模具：CATIA軟件在汽車模具數(shù)控加工上的應(yīng)用

2016-12-29 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

數(shù)控加工技術(shù)是模具制造中的一項關(guān)鍵技術(shù),其應(yīng)用水平的高低直接影響到模具的制造質(zhì)量。為了提高模具數(shù)控加工的應(yīng)用水平模具制造公司除廣泛采用了高速度、高精度數(shù)控加工設(shè)備外,工作的重點主要集中在如何選擇合適的模具CAD/CAM系統(tǒng)和提高模具數(shù)控編程加工水平上。本文以CATIA-V5CAD/CAM系統(tǒng)為例,介紹模具數(shù)控編程加工的方法。

2CATIA-V5數(shù)控加工的特點CATIA-V5數(shù)控加工模塊具有如下特點。

2.1豐富的數(shù)控加工功能多軸數(shù)控加工能力,它不僅可以對表面數(shù)據(jù)模型進(jìn)行加工,也可以對點云數(shù)據(jù)直接進(jìn)行數(shù)控加工。還提供了粗加工薛高線走刀方式、平行走刀方式),半精加工、精加工(等高線走刀方式、平行走刀方式、輪廓驅(qū)動走刀方式、平坦區(qū)域走刀方式、等參數(shù)曲線走刀方式)清根加工筆式清根、區(qū)域清根)輪廓加工等!高度輪廓加工、沿面輪廓加工)等數(shù)控加工方法。

2.2數(shù)控加工編程過程具有高度的人性化菜單全部采用圖標(biāo)菜單菜單的圖像非常符合人的思維要求,尤其是制造工程師的要求,讓人一目了然一看便知。數(shù)控編程的操作過程采用智能化的敏感圖像,敏感圖像的顏色會隨數(shù)控加工操作的進(jìn)展情況而發(fā)生變化。如敏感圖像顏色為紅時表示需定義相關(guān)的參數(shù)和加工所需的幾何體顏色為綠時,表示該操作已芫成可以進(jìn)行下一步驟的操作。這與道路交通管理上的紅燈、綠燈所表示的含義非常類似;非常符合人的思維習(xí)慣具有高度的人性化用戶界面。

2.3與其他CATIA模塊高度集中具有全相關(guān)性零件設(shè)計更改后不需要對數(shù)控加工程序進(jìn)行重新定義,只需要刷新相關(guān)的數(shù)控編程操作就能生成所需的加工程序。

2.4高度的標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)可以根據(jù)自身的需要及現(xiàn)有數(shù)控加工設(shè)備的狀況、能力制定各類產(chǎn)品的數(shù)控加工工藝流程及定義相關(guān)的數(shù)控加工參數(shù),成為企業(yè)數(shù)控加工的標(biāo)準(zhǔn),以模板的形式存放在CATIA的數(shù)控加工數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)數(shù)控加工規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2.5使用快速化企業(yè)可以根據(jù)產(chǎn)品的特點進(jìn)行歸納、分類分別制定各類產(chǎn)品的典型數(shù)控加工工藝流程和定義相關(guān)的數(shù)控加工參數(shù),規(guī)劃出各類產(chǎn)品的典型化數(shù)控加工工藝模板在實際數(shù)控編程時,只需調(diào)出相應(yīng)的工藝模板文件及選擇相應(yīng)的被加工幾何體,就可芫成數(shù)控編程操作大大地提高了數(shù)控編程的效率實現(xiàn)了數(shù)控編程的快速化。

3基本概念與數(shù)控加工參數(shù)下面介紹CATIA-V5數(shù)控加工模塊中的一些基本概念及與數(shù)控加工相關(guān)的參數(shù)。

3.1基本概念零件操作是指一個零件在一臺數(shù)控機(jī)床上須芫成的加工程序。它由一系列的加工程序組成,如粗加工程序、半精加工程序、清根加工程序、精加工程序等。而對每種加工程序而言可根據(jù)被加工零件的形狀、加工余量、材料等方面的不同,選擇不同的加工方式。

制造程序是指由一系列數(shù)控加工操作所組成的加工工藝流程。為了芫成一個零件在同一機(jī)床上的所有加工程序,零件操作可以包拮一個或多個制造程序。

3.1.3加工操作)加工操作是由各種加工方式所構(gòu)成的,如粗加工方式、半精加工方式、清根加工方式、精加工方式等。它是芫成零件加工的最基本加工單元海一個加工操作都對應(yīng)于一把刀具。

與數(shù)控加工有關(guān)的加工參數(shù)與數(shù)控加工有關(guān)的參數(shù)可分為以下幾種。

3.2.1加工策略參數(shù)加工策略參數(shù)是指與加工方式、加工精度有關(guān)的數(shù)控加工參數(shù),下面討論各類加工策略參數(shù)對數(shù)控加工的影響及如何優(yōu)化加工策略參數(shù)。

