UG/CAM在汽車覆蓋件模具加工中的應(yīng)用
發(fā)布日期:2012-11-18 蘭生客服中心 瀏覽:3191
汽車覆蓋件模具加工是一項較為復(fù)雜的機械加工。不久前,某汽車制造廠委托我們加工一套汽車覆蓋件模具加工的任務(wù),為確保模具加工出合格零件,必須對零件及加工過程進行計算機輔助設(shè)計和輔助分析。首先,應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求建立出零件模型;然后,根據(jù)零件模型的特點,建立扳金件的模具模型;第三要扳金零件的成型過程進行分析;第四是成套模具的加工分析;第五是模具零件的數(shù)控加工。經(jīng)過初步分析該零件加工過程至少需要拉延、切邊沖孔、整形翻邊等三套主要模具,根據(jù)模具特點認為采用UG/CAD和UG/CAM作為設(shè)計工具,臺中精機的V140加工中心(加工范圍X1400mm、Y700mm、Z700mm,刀庫容量30把,BT50刀柄,控制系統(tǒng)FANUC)作為主要加工機床,經(jīng)過兩個月時間完成了與廠家的協(xié)調(diào)、建模、加工,加工出合格模具并交付廠家,受到了廠家的好評與肯定。在建模和加工的過程中,我們遇到并且解決了很多問題。本文將對建模和加工的過程及遇到的問題作較為詳細的探討,希望能對數(shù)控編程和加工人員有所啟示和幫助。
1 廠家提供的資料和加工要求
廠家提供給我們的資料有這套模具的一套加工圖紙和左、右側(cè)板的UG模型,如圖1,圖2所示。廠家要求用我們生產(chǎn)出的模具加工出來的零件應(yīng)當與左側(cè)板左下部分和右側(cè)板右下部分相吻合,保證間隙最大不超過0.5mm。模具大小有1000mm×600mm,0.5mm的要求還是很高的。所以,我們既要參考模具圖,又要參考左側(cè)板和右側(cè)板的UG模型進行建模,難度可想而知。
左側(cè)板(圖 1)
右側(cè)板(圖 2)
2 覆蓋件模具數(shù)控加工特點
一個汽車覆蓋件一般需要經(jīng)過拉延、切邊、沖孔、整形翻邊等工序才能完成沖壓成型,覆蓋件模具也大致分為拉延模、切邊沖孔模、整形翻邊模。而每套模具又由不同的部分組成。經(jīng)過我們的建模,具體如下: 拉延模:凸模(圖3)、凹模(圖5)、壓邊圈(圖4)、退料芯等。
凸模(圖3)
壓邊圈(圖 4)
凹模(圖5)
切邊沖孔模:凸模(圖9)切邊模(圖8)推進器(圖6)等。
推進器(圖 6)
切邊沖孔模產(chǎn)生的零件模型(圖 7)
切邊模(圖 8)
凸模(圖9)
整形翻邊模:凹模(圖10)凸模(圖11)等。
凹模(圖 10)
凸模(圖11)
因此,不同類型的模具其加工方式是不同的。同類型的模具也會因為其型面不同而采用不同的加工方式。
覆蓋件模具一般采用的加工方式有粗加工、精加工、輪廓加工、以及清根加工等。
3 模具 UG/CAD 建模
UG具有強大的曲線曲面的建模功能。本套模具的建模主要以生成片體為主,大量采用CURVE和FREE FORM FEATURE功能,如圖12所示。
(圖12)
在建模的過程中要注意以下幾點:
3.1 有時需要在面與面之間進行縫合,如果面與面之間的邊界相差太大,將導(dǎo)致縫合失敗。若將縫合誤差加大,雖能縫合起來,但其面的質(zhì)量將大大下降,甚至出現(xiàn)異形。在UG進行MANUFACTURING運算的時候,允許面與面之間存在間隙,但是間隙太大,會導(dǎo)致運算失敗,或者刀具路徑產(chǎn)生跳躍,當程序很長時,又不容易發(fā)現(xiàn)問題。如果采用這樣的程序,會產(chǎn)生刀具和零件碰撞的現(xiàn)象,造成較大的損失。
3.2 特別對與具有復(fù)雜曲面模具的建模來說,應(yīng)當靈活應(yīng)用UG提供的各種關(guān)于點、線、面的各種功能。當一種方法遇到困難時,要多試探別的方法。比如對于片體的修剪,可以利用線進行修剪,也可以利用面進行修剪。
3.3 建模是加工的基礎(chǔ),只要把模型建好,加工是不存在問題的,只是你做出來的程序存在合理的問題、效率的問題、程序長短的問題和經(jīng)驗的問題。這些問題都比較細致,可以通過平時的工作得以提高,沒有捷徑,程序編制沒有最好,只有更好。建模和程序編制的用時比例應(yīng)當是6:4。要成為UG高手,首先要把建模做好。
4 模具UG/CAM數(shù)控加工編程
4.1 坐標系的確定
