汽車覆蓋件模具數控加工CAPP技術研究

周曉蓉

摘要：在模具制造的過程中，制造資源、制造時間等因素均由工藝設計來確定，因此，工藝設計是非常重要的一個環節，直接影響模具的質量、制造成本等。隨著計算機技術的普及，制造企業在進行工藝設計的過程中越來越多地采用計算機輔助設計，有效提升了工藝設計的質量，節約了模具制造的成本。文章在介紹CAPP技術及汽車覆蓋件模具特點、分類、結構特征的基礎上，分析了CAPP技術在汽車覆蓋件模具數控加工中的應用。

關鍵詞：汽車覆蓋件模具；數控加工；CAPP技術

在汽車工業自主創新發展的過程中，覆蓋件模具的設計與制造是關鍵性的環節，但同時也是瓶頸環節，而計算機技術、自動化技術的應用可幫助汽車工業突破這一瓶頸。當前汽車工業工藝設計工作中，可利用的軟件比較多，比如UG，IDEAS等軟件，而且企業的生產需求通過數控機床也能夠滿足，而對于汽車工業企業來說，工藝過程規劃十分重要，通過CAPP技術的應用，可以有效地提升規劃的科學性。

1CAPP技術介紹

CAPP技術是指計算機輔助工藝設計技術，人工設計過程及需要解決的問題是其工作的基礎。首先，采用代碼或數據的形式將零件特征信息輸入到計算機中，建立相應的數據庫；其次，在計算機中數以工藝決策規則，包含工藝人員的工作經驗、工藝知識以及邏輯思想，形成工藝決策規則庫；第三，在計算機中輸入制造資源和工藝參數，輸入的形式要適當，形成相應的數據庫；第四，在計算機各種輔助功能的基礎上，如計算、編輯等，利用程序設計自動生成工藝文件。

產品由設計轉化為制造時，需要工藝設計在中間發揮橋梁性的作用，對于整個制造系統來說有十分重要的作用，可直接影響產品的質量及制造成本。工藝設計在應用了CAPP技術之后，設計的效率可顯著提升，而且具有良好的規范性、一致性，符合標準。在現代機械制造業中，CAPP技術的應用非常廣泛，對于行業內的工藝設計需求，CAPP技術能夠比較好地滿足，在未來的發展中，CAPP技術將會具有非常廣闊的發展空間及應用范圍。

2汽車覆蓋件模具概述

2.1特點

在汽車車身生產中，覆蓋件模具是非常重要的工藝裝備，直接決定汽車車身的質量。同時，在汽車外貌的更新換代中，覆蓋件模具也是最為基本和重要的工裝設備。與一般的沖壓件模具相比，覆蓋件模具更為復雜，也使得覆蓋件模具具有一些獨特的特點，主要包含幾個方面：第一，從工作零件的型面來看，均為自由曲面，復雜性比較高，利用二維圖紙表達時，其所包含的幾何信息無法充分的表達出來，通常采用三維數字模型與二維圖紙相結合的方式來表述；第二，受到復雜性的影響，要求尺寸具有非常高的精度，而且表面的粗糙度要求也比較高，在加工過程中，必須使用專業的設備；第三，輪廓尺寸大，模具成本高，所謂輪廓尺寸，是指底板的長度加上底板的寬度，通常，輪廓的尺寸需要超過3.5m，如果覆蓋件模具為大型，輪廓尺寸需要超過6m，由此導致生產制造模具時，成本比較高；第四，覆蓋件模具的使用壽命比較長，以便于滿足大規模生產的需求。

2.2分類

分類標準不同時，覆蓋件模具的分類也不相同，通常，覆蓋件模具的分類標準包含2種：第一種是以沖壓工藝組合方式為劃分標準，第二種是以基本沖壓工藝為劃分標準。在第一種劃分標準中，覆蓋件模具包含單工序的簡單模和多工序的復合模，而采用第二種標準劃分時，分為拉延模、修邊模以及翻邊模。拉延模是保證合格成形的關鍵模具，經過拉延工序，平板狀毛邊變為立體空間工件，此種模具包含2種，一種為單動拉延模，一種為雙動拉延模，正裝與倒裝為拉延模的2種形式；修邊模的作用是切掉壓料面多余的材料，或者是補充拉延件工藝，垂直修邊模、斜楔修邊模以及垂直斜楔修邊模是3種主要形式；翻邊模是覆蓋件成形的關鍵工裝之一，包含6種形式，如垂直翻邊模、斜楔翻邊模、斜楔兩面開花翻邊模等。

