされたプログラムの精度とセキュリティを確保し、非常に実用的です。
 
軸加工プログラムのシミュレーションチェック

3.4金型ブランクの5軸生産
鋳造プロセスの図によれば、詳細な寸法を考慮せずに適切なマージンを持つ金型ブランクを製造できるため、金型メーカーの作業負荷が軽減されます。


3.5モデル処理
図5に示すように。 モデルブランクは、特別なプレスツールによってマシニングセンターテーブルに固定され、ワーク座標系とマシニング座標系の関係は設定によって実現されます。
NCプログラムをマシニングセンターに入力し、エンコーダーの変換を実現してマシニングセンターの各カッター軸の連携を実現し、モデル処理を完了します。 金型は簡単に金型を取ることができないため、ライブブロックを行う必要があり、ライブブロックはモデルで直接処理できます。


5軸加工のVメソッドモデルプロセス

4.結論
5軸リンケージマシニングセンターの適用により、人件費が節約され、Vメソッドの開発サイクルが短縮されます。 さらに、高精度の曲面を作成して高精度のモデルを作成したり、高精度の鋳物を作成したりすることができます。 人件費の増加と木型の精度の向上により、V木型を製造するための5軸リンケージマシニングセンターの適用は、鋳造金型業界の開発動向になります。
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