汽車覆蓋件模具數控加工中刀軌規劃優化設計

湖南婁底職業技術學院 譚建新 湖南長沙三一泵送機械有限公司 劉志斌

汽車覆蓋件模具數控加工中刀軌規劃優化設計

湖南婁底職業技術學院 譚建新 湖南長沙三一泵送機械有限公司 劉志斌

覆蓋件的制造是汽車車身制造的關控環節。圖形交互數控編程系統是目前國內外普遍采用的CAD/CAM軟件，它具有速度快、精度高、直觀性好、實用簡便、便于檢查等優點。本文主要介紹基于MasterCAM的汽車覆蓋件模具數控加工中刀軌規劃優化設計。

汽車 覆蓋件 刀軌優化

汽車覆蓋件是指構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發動機和底盤的薄金屑板料制成的異形體表面和內部零件。它既是外觀裝飾性零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。覆蓋件的制造是汽車車身制造的關控環節。同一般覆蓋件相比，汽車覆蓋件具有材料薄、形狀復雜、結構尺寸大和表面質量要求高等特點。汽車覆蓋件的工藝設計、沖橫結構設計和沖模制造工藝都具有特殊性。因此，在實踐中常把汽車覆蓋件從一般的覆蓋件中分離出來，作為一種特殊的類別加以研究和分析。

汽車覆蓋件的特點決定了它的特殊要求。

（1）表面質量：汽車覆蓋件表面上任何控小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此汽車覆蓋件上的裝飾校線和筋條要求清晰、平滑、左右對稱和過渡均勻，覆蓋件之間的校線銜接應吻合流楊，不允許參差不齊。

（2）尺寸形狀： 覆蓋件的形狀多為空間立體曲面，其形狀很難在覆蓋件圖上完整準確地表達出來，因此覆蓋件的尺寸形狀常常借助主模型來描述。

（3）工藝性： 覆蓋件的工藝性關鍵是拉延工藝性，一般都采用一次成型法，構成一個拉延件。

一、 汽車覆蓋件的特點和要求

二、汽車覆蓋件模具數控加工工藝路線

數控加工工藝路線設計僅是對幾道數控加工工序工藝過程的概括，因此要與零件的整個工藝過程相協調，并注意以下問題：

（1）工序的劃分：以一次安裝加工作為一道工序，以同一把刀具加工的內容劃分工序，以加工部位劃分工序，以粗、精加工劃分工序等方法進行工序的劃分。

（2）加工順序的安排：應根據零件的結構和毛坯狀況，以及定位勺央緊的需要來考慮，重點是保證工件的剛性不被破壞。

（3）與普通工序的銜接：相互建立狀態要求，保證數控加工工序前后一致。

三、 走刀路線的確定和工步順序的安排

汽車覆蓋件模具加工的走刀路線不但包括了工步的內容，也反映出工步順序，是編程的主要依據之一。在確定走刀路線時，主要考慮以下幾點。

（1）對點位加工的數控機床，要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空程時間，提高加工效率。

（2）為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排最后一次走刀連續加工。

（3）刀具的進退刀路線應按切向切入或切出，這樣加工后的表面粗糙度較好。

（4）銑削輪廓的加工路線要合理選擇，一般采用Z字形、單向或者環形等三種方式進行。在銑削封閉的凹輪廓時，刀具的切入或切出不允許外延，最好選在兩面的交界處；否則，會產生刀痕。

（5）旋轉體類覆蓋件的加工一般采用數控車或數控磨床加工，由于車削零件的毛坯多為棒料或骸件，加工余量大且不均勻，因此合理制定粗加工時的加工路線，對于編程至關重要。

四、汽車覆蓋件模具數控加工中刀軌規劃實例

其產生昆式加工刀具路徑的分析如下：

（1）這是一個開放式邊界的情況，所以：

●切削方向外形＝2 ●截斷方向外形＝2

●切削方向的曲面數目＝l ●截斷方向的曲面數目＝1

（2）因為這是單一線面，所以用“線性”熔接的方式。（3）電腦補正設定為“左補正”。

生成其昆式加工刀具路徑的具體步驟如下：

（1）裝入線框架模型檔（coonsl.nc8）： 選 “回主功能表”→“檔案” →Get“取檔”。

指定欲讀取檔名：coonsl←；選開啟表示要打開現有圖形，則屏幕上的圖形應如下圖示。

（2）啟用昆式加工刀具路徑模組。選MAINMENU→Toolpath→下一頁→線架構→Coon（昆式加工）

圖1

（3）指定切削方向和截斷方向的曲面數BAR下：

●切削方向的朗面數目＝1●截斷方向的綴面數目＝1

（4）定義外形，使用的抓取點如上圖所示。

定義切削方向：段落1外形1，選串連→部分串連→抓取P1，P2；

定義切削方向；段落1外形2，選部分串連→抓取P3，P4；

定義截斷方向：段落1外形1，選部分串連→抓取P5→結束選擇，

定義截斷方向：段落l外形2，選部分串連→抓取P6→結束選擇→執行

（5 ）接受并儲存刀具路徑。選刀具路徑→操作管理→執行后處理→選定儲存NCI檔，編輯；儲存NC檔，編輯→確定→NCI檔文件名：Coonsl→保存→NC檔文件名：Coonsl→保存。

編程后的數控程序與數控系統連接方法如下：若選擇了與數控系統相對應的后置處理程序，則所得到的NC程序不再需要編輯修改。否則，在作完后置處理后所得到的NC程序，還需在文本編輯器中對其進行編輯修改，使其符合具體數控系統的格式。

[1]翟玉山.平面曲線輪廓數控加工過程幾何仿真及進給速度優化研究:[碩士學位論文].長沙:湖南大學，2007，3-4

[2]程志剛，王巧生.模具高速加工中的走刀路徑策略.模具制造技術，2006，(8):61-64

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