2.3結構特征

對于汽車覆蓋件模具來說，復雜性和多樣性是其突出的特點，每個部位的加工面和加工方式各不相同。對此，其所具備的結構工藝特征也不相同，由結構的工藝特征決定具體的加工方法、走刀路線、工藝參數等。

3汽車覆蓋件模具數控加工CAPP技術開發

3.1開發思路

與一般的機械加工相比，汽車覆蓋件模具加工工藝設計的特殊性及復雜性非常高，加之制造成本高、制造周期長的因素，在進行設計制造與生產管理時，方法必須具有先進性。在CAD與CAM之間，CAPP發揮著橋梁的作用，而且與生產計劃之間的關系也十分緊密，因此，在進行汽車覆蓋件模具數據加工時，可以應用CAPP技術。應用CAPP技術進行汽車覆蓋件模具數控加工開發時，采用的開發平臺為Power MILL軟件，該軟件為數控加工編程軟件，功能非常強大，具有豐富的加工策略。同時，也是CAM軟件技術中代表性比較好的軟件，Power MILL軟件簡單易學，操作順暢，在CNC數控機床生產中，可有效提升生產效率。Power MILL軟件可獨立運行，具有比較高的智能化程度，計算速度非?？?，且具有非常高的靈活性。在Power MILL軟件開發平臺基礎上，企業開發數控加工CAPP工藝模板，提升汽車覆蓋件模具工藝設計的科學性及合理性。

3.2總體結構

在汽車覆蓋件模具數控加工CAPP工藝模板中，總體結構包含三大部分：第一，產品/工藝全局信息模型，此模型的功能是分析信息、處理信息以及交換信息，包含3個子模型，分別為結構特征模型、數控加工分析模型以及工藝過程模型，這3個子模型之間聯系密切，加工信息利用結構特征模型來表達，信息層次包含2種，一種為特征信息，一種為幾何信息，工藝設計過程中，會進行相應的推理，并形成結果，推理過程及結果的記錄和表達利用工藝過程模型來表示；第二，工藝設計方法，工藝設計包含工藝方案設計和工序詳細設計，在進行工藝方案設計時，以模具結構特征模型為主要依據，對結構特征的加工工藝性分析完成之后，確定所需的工序，各個工序順序的安排要具有合理性，并進行科學的組合，最終形成工藝方案，工藝方案設計完成之后，要對各個工序進行詳細的設計，設計過程中，可對設計的方案進行局部的修改和調整；第三，工藝知識/數據庫，在數控加工工藝設計推理中，起著基礎作用的就是工藝知識/數據庫，工藝設計各個階段中與推理相關的知識和數據都包含在此模塊中。

3.3CAPP模板開發

第一，設定模板的命名和路徑。首先進行路徑的設定，在Power MILL軟件中打開路徑對話框之后選擇模板路徑，選取指定文件夾中的路徑之后完成路徑設定；接著進行模板命名，文件名字輸入完成之后，命名完成。

第二，設定模板的開發及相關參數。上述設定完成之后，要進行CAPP模板型面的開發，依據型面加工工藝特點，在軟件開發平臺上將加工策略、相關參數設定完成之后，進行模板開發。在模板開發的過程中，涉及的相關工藝參數比較多，要對這些相關工藝參數進行詳細的設定，比如加工刀具是模板開發過程中的重要參數，在設定其和部分的幾何參數時，對刀體的類型和刀底的類型進行設定。除了加工刀具之外，相關工藝參數中還包含程序起始點、返回點、進刀點、退刀點，進退刀方式、切削容差等。通過對相關工藝參數的設定，完成模板的開發，滿足生產的需求。

4結語

覆蓋件模具是汽車車身生產中重要的工藝裝備，其生產質量直接決定了車身的質量。在進行汽車覆蓋件模具加工時，通過CAPP技術的應用，提升工藝設計的科學性，促使企業的工藝流程變得更加規范，提高設計制造的效率，保證加工的質量。但工藝設計是一項復雜性非常高的工作，在開展的過程中會受到多種因素的影響，再加上CAPP技術的不斷發展，因此，還需要進一步研究CAPP技術在汽車覆蓋件模具數控加工中的應用，提升應用的效果。