如何使用中望3D 2022的CAM方案加工塑胶模具

CNC加工在模具行业主要用于加工模具零部件，如塑胶模具型腔和型芯、滑块等。为进一步提升用户在产品加工生产流程中的效率和体验，最新版本的中望3D在CAM加工功能上进行了增强与优化。本文以塑胶模具的型芯为例，介绍中望3D 2022的CAM模块的技术特性及应用方法。

图1.塑胶模具型芯

该模具型芯的加工工艺主要是开粗、半精加工和精加工，具体应用工序包括用于开粗的二维偏移粗加工和二次开粗，用于半精加工和精加工的等高线切削、平坦面加工、平行铣削和三维偏移切削。现在，下载并打开中望3D 2022，根据以下详细步骤来实操一下吧。

开粗

开粗可分为开粗和二次开粗，目的是以最快的速度尽量去除多余的坯料，具体步骤如下。

一、二维偏移粗加工

二维偏移粗加工常用于首次开粗，主要目的是快速去除多余的坯料。在中望3D 2022中，二维偏移粗加工的操作流程如下：

步骤1.插入工序。中望3D在加工中可以使用文件方式管理工序。加工此型芯的坯料大小为250*230*98，因此开粗时选用D35R2的刀具。在名称为“D35R2”的文件夹下点击右键，选择插入工序，在工序类型中的“快速铣削”选项卡面板中选择“二维偏移粗加工”工序。

图2.选择二维偏移粗加工工序

步骤2.添加特征和选择刀具。双击“二维偏移粗加工”工序，在主要参数中添加零件和坯料为特征，并选择D35R2刀具。

图3.创建加工特征和选择刀具

步骤3.设置限制参数。在限制参数中，设置限制类型和Z轴方向的加工范围与刀轨的过滤范围。

图4.设置限制参数

步骤4.设置公差、步距和刀轨。在公差和步距中，设置相应的“刀轨公差”和“余量”，及“下切步距”。在刀轨设置中设置相应的“平面检查”和“精度”与“周边转角”。中望3D 2022的刀轨设置中新增多平面检查功能（如下图第5处），在加工多层平面时无需逐个选择每层平面进行检查，非常快速便捷。

图5.设置公差和步距与刀轨

步骤5.计算完成后，将生成二维偏移粗加工刀具路径，如下图所示。中望3D 2022的二维偏移粗加工工序支持多线程并行计算技术，刀轨计算速度更快，同时走刀样式也支持轮廓开粗。

图6.二维偏移粗加工工序开粗刀轨与轮廓开粗样式

二、二次开粗

二次开粗主要是在首次开粗基础上，进一步更精确地去除多余胚料，为精加工打下更好的基础。参考上一个开粗工序进行二次开粗，可根据加工零件的形状和上把刀具的大小选择刀具，建议选用半径约为上把刀具半径大小的刀具（此处选择D16R0.8刀具）。

在中望3D中，二次开粗以参考工序为主，重复使用二维偏移粗加工工序，将其添加至参考工序中，更换相应的刀具后，修改公差和步距中的步进与下切步距的参数。具体的参数一般根据刀具半径大小和工程师的经验进行修改设定。此处选用D16R0.8刀具。

图7.二维偏移粗加工工序和二次开粗刀轨

半精加工和精加工

半精加工主要为表面的精加工作准备，同时完成一些次要表面的加工，让整个加工件的表面余量均衡，减少精加工时的刀具磨损，从而提高零件的精度和表面光洁度。而精加工就是准确地加工出零件。该加工工艺主要包括等高线切削、平坦面加工、平行铣削和三维偏移切削四个工序。

一、等高线切削

等高线切削是高速加工最常用的加工方法，通常用来加工侧面。高速加工具有生产效率高、加工质量高、加工能耗低等优点。在中望3D 2022中，等高线切削的操作流程如下：

步骤1：插入工序。根据加工零件的形状，半精加工的第一把刀选用D16R0.8的刀具。在名称为“D16R0.8”的文件夹下点击右键，选择“插入工序”，在工序类型中的“快速铣削”选项卡面板中选择“等高线切削”工序。

图8.选择等高线切削工序

步骤2.添加特征和选择刀具。双击“等高线切削”工序，在主要参数中添加零件为特征和选择D16R0.8刀具。

图9.创建加工特征和选择刀具

步骤3.设置限制参数。在限制参数中，设置Z轴方向的加工范围与刀轨的过滤范围。

图10.设置限制参数

步骤4.设置公差、步距和刀轨。在公差和步距中，设置相应的“刀轨公差”和“余量”，及“下切步距”。在刀轨设置中设置相应的“周边转角”，也可自定义下刀位置。

图11.设置公差和步距与刀轨

步骤5.设置进退刀和添加连接。在连接和进退刀中设置进退刀方式和添加进退刀到短连接。

图12.添加连接和设置进退刀

步骤6.计算完成后，将生成等高线切削刀具路径，如下图所示。

图13.等高线切削刀轨

二、平坦面加工

平坦面加工用于加工零件平面，可以让光滑表面的编程更高效、更可靠，其在中望3D 2022中的具体操作如下：

步骤1.插入工序。平坦面加工同样选用D16R0.8的刀具。在名称为“D16R0.8”的文件夹下点击右键，选择“插入工序”，在工序类型中的“快速铣削”选项卡面板中选择“平坦面加工”工序。

