PowerMill在某車型后底板前構件檢具加工中的應用與研究

2010-05-10 11:04:12郭雄華朱克憶

制造業自動化 2010年7期

郭雄華，朱克憶

（1. 湖南機電職業技術學院，長沙 410151；2. 湖南大學機械與汽車工程學院，長沙 410151）

0 引言

車身是消費者直接評估的對象，不僅影響感觀，同時也是影響汽車安全性能的重要因素。因此，車身覆蓋件模具及其檢具的質量在眾多影響汽車性能的因素中，占有重要地位。

1 沖壓件檢具及其作用

車身覆蓋件屬薄板冷沖壓零件，其質量的好壞取決于覆蓋件模具制造質量的優劣。覆蓋件模具生產出來后，就要試模，若出現質量問題（如拉裂、起皺、回彈過大等），便要進一步修模。盡管在覆蓋件模具設計時，已經充分考慮了可能引起質量問題的因素，而且也采取了相應的防范措施，但在實際沖壓過程中，還是可能出現某些質量問題。其中，最受關注的一個問題是，制品沖壓出來后與理論模型一致的程度有多少。那么，如何來衡量它呢？經過長期的實踐過程，現在成熟的做法是，采用易加工材料（一般是樹脂）對模具型腔型面進行偏距后，加工出類似冷沖壓模具凸模仁的制品來，在其上鉆出定位孔，劃出分格線來檢驗制品的沖壓質量，這種制品即檢具。

2 PowerMILL軟件介紹

PowerMILL是一款源于英國劍橋大學的專門用于加工復雜模具型面的銑削系統。它具有如下突出的特點：

1）PowerMILL是一套獨立的CAM系統。當今大多數曲面CAM系統在功能上及結構上屬于CAD/CAM一體化系統，無法滿足設計與制造相分離的結構要求，而它實現了與CAD系統分離。

2）PowerMILL系統易學易用。初學編程的人員一般經過一周培訓后即可上崗操作，這是其它系統所不能及的。

3）PowerMILL系統具有一些性能突出、技術先進完善的專利性的數控加工刀路計算技術，如賽車道技術、擺線加工功能等。

4）PowerMILL具有較豐富的、成熟的多軸加工策略，在五軸加工領域，其應用較廣泛。

PowerMILL以其突出的加工策略及先進算法，正在成為目前世界上市場增長率最快的加工軟件。在國內，包括一汽集團、東風汽車集團等在內的眾多汽車生產企業采用了PowerMILL軟件作為制造解決方案。

3 某車型后底板前構件檢具及其加工工藝分析

如圖1所示，為某車型后底板前構件零件，圖2所示為該沖壓件檢具總成，圖3所示為該沖壓件檢具圖。具有如下特點：

1）形狀尺寸比較大。該檢具體長1714mm，寬1338mm，高200mm。

地鐵盾構側穿高速鐵路橋梁樁基施工技術與應用…………………………………………………… 常富貴（12-204）

圖1 后底板前構件

圖2 檢具總成

圖3 檢具體

2）具有眾多細小的加強肋使得該檢具體結構復雜。該構件具有22條長短不一凸長條結構，起到加強制品的作用，有18個圓柱凸臺及較多的鑲套孔結構，結構復雜直接影響到計算機處理的數據點增多，這樣既會影響編程效率也會影響到數控機床的加工效率。

3）尖角及垂直面需要特別注意：該檢具體上有多處尖角及垂直面結構，特別是18個圓柱凸臺所在位置及高度不一，編程及加工時都要特別注意。

4）檢具體的型面部分為了方便與沖壓制品貼合及放置制品，應向Z方向偏3mm，其它面應按數模尺寸加工到位。為便于加工操作，通常我們進行偏移面和補面操作，然后整體加工，以保證加工尺寸。

5）檢具體上有3處孔是鑲套孔，要也鑲套配作。在數控加工時，因一次鉆孔可能引起孔徑尺寸變大，應采用直徑小于孔徑的立銑刀逐層銑孔方法來加工，使用G41中的磨損量來控制加工所要求的孔尺寸偏差。

在加工工藝上，我們考慮如下：

1）加工材料：該檢具體的坯料是1800×1400×220的長方坯。樹脂質地致密，易切削，具有優良的外觀體現能力及優越的加工性能。

2）使用機床及刀具：由于坯料長寬尺寸達到1800×1400，因此，應選用大行程的龍門銑床，我們選用意大利CMS公司pesidon75/38型號加工中心，該機床行程為7500×3800×2500，刀庫具有16個刀位，是輕切削機床。由于主軸的功率的限制，粗加工時我們只能選Φ20直徑的牛鼻刀。樹脂易切削，對刀具無特殊要求，可選用普通金屬切削刀具如高速鋼刀具即可。