加工方式加工方式可分為順銑加工方式、逆銑加工方式和交替加工方式。順銑加工方式有利于提高模具表面的加工光潔度,一般應(yīng)用于零件的精加工。逆銑加工方式能減少機(jī)床的振動,一般用于零件的粗加工。

交替加工方式是順銑、逆銑交替進(jìn)行,加工效率高,適合于零件的粗加工。

走刀方式可分為單方向走刀方式、雙方向走刀方式和螺旋線走刀方式。單方向走刀能保證順銑或逆銑的一致性膜具加工質(zhì)量好,但單方向走刀附加了許多空走刀行程,加工效率低;雙方向走刀順銑、逆銑交替進(jìn)行,卩工效率高,但加工質(zhì)量不如單方向走刀方式。螺旋線走刀方式是指刀具運動軌跡呈螺旋線狀能保證順銑、逆銑的一致性這是一種高效、高質(zhì)量的走刀方式。

切削間距是指兩相鄰切削行之間的距離,它是衡量加工精度和效率的重要工藝參數(shù)。它與殘留高度值密切相關(guān)。

殘留高度是指兩相鄰切削行留在被加工表面上多余材料的波峰、波谷之間的法向距離。它是衡量加工精度的重要工藝參數(shù)。它與切削間距密切相關(guān)。編程時,只能選擇切削間距或殘留高度中之一進(jìn)行定義因為它們之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系。

我們知道三維型面數(shù)控加工是通過數(shù)控機(jī)床線性插補(bǔ)運動來芫成的。為了實現(xiàn)模具型面的三維數(shù)控加工需要對被加工曲面進(jìn)行線性離散化處理。切削容差是指實際刀具運動軌跡線偏離理論軌跡線的許用誤差值,它是表示數(shù)控加工精度的重要工藝參數(shù)。該參數(shù)應(yīng)根據(jù)模具粗、精加工要求和模具的制造精度要求來確定。

切削深度是指兩相鄰切削!平面之間的距離。

它是衡量切削效率的重要工藝參數(shù),該參數(shù)應(yīng)根據(jù)被加工零件材料的切削加工性能、刀具尺寸、刀具材料特性和所采用的機(jī)床綜合考慮。

加工余量是指前道工序留給后幾道工序的加工余量值。各工序間的加工余量值的分配對模具的加工質(zhì)量與效率會產(chǎn)生一定的影響。

加工刀具參數(shù)加工刀具對模具的加工速度、加工精度的影響僅次于數(shù)控機(jī)床。因此在不同的數(shù)控加工程序上選擇合適的刀具是非常重要的。在數(shù)控編程加工中,可以通過幾何形狀和性能參數(shù)來描述加工刀具。

3.2.3切削加工參數(shù)切削加工參數(shù)包拮進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速兩個參數(shù)。

進(jìn)給速度是一個重要的數(shù)控加工參數(shù),進(jìn)給速度的選擇直接影響被加工零件的質(zhì)量與效率。進(jìn)給速度可分為切削進(jìn)給速度、跨步進(jìn)給速度、進(jìn)刀進(jìn)給速度、退刀進(jìn)給速度和空行程進(jìn)給速度等。b.主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速也是一個重要的數(shù)控加工參數(shù),它的選擇直接影響被加工零件的質(zhì)量與效率。該參數(shù)應(yīng)根據(jù)所采用機(jī)床的性能、被加工零件的余量大小、切削深度、被加工材料的切削加工性能、刀具尺寸和刀具材料等方面綜合考慮。

3.2.4進(jìn)退刀方式進(jìn)刀方式是指刀具進(jìn)入被加工表面的運動方式退刀方式是指刀具離開被加工表面的運動方式。進(jìn)退刀方式有直接進(jìn)退刀方式、沿指定的矢量方向進(jìn)退刀方式、切矢進(jìn)退刀方式、法矢進(jìn)退刀方式、圓弧型進(jìn)退刀方式、螺旋線進(jìn)退刀方式等。

4刀具運動軌跡生成方法CATIA-V5CAD/CAM系統(tǒng)為用戶提供了多種刀具運動軌跡的生成方法主要包拮等高線粗、精加工,平行走刀粗、精加工,平坦區(qū)域精加工,殘留量加工,清根加工輪廓加工,區(qū)域加工,流動型加工,等參數(shù)曲線加工等加工方式。

4.1平行走刀粗、精加工平行走刀粗加工方式是指按編程時所指定的切削深度生成一組!平面,每一個!平面對毛坯和產(chǎn)品模型進(jìn)行剖切,從而確定!平面內(nèi)的加工區(qū)域,然后在加工區(qū)域內(nèi)按切削間距生成在同一平行平面內(nèi)的刀具運動軌跡。這是一種汽車覆蓋件模具粗加工的常用方法。