图14.选择平坦面加工工序

步骤2.添加特征和选择刀具。双击“平坦面加工”工序，在主要参数中添加零件为特征和选择D16R0.8刀具。

图15.创建加工特征和选择刀具

步骤3.设置公差、步距和刀轨。在公差和步距中，设置相应的“刀轨公差”和“余量”，在连接和进退刀中设置进退刀方式。

图16.公差和步距与进退刀设置

步骤4.计算完成后，将生成平坦面加工刀具路径，如下图所示。

图17.平坦面加工刀轨

三、平行铣削

平行铣削多用于加工平缓区域，能够提高曲面加工的精度和效率。在中望3D 2022中，平行铣削的具体操作如下：

步骤1.插入工序。在加工平坦面时，所有面已经过D16R0.8刀具加工，只剩比较小的R角（R0.5），所以接下来选用D8R4的刀具。右键单击名称为“D8R4”的文件夹，选择“插入工序”，在工序类型中的“快速铣削”选项卡面板中选择“平行铣削”工序。

图18.选择平行铣削工序

步骤2.添加特征和选择刀具。双击“平行铣削”工序，在主要参数中添加零件和新建轮廓为特征，并选择刀具。

图19.添加零件和选择刀具

图20.新建轮廓

步骤3.设置限制参数、公差和步距。在限制参数中，设置限制类型。在公差和步距中，设置相应的“刀轨公差”、“曲面余量”及“切削步距”。

图21. 设置限制参数与公差和步距

步骤4.设置刀轨角度和进退刀方式。在刀轨设置中设置刀轨角度，在连接与进退刀中设置进退刀方式。

图22.设置刀轨角度和进退刀

步骤5.计算完成后，将生成平行铣削刀具路径，如下图所示。中望3D 2022优化了平行铣削工序的加工顺序，加工区域的排序更加合理，且切削方向也保持一致，从而使得生成的刀轨更安全，质量更高。

图23.平行铣削刀轨

四、三维偏移切削

三维偏移切削用于对某些曲面进行精加工和清角，最终达到零件要求的表面质量和形状，其在中望3D 2022中的具体操作如下：

步骤1.插入工序。作为清角刀轨，根据上把刀具（D8R4）选用D3R1.5的刀具。右键单击名称为“D3R1.5”的文件夹，选择“插入工序”，在工序类型中的“快速铣削”选项卡面板中选择“三维偏移切削”工序。

图24.选择三维偏移切削工序

步骤2.添加特征和选择刀具。双击“三维偏移切削”工序，在主要参数中添加零件和轮廓为特征，并选择刀具。

图25.添加特征和选择刀具

步骤3.设置限制参数、公差和步距。在限制参数中，设置参考刀具，最小残料厚度和扩展区域。在公差和步距中，设置相应的“刀轨公差”、“曲面余量”及“切削步距”。

图26.设置限制参数与公差和步距

步骤4.设置进退刀方式。在连接和进退刀中设置进退刀方式。

图27.设置连接和进退刀

步骤5.计算完成后，将生成三维偏移切削刀具路径，如下图所示。

图28.三维偏移切削刀轨

生成NC代码

生成上述所有刀具路径后，将其输出为NC代码就可以上机床进行加工。实际操作流程如下：

步骤1.选择设备。双击设备，在设备管理器中，点击“后置处理器配置”，在列表中选择相应的“后处理文件”控制器，并设置设备定义文件为“machine_all”后，完成设备的定义。中望3D 2022可支持西门子与海德汉数控系统常用NC代码。

图29.选择相应的“后处理文件”控制器

步骤2.输出NC代码。选择所有工序，输出并得到NC代码。也可以单独对每把刀具输出一个NC代码。

图30.输出NC代码

最后，机床便可根据所输出的NC代码对塑胶模具的型芯进行加工。

小结：中望3D 2022在CAM加工功能上进行了增强和优化，例如新增轮廓刀轨样式、平面检查功能、用户自定义预钻孔点生成刀轨，西门子和海德汉数控系统及Head A on C五轴机床等，提升用户在加工生产流程的工作效率及体验。感兴趣的工程师可以按照以上步骤亲自体验一下。