模具：CATIA軟件在汽車(chē)模具數(shù)控加工上的應(yīng)用

2016-12-29 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

數(shù)控加工技術(shù)是模具制造中的一項(xiàng)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(diǎn)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(diǎn)CATIA-V5數(shù)控加工模塊具有如下特點(diǎn)。

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(duì)表面數(shù)據(jù)模型進(jìn)行加工,也可以對(duì)點(diǎn)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(xiàn)走刀方式、平行走刀方式),半精加工、精加工(等高線(xiàn)走刀方式、平行走刀方式、輪廓驅(qū)動(dòng)走刀方式、平坦區(qū)域走刀方式、等參數(shù)曲線(xiàn)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(guò)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(guò)程采用智能化的敏感圖像,敏感圖像的顏色會(huì)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(shí)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(shí),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(lèi)似;非常符合人的思維習(xí)慣具有高度的人性化用戶(hù)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(jì)更改后不需要對(duì)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(lèi)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(kù)中實(shí)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(diǎn)進(jìn)行歸納、分類(lèi)分別制定各類(lèi)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(lèi)產(chǎn)品的典型化數(shù)控加工工藝模板在實(shí)際數(shù)控編程時(shí),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(shí)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(gè)零件在一臺(tái)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(duì)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(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)加工操作都對(duì)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(lèi)加工策略參數(shù)對(duì)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(dòng),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(xiàn)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(xiàn)走刀方式是指刀具運(yùn)動(dòng)軌跡呈螺旋線(xiàn)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(shí),只能選擇切削間距或殘留高度中之一進(jìn)行定義因?yàn)樗鼈冎g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(guò)數(shù)控機(jī)床線(xiàn)性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)來(lái)芫成的。為了實(shí)現(xiàn)模具型面的三維數(shù)控加工需要對(duì)被加工曲面進(jìn)行線(xiàn)性離散化處理。切削容差是指實(shí)際刀具運(yùn)動(dòng)軌跡線(xiàn)偏離理論軌跡線(xiàn)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(lái)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(duì)模具的加工質(zhì)量與效率會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

加工刀具參數(shù)加工刀具對(duì)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(guò)幾何形狀和性能參數(shù)來(lái)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(gè)參數(shù)。

進(jìn)給速度是一個(gè)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(gè)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(yùn)動(dòng)方式退刀方式是指刀具離開(kāi)被加工表面的運(yùn)動(dòng)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(xiàn)進(jìn)退刀方式等。

4刀具運(yùn)動(dòng)軌跡生成方法CATIA-V5CAD/CAM系統(tǒng)為用戶(hù)提供了多種刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的生成方法主要包拮等高線(xiàn)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(dòng)型加工,等參數(shù)曲線(xiàn)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(shí)所指定的切削深度生成一組!平面,每一個(gè)!平面對(duì)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(yùn)動(dòng)軌跡。這是一種汽車(chē)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(shí)所指定的切削間距和切削方向生成一組平行平面,每一個(gè)平行平面對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行剖切而生成的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。

這是一種汽車(chē)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(xiàn)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(xiàn)方向,并與兩曲面雙切而生成的刀具運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡的方法。

4.3流動(dòng)型加工流動(dòng)型加工方式分為單曲線(xiàn)控制的流動(dòng)型加工和雙曲線(xiàn)控制的流動(dòng)型加工。

單曲線(xiàn)控制的流動(dòng)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(xiàn)(一般定義為二維平面曲線(xiàn))為基準(zhǔn),給定偏移距離然后生成一系列偏移曲線(xiàn)最后把這些曲線(xiàn)往被加工表面上投影所獲得的刀具運(yùn)動(dòng)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(lèi)零件的粗、精加工。法向型加工方式是指以某條曲線(xiàn)(一般定義為二維平面曲線(xiàn)偽基準(zhǔn),給定偏移距離,然后生成一系列法向偏移直線(xiàn),最后把這些直線(xiàn)往被加工表面上投影所獲得的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的一種加工方式。

雙曲線(xiàn)控制的流動(dòng)型加工方式可分為插值型加工方式和直紋線(xiàn)型加工方式。插值型加工方式是指以選擇的二條曲線(xiàn)為基準(zhǔn)曲線(xiàn)給定切削間距然后生成一系列中間插值曲線(xiàn),最后把這些曲線(xiàn)往被加工曲面上投影所獲得的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的一種加工方式。直紋線(xiàn)型加工方式是指以選擇的二條曲線(xiàn)為基準(zhǔn)曲線(xiàn)給定切削間距然后生成以這兩條曲線(xiàn)所構(gòu)成直紋面的直紋線(xiàn),最后把這些直紋線(xiàn)往被加工曲面上投影所獲得的刀具運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)罩外板模具的曲面模型,該下轉(zhuǎn)第38頁(yè))任編輯辛民)上接第30頁(yè))模具采用四道工序來(lái)芫成,即粗加工、半精加工、清所示為發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板模具的精加工刀具運(yùn)動(dòng)軌根加工和精加工。每道工序的工藝參數(shù)設(shè)定見(jiàn)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(diǎn)。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(duì)環(huán)境的污染?；钚蕴祭w維用在空氣凈化裝置上可吸附汽車(chē)尾氣中有害氣體,使車(chē)內(nèi)空氣得到凈化。活性碳纖維還可作為車(chē)內(nèi)空氣凈化用品使用在汽車(chē)的遮光板上吸附車(chē)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(chē)內(nèi)的臭味、異味等有害氣體。為防止汽油味進(jìn)入車(chē)內(nèi)在變速桿、轉(zhuǎn)向盤(pán)、油門(mén)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(guó)外汽車(chē)上已有部分部位應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。

鄭志方。汽車(chē)內(nèi)飾紡織面料發(fā)展趨勢(shì)和我們的對(duì)策高安富。汽車(chē)內(nèi)飾紡織品4國(guó)夕h紡織技術(shù)1999,0):/馬濤非織造汽車(chē)內(nèi)飾織物U1國(guó)外紡織技術(shù)。1997,G0 -翁鳴。轎車(chē)內(nèi)飾地毯U國(guó)夕h紡織技術(shù)2002G)38- E5周風(fēng)飛。車(chē)用紡織品的發(fā)展dl產(chǎn)業(yè)用紡織品。2002,表1發(fā)動(dòng)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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