平行走刀精加工方式是指按編程時所指定的切削間距和切削方向生成一組平行平面,每一個平行平面對產(chǎn)品模型進(jìn)行剖切而生成的刀具運動軌跡。

這是一種汽車覆蓋件模具精加工的常用方法。

4.2清根加工清根加工是指去掉產(chǎn)品模型內(nèi)凹向交線處剩余材料的一種加工方式。清根加工有兩種其一是筆式清根加工,它是指刀具沿著兩曲面的凹向交線方向,并與兩曲面雙切而生成的刀具運動軌跡;其二是區(qū)域清根加工,它是指根據(jù)前道工序指定的刀具半徑和本工序所指定的刀具半徑確定加工區(qū)域并按切削間距生成刀具運動軌跡的方法。

4.3流動型加工流動型加工方式分為單曲線控制的流動型加工和雙曲線控制的流動型加工。

單曲線控制的流動型加工方式又分為偏移型加工方式和垂直型加工方式。偏移型加工方式是指以某條曲線(一般定義為二維平面曲線)為基準(zhǔn),給定偏移距離然后生成一系列偏移曲線最后把這些曲線往被加工表面上投影所獲得的刀具運動軌跡的一種加工方式。這種加工方式特別適合于構(gòu)成零件的主體曲面為旋轉(zhuǎn)面類零件的粗、精加工。法向型加工方式是指以某條曲線(一般定義為二維平面曲線偽基準(zhǔn),給定偏移距離,然后生成一系列法向偏移直線,最后把這些直線往被加工表面上投影所獲得的刀具運動軌跡的一種加工方式。

雙曲線控制的流動型加工方式可分為插值型加工方式和直紋線型加工方式。插值型加工方式是指以選擇的二條曲線為基準(zhǔn)曲線給定切削間距然后生成一系列中間插值曲線,最后把這些曲線往被加工曲面上投影所獲得的刀具運動軌跡的一種加工方式。直紋線型加工方式是指以選擇的二條曲線為基準(zhǔn)曲線給定切削間距然后生成以這兩條曲線所構(gòu)成直紋面的直紋線,最后把這些直紋線往被加工曲面上投影所獲得的刀具運動軌跡的一種加工方式。

5CATIA數(shù)控加工軟件在模具制造上的應(yīng)用所示為發(fā)動機(jī)罩外板模具的曲面模型,該下轉(zhuǎn)第38頁)任編輯辛民)上接第30頁)模具采用四道工序來芫成,即粗加工、半精加工、清所示為發(fā)動機(jī)罩外板模具的精加工刀具運動軌根加工和精加工。每道工序的工藝參數(shù)設(shè)定見表1.跡圖。

3.5活性碳纖維的應(yīng)用活性碳纖維具有吸附容量大、吸附率高、吸附和脫附速度快及再生能力強(qiáng)等優(yōu)點。用活性碳纖維做防止汽油揮發(fā)裝置安裝在濾清器至油箱之間,可防止汽油揮發(fā)少對環(huán)境的污染。活性碳纖維用在空氣凈化裝置上可吸附汽車尾氣中有害氣體,使車內(nèi)空氣得到凈化?；钚蕴祭w維還可作為車內(nèi)空氣凈化用品使用在汽車的遮光板上吸附車內(nèi)裝飾材料散發(fā)出的苯、醛等有害氣體。用活性碳纖維制成的靜電植絨紡織品可除去車內(nèi)的臭味、異味等有害氣體。為防止汽油味進(jìn)入車內(nèi)在變速桿、轉(zhuǎn)向盤、油門等與機(jī)器連接的部分安裝活性碳纖維制品吸附效果很好。目前國外汽車上已有部分部位應(yīng)用此項技術(shù)。

鄭志方。汽車內(nèi)飾紡織面料發(fā)展趨勢和我們的對策高安富。汽車內(nèi)飾紡織品4國夕h紡織技術(shù)1999,0):/馬濤非織造汽車內(nèi)飾織物U1國外紡織技術(shù)。1997,G0 -翁鳴。轎車內(nèi)飾地毯U國夕h紡織技術(shù)2002G)38- E5周風(fēng)飛。車用紡織品的發(fā)展dl產(chǎn)業(yè)用紡織品。2002,表1發(fā)動機(jī)罩外板模具數(shù)控加工工藝參數(shù)工序名加工方式采用的刀具主軸轉(zhuǎn)速/i-min-1進(jìn)給速度!mm切削公差!mm切削深度!mm切削間距!mm加工余量!mm粗加工平行走刀粗加工命50*258004000.21.5101.2半精加工平行走刀精加工命30*152 5000.010.30.20精加工平行走刀精加工命20*1060004

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