UG的坐標系包括絕對坐標系、工作坐標系(WCS)和加工坐標系(MCS)。它非常符合汽車覆蓋件模具的制造需要,汽車覆蓋件模具的建模采用絕對坐標系,當我們設(shè)計工藝的時候,采用工作坐標系,數(shù)控加工編程時采用加工坐標系。我們要求工作坐標系和加工坐標系一致。坐標系一致,有利于模具加工時的定位和找正。由于UG/CAM刀具軸的默認方向為Z軸,所以當我們加工同一套模具的凸模和凹模時,其加工坐標系原點一樣,只是Z軸相差180度。當建立加工坐標系的時候,只要將WCS旋轉(zhuǎn),然后根據(jù)WCS建立MCS即可。
4.2 刀具選擇
數(shù)控銑床所用的刀具主要有:牛鼻刀,立銑刀,球頭刀等。對于不同的加工方式采用不同的刀具類型和刀具規(guī)格。 由于模具粗加工去除的材料是比較多的,加工時間也比較長,所以我們采用可換刀片的牛鼻刀進行加工,刀具直徑在Φ20—Φ35之間。 球頭刀主要用于型面和清根加工。型面加工一般用Φ16—Φ25的刀具,清根加工根據(jù)R的大小可用Φ6—Φ10的刀具。
4.3 粗加工
汽車覆蓋件模具的材料一般選用鉻鉬鑄鐵,毛坯采用實型鑄造,加工余量比較大,通常有15-25mm。在整型翻邊模中往往裝有鑲塊,其材料通常采用工具鋼,如:CrWMn。這些零件很難一次加工成型,必須進行粗加工。
一般采用層銑的方式進行粗加工,UG提供了很多層銑切削方式如:CAVITY_MILL,ZLEVEL_FOLLOW_CAVITY,ZLEVEL_ZIGZAG等。下面以拉延模凹模(圖5)的粗加工為例進行說明,如圖13所示,我們采用CAVITY_MILL,其參數(shù)和方法如圖示。
(圖13)
特別強調(diào),由于零件毛坯很大,大小有1000mm×600mm左右,為了減小不必要的走刀路徑,選擇的BLANK(毛坯)要進行特別的處理,一定要深入現(xiàn)場,確定BLANK(毛坯)的實際形狀和尺寸,然后建立BLANK(毛坯)的UG模型,使兩者相差不大。
4.4 清根加工
清根加工是我們做模具加工時經(jīng)常用到的一種加工方法,UG的清根加工操作非常方便,計算速度很快。UG提供的加工方式有三種: FLOWCUT_SINGLE,FLOWCUT_MULTIPLE,FLOWCUT_REF_TOOL,可以根據(jù)實際情況選擇加工方式。下面以拉延模凹模(圖5)的清根加工為例進行說明,如圖14所示,我們采用FLOWCUT_REF_TOOL,其參數(shù)和方法如圖示。
(圖14)
4.5 輪廓加工
輪廓加工也是我們做模具加工時經(jīng)常用到的一種加工方法,通常用于加工拉延模的凸模外輪廓,壓邊圈的內(nèi)輪廓,切邊沖孔模的凸模、推進器的外輪廓,切邊模的內(nèi)輪廓,以及整形翻邊模凸模的外輪廓。輪廓加工既可以作為零件輪廓的精加工,也可以作為零件輪廓去除材料的粗加工,非常有用。
輪廓加工所依據(jù)的是一條曲線,可以利用MILL_PLANAR菜單下的CLEANUP_CORNERS, PLANAR_PROFILE編制輪廓加工程序,特別的,可以利用MILL_CONTOUR菜單下的CONTOUR_ZIGZAG編制輪廓加工程序,只需要在AREA MILLING METHOD菜單下,將PATTERN設(shè)置成PROFILE即可, 如圖15所示。
(圖15)
4.6 數(shù)控程序的生成
當?shù)毒呗窂缴芍,?jīng)過模擬仿真和檢查確定無誤之后,即可生成通用的刀位軌跡原文件,即CLS(CUTTER LOCATION SOURCE)文件,然后通過UG提供的后處理工具GPM(GRAPHICS POSTPROCESSING MODULE)模塊,只要將用戶機床的機床數(shù)據(jù)文件MDF(MACHINE DATA FILE)和刀位軌跡原文件結(jié)合在一起,經(jīng)自動處理后即可生成該機床的NC加工代碼,非常方便。這里,用戶需要根據(jù)自己的機床,利用UG提供的后處理工具MDFG生成特定機床的MDFA文件。
5 結(jié)束語
通過加工模具的項目過程,感覺到模具的要求越來越高,加工周期越來越短,加工模具的風(fēng)險也越來越大。為確保模具一次加工成功,必須采用先進的CAD/CAM設(shè)計工具,最大限度地減少設(shè)計過程帶來的失誤。UG具有強大的建模和加工能力,對于從事機械加工的工藝人員來說,要掌握好CAD/CAM是加工復(fù)雜模具一次成功的有效工具。本文介紹了我們在實際加工中的過程和一些經(jīng)驗,希望能與同行進行經(jīng)驗交流
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