汽車覆蓋件模具數(shù)控加工CAPP技術(shù)研究

周曉蓉

摘要：在模具制造的過(guò)程中，制造資源、制造時(shí)間等因素均由工藝設(shè)計(jì)來(lái)確定，因此，工藝設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響模具的質(zhì)量、制造成本等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，制造企業(yè)在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中越來(lái)越多地采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有效提升了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，節(jié)約了模具制造的成本。文章在介紹CAPP技術(shù)及汽車覆蓋件模具特點(diǎn)、分類、結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，分析了CAPP技術(shù)在汽車覆蓋件模具數(shù)控加工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件模具；數(shù)控加工；CAPP技術(shù)

在汽車工業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程中，覆蓋件模具的設(shè)計(jì)與制造是關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，但同時(shí)也是瓶頸環(huán)節(jié)，而計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可幫助汽車工業(yè)突破這一瓶頸。當(dāng)前汽車工業(yè)工藝設(shè)計(jì)工作中，可利用的軟件比較多，比如UG，IDEAS等軟件，而且企業(yè)的生產(chǎn)需求通過(guò)數(shù)控機(jī)床也能夠滿足，而對(duì)于汽車工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，工藝過(guò)程規(guī)劃十分重要，通過(guò)CAPP技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地提升規(guī)劃的科學(xué)性。

1CAPP技術(shù)介紹

CAPP技術(shù)是指計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，人工設(shè)計(jì)過(guò)程及需要解決的問(wèn)題是其工作的基礎(chǔ)。首先，采用代碼或數(shù)據(jù)的形式將零件特征信息輸入到計(jì)算機(jī)中，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，在計(jì)算機(jī)中數(shù)以工藝決策規(guī)則，包含工藝人員的工作經(jīng)驗(yàn)、工藝知識(shí)以及邏輯思想，形成工藝決策規(guī)則庫(kù)；第三，在計(jì)算機(jī)中輸入制造資源和工藝參數(shù)，輸入的形式要適當(dāng)，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；第四，在計(jì)算機(jī)各種輔助功能的基礎(chǔ)上，如計(jì)算、編輯等，利用程序設(shè)計(jì)自動(dòng)生成工藝文件。

產(chǎn)品由設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為制造時(shí)，需要工藝設(shè)計(jì)在中間發(fā)揮橋梁性的作用，對(duì)于整個(gè)制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有十分重要的作用，可直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及制造成本。工藝設(shè)計(jì)在應(yīng)用了CAPP技術(shù)之后，設(shè)計(jì)的效率可顯著提升，而且具有良好的規(guī)范性、一致性，符合標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，CAPP技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于