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在 Fusion 360 中透過陡峭和淺灘加簡化自由造型零件的製造

by hiholife
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現在,我想你應該聽說過 Fusion 360 的製造擴充了吧?如果是的話,你幾乎肯定想知道它包括了什麼以及它對你的影響。在這篇文章中,我們將深入瞭解與刀具路徑優化相關的最令人振奮的新增功能之一,特別是加入了新的【陡峭和淺灘加工策略】。要瞭解【陡峭和淺灘加工策略】,請觀看下面的影片,Kieran 在影片中製造了一個模具工具,展示了它的好處。

自動化,節省程式設計時間和精力

陡角和淺角精加工可以自動加工特徵豐富的自由造型。它透過建立一個單一的刀具路徑來實現,透過智慧組合的等高線刀具路徑來切割整個零件的陡峭面,並對較淺的區域進行平行/扇形加工。

偏移工具路徑陡峭



1) 在淺層區域顯示3D偏移工具路徑。2)顯示陡峭區域中的恒定Z刀具路徑。

陡峭和淺灘加工是 Autodesk PowerMill 中最常用的刀具路徑策略之一。正是由於這個原因,團隊決定對代碼進行強化,將該功能放到 Fusion 360 中。

讓我們來考慮下圖所示的零件的加工。

陡淺加工
範例模型

該零件包含了近乎垂直的側壁、水準的袋式基座和雙曲面的面/坯的混合物。由於Fusion 360從整體上考慮模型,所以它可以創建刀具路徑,其中陡峭區域和淺層區域的加工交錯在一起。這樣既減少了氣切量,又有助於避免重切削,避免了可能損壞刀具或工件的重切削。 該零件的陡坡和淺部刀具路徑如下圖所示。

陡峭的淺路徑
陡峭與淺灘刀具路徑

高階選項給你更多的控制、品質,最終………..幸福。

雖然這種策略旨在簡化零件的程式設計,但提供了許多先進的選項,以提供更高的控制能力,提供更好的表面光潔度,提高機台和切削刀具的利用率。

對陡峭和淺灘加工的獨立控制

Fusion 360 提供了對陡峭區域加工時使用的刀間距和淺層區域的刀間距控制。此外,還可以控制兩者的切削條件–即是使用爬坡加工還是傳統銑削,或者兩者都使用。

閾值角度

這個使用者定義的參數可以控制模型中哪些部分被認為是陡峭的,哪些區域被認為是淺的。Fusion 360使用這個閾值來改變刀具路徑的形狀。增加這個數值會導致更多的零件被加工成扇形/平行刀具路徑類型。減小閾值角度,會導致更多的零件被加工成等高線刀具路徑類型。通常情況下,閾值角將被設置在30-45度左右。

重疊距離

為了確保所有的材料都能從組件中去除,陡峭的和淺灘的刀具路徑段可以自動延長,使它們以用戶定義的數量重疊(見下圖)。這種恒定的距離重疊提高了相鄰切口之間的混合品質,提供了更好的表面光潔度,這意味著不需要手動拋光。

重疊距離
重疊距離設定可確保陡峭和淺灘的刀具路徑去除所有材料

加工優先順序

Fusion 360 提供了兩個加工優先順序選項—-“Top First “和 “Steep First”。這兩個選項改變了刀具路徑的運行順序。當選擇 “先上後下 “時,在較陡峭的側壁之前加工較淺的上段,然後再加工較陡峭的側壁。這有助於避免在切削刀具與特徵頂部的毛坯相嚙合時出現重切削。當選擇 “先陡峭 “時,模型的陡峭部分先於較淺的區域加工。

平行 – 自動方向

如果選擇了【平行】加工,則該選項適用於淺區域的加工。啟動後,Fusion 360 會自動調整刀具路徑段的角度,以減少遠離工件的回縮次數,從而減少加工週期時間(見下文)。

平行自動方向
自動方向將平行的刀具路徑段與要加工的幾何對齊

平行– 所有間隙 

如果用平行刀路方式加工淺灘區域,則可用使用者定義的偏移量來保持切削刀具在每次平行加工結束時遠離零件的陡峭區域。這有助於避免切削刀具在零件上留下需要拋光的痕跡(如下圖)。

壁間隙
壁間隙
壁間隙選項有助於防止見證標記留在零件上

如果使用 Scallop 刀具路徑類型加工較淺的區域,則該選項適用。如果啟動,Fusion 360 將對刀具路徑中的任何尖角應用平滑的弧線。這些平滑的刀具路徑有許多積極的好處。首先,它們往往會縮短加工週期,因為數控機床可以在整個程式中保持恒定的進給速度,而不是在轉角處不斷地加速/減速。其次,這些刀具路徑對切削刀具施加更穩定的載荷,有助於避免在零件上留下停留痕跡。

扇貝–去除交界處的尖端

扇貝刀具路徑的一個常見問題是,在刀具路徑的邊角處會有額外的材料未被加工。由於偏移量分佈在零件上,每個角落都會產生小的上支架(或凸點),需要手動拋光去除。Fusion 360 使用 “去除交接處的凸起 “選項來解決這個問題。啟動後,額外的刀具路徑段會自動添加到刀具路徑中,以去除凸起。

扇貝平滑偏移
選項“在結刪除尖”大大提高表面光潔度  與  扇貝刀具路徑秒。

可以使用 “連續 “選項進一步控制扇形工具路徑類型。當關閉時,Fusion 360創建的刀具路徑中,每個刀段與相鄰的刀段都會有一個恒定的偏移量(見下圖)。然後,這些刀段透過一系列平滑的切向連結動作連接在一起,使數控機床能夠順利、快速地進行導航。

如果打開 “連續 “選項,Fusion 360會創建一個螺旋形的刀具路徑(見下圖),其中相鄰偏移量之間的距離可以變化。這裡的真正好處是,這種工具路徑的連結移動次數明顯較少,這意味著表面處理效果會更好。螺旋型刀具路徑通常比非螺旋型刀具路徑的週期時間略短。

螺旋扇貝
扇形刀具路徑可以用多個恆定偏移量(頂部)或單個螺旋線(底部)建立

除了這些特定策略的進階選項之外,陡峭和淺灘還可以從以下這些標準的 Fusion 360 功能中獲益。

圓角

作為刀具路徑計算的一部分,Fusion 分析 CAD 模型並識別出小於給定半徑的內角。然後在計算刀具路徑之前,使用者定義的值被用來在所有內角上增加一個圓角。使用 “圓角 “選項有助於避免切削刀具在與大量毛坯接觸時因衝擊載入而造成刀具斷裂。

進刀率優化

Fusion 360 會分析刀具路徑,並識別任何在CNC機台上運行時可能出現問題的急劇方向變化。一旦識別出來,切削進給率會在刀具接近轉角時自動降低。然後逐漸增加,直到達到原始程式設計的進給速度。

Fusion 360 製造擴充版現已推出

無論您是 Fusion 360 的新手還是老手,我們相信,在新的製造擴充中增加的陡峭和淺層加工,將提高您的 CAM 程式設計效率,幫助您更快地開始切削工件,更快地生產出品質更好的零件。

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