混合編程法在膠木茶盤加工中的應(yīng)用

劉 剛，陳志祥

（無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 214206）

0 引言

膠木茶盤永不開裂，市場上多見的竹制類或木制類茶盤，都有一定的使用期限，石質(zhì)類茶盤不裂卻容易磨損或磕碰愛壺，而此盤則兼具兩者之優(yōu)點。是近年來受很多壺友所追捧的一種新型茶具。如圖1所示

膠木茶盤它具有不開裂、不傷壺、出水留暢等優(yōu)勢。但因其材料與結(jié)構(gòu)特殊，加工較為困難。本文將以400mm*600mm的膠木茶盤為例，從它的結(jié)構(gòu)、加工工藝等方面進行分析，提供一個高效、安全、合理的加工方法。

1 膠木茶盤的結(jié)構(gòu)

圖1

圖2

膠木茶盤采用整張酚醛樹脂板為原材料，四周留有寬16mm的圍擋邊，其中間摳出368mm*568mm儲水腔，深度為13mm。為了出水流暢，中間設(shè)計加工出斜面出水引流槽32條，斜面出水引流槽高低落差為9mm，槽寬6mm。在出水引流槽的最低端，加工出一條寬20mm，高低落差20的出水槽，以便茶水可以經(jīng)該條槽流出。其結(jié)構(gòu)如圖2所示

2 膠木茶盤的加工工藝

酚醛樹脂板其自身硬度較高和材料特殊，如果加工過程中散熱不好，會影響其材料本身屬性。因此我們采用小被吃刀量，高走刀速度，選用價格較低的雕刻機來加工。

3 膠木茶盤加工程序編制

膠木茶盤四周邊結(jié)構(gòu)簡單，我們可以采用手工編程。儲水腔需要分層加工，背吃刀量為0.5mm，如果用手工編程的話較為耗時，可以借助CAXA制造工程師進行編程。斜面出水槽由于有高低落差，又要分層加工，手工編程較難。CAXA制造工程師里沒有單線加工模塊，這時可以借助于北京精雕軟件中的單線雕刻功能，來編制斜面出水槽程序。我們不管用那種編程方式進行編程，最好都采用茶盤的中心點來作為編程零點，這樣在不同的工序中，不會發(fā)生由于編程零點不統(tǒng)一而引發(fā)的安全事故。

3.1 手工編程

該茶盤的四周主要有直線和圓弧倒角組成，結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單。只要采用手工編程就能解決。

圖3

圖4

3.2 CAXA制造工程師編程

首先我們在CAXA制造工程師中繪制出儲水腔圖形。如圖3所示

然后選擇CAXA制造工程師中常用加工功能中的平面區(qū)域粗加工，這時會跳出參數(shù)設(shè)置對話框，具體參數(shù)設(shè)置如圖4所示

點擊確定按鈕后，軟件自動生成出加工軌跡。效果如圖5所示

圖5

圖6

接下來只要利用加工中的后置處理功能將生成的軌跡轉(zhuǎn)換成G代碼就可以了。

平面區(qū)域粗加工適合生成具有多個島的平面區(qū)域的刀具軌跡。適合2/2.5軸粗加工，與區(qū)域式粗加工類似，所不同的是該功能支持輪廓和島嶼的分別清根設(shè)置，可以單獨設(shè)置各自的余量、補償及上下刀信息。最明顯的就是該功能軌跡生成速度較快。

在設(shè)置參數(shù)的時候，要注意輪廓ON/TO/PAST的選擇，分別代表刀具軌跡過切、欠切和正好在輪廓線上。在做該茶盤的時候，由于刀具軌跡描述的是刀具中心的位置，因此我們應(yīng)該讓出一個刀具半徑，所以選擇TO。另外切削用量的選擇是根據(jù)機床和刀具進行設(shè)定的。刀具設(shè)定的尺寸為加工中實際刀具的大小。

3.3 北京精雕雕刻軟件編程

加工斜面引流槽采用直徑6mm的球頭刀，分層往復(fù)的加工方法加工。所以我們在繪制圖形的時候只有繪制出槽的中心線就可以了，不需要繪制出整個茶盤的形狀。這樣可以簡化圖形，減少造型的時間。

首先在曲面造型工具中繪制出茶盤斜面引流槽的中心線。如圖6所示

圖7

圖8

由于此線條z向有變化，在繪制的時候應(yīng)采用坐標輸入點的方式繪制。用點捕捉的方式不能完成。

繪制的這條曲線就是刀具的中心軌跡線，刀具按照這條曲線的位置進行分層加工。具體的刀具軌跡生成辦法如下：

選擇刀具路徑軌跡功能模塊中的刀具路徑刀具向?qū)Чδ苌傻毒哕壽E。具體設(shè)置參數(shù)如圖7所示

刀具軌跡生成結(jié)果如圖8所示

需要注意的是加工方法一定要選單線雕刻，刀具參數(shù)定義為實際用的刀具。軌跡生成后可以通過后置處理將軌跡轉(zhuǎn)化為機床通用的G代碼。

3.4 程序組合優(yōu)化

將手工編制的程序、CAXA制造工程師生成的程序和北京精雕生成的程序組合到一起。要把三個程序中程序頭格式修改為機床通用的格式，并要確定三個程序的編程零點是統(tǒng)一的。根據(jù)實際加工情況，調(diào)整機床床進給量、主軸轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。

4 結(jié)束語

混合編程法就是將手工編程和各軟件自動編程針對不同的產(chǎn)品的編程，取其最合理最簡單的編程方法。打破之前編程方法單一帶來的復(fù)雜情況。通過這種編程方法，可以最大的發(fā)揮各編程方法的優(yōu)點，以簡化編程。達到節(jié)省編程時間，簡化編程難度和提高生產(chǎn)效率作用。