汽車覆蓋件模具數控加工工藝及模板開發

陸 鵬

（寧波工程學院機械學院，浙江 寧波315000）

汽車用戶個性化需求日益增強，汽車企業面臨著如何更快速地開發出高質量新產品的挑戰，而汽車覆蓋件模具的設計與制造是制約整個汽車更新換代的關鍵因素之一。數控加工的先進性使得數控機床在汽車制造業中的應用越來越普遍，特別是在汽車零件模具加工中已成為必不可少的核心設備，加上CAM技術、UG三維軟件、PowerMILL軟件等在模具制造領域中的日益普及，促使汽車覆蓋件模具加工朝著自動化方向發展，模具加工精度和效率、模具零部件加工質量顯著提高。由于模具結構比較復雜，數控編程人員進行加工編程時采用的加工工藝、走刀方式、加工工藝參數不盡相同，而受到個人工作經驗、技術嫻熟程度限制，不能兼顧各方面因素來對加工工藝路線和參數進行優化，加工質量仍有待提高。為此，有必要針對相似結構特征，開發基于軟硬件環境的適合汽車冷沖模具程序化加工的工藝模板，規范汽車覆蓋件模具加工工藝規程。

1 數控加工原理及優勢

數控加工是一種在數控機床上加工零件的工藝方法，主要是采用直線插補、圓弧插補原理，通過數字信息控制機床位置、機床位移和加工內容來實現機械加工，加工出靠人力經驗無法加工出的圓弧和曲面，它是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化、自動化加工的有效途徑。由于數控加工加工精度和效率很高，對工裝要求較低，具有先進性和柔性制造的特點，其在汽車覆蓋件模具加工過程中的應用越來越廣泛，帶型面和刃口的模具制造基本上都需要采用數控加工才能得以實現。與此同時，數控加工也推動著數控編程技術的發展。

2 汽車覆蓋件模具數控加工工藝

（1）拉延模。典型拉延模型面曲面面積大，曲率半徑變化大，起伏大，結構復雜，對該類型型面結構特征加工工藝進行制定時，要按照以下工序進行：①模具定位、夾緊后根據毛坯給的粗基準進行找正，確定加工坐標系，留1～2mm余量進行試加工，檢測毛坯各加工部位切削余量是否均勻，毛坯是否存在鑄造缺陷；②對模具型面毛坯進行粗加工，去除毛坯余量；③保證機床平穩工作，避免切削方向和載荷出現急劇變化現象；④清角加工或清根加工，將毛坯角落處刀具未能加工到的材料清除干凈，以使半精加工中加工量保持均勻，不留余量；⑤半精加工，將上道工序的殘留加工變平滑，并保留一層均勻加工余量，之后進行清角加工，清除拐角處未清理的材料，比如對于凸模的半精加工，由于凸模中間高四周低，宜采用隨形銑，采用由內往外的走刀方式，留余量0.4mm；⑥輪廓精加工，嚴格按照設計要求進行，不留余量，確保加工精度和表面質量。凸模、凹模、壓邊圈需要進行數控加工。其余可在普通銑床上完成。

（2）模具上模。刀塊型面分開加工方式對上模進行數控加工。模具加工工序為型腔銑開粗——粗加工——精加工。刃口加工工序：開粗加工——精加工——清角加工。壓件器加工工序：逆銑粗加工——型面粗清根加工——型面粗加工——型面精加工——型面清根加工——順銑輪廓精加工。

3 加工工藝模板的開發

由于模具結構比較復雜，數控編程人員進行加工編程時采用的加工工藝、走刀方式、加工工藝參數不盡相同，而受到個人工作經驗、技術嫻熟程度限制，不能兼顧各方面因素來對加工工藝路線和參數進行優化，往往不能給出合理的工藝方案，模具加工工藝隨意性較強，加工質量仍有待提高。為此，有必要針對相似結構特征，開發基于軟硬件環境的適合汽車冷沖模具程序化加工的工藝模板，使生產中汽車覆蓋件模具各個部分加工得到規范，使數控加工編程人員可快速、設計出與生產需求相適應的工藝路線和加工程序。文章主要基于UG三維軟件，利用其強大數控加工功能進行數控編程，利用其方便的工藝模板開發接口進行汽車覆蓋件模具加工工藝模板的開發。

首先根據每種結構特征的加工工藝特性確定其加工工藝流程，然后根據每個環節的加工工藝特點，從軟件中找到與之相匹配的加工策略，對加工工藝參數進行定義。將每一步的加工策略和工藝參數以模板形式保存于軟件加工策略同一模板目錄中，加工工藝模板的開發由此完成。

對于數控加工編程，應遵循以下原則：依據開粗——粗清根加工——粗加工——半精清根——半精加工——精加工——精清根的加工順序；拉延面或內板后序模較平緩可省略半精加工；清根、清角最小刀具Φ6mm；對加工邊界進行合理劃分，對走刀方向進行優化；對于深度大于150mm的位置采用牛鼻刀粗加工和精加工；加工誤差的補償應在余量中考慮；修邊凹凸模輪廓程序按照設計要求留間隙；凹模與凸模之間間隙值為0.5-1mm；對所有程序進行相互校對，標明加工坐標系、高度、加工順序、程序名稱、刀具使用、加工內容、注意事項等。

4 結語

總之，要提高汽車覆蓋件模具加工質量和效率，數控加工是比不可少的，數控加工技術水平高低直接影響模具加工質量，進而影響到汽車零件的表面質量，另外，汽車覆蓋件模具數控加工的規劃化作業對加工質量和效率也有著重要影響。未來，在大力推廣高效、先進數控加工技術的同時，務必要進一步完善從編程到加工的一系列動態標準流程和編程操作規范，使汽車覆蓋件模具的數控加工有章可循，使加工質量和效率從參差不齊到大幅度、大面積提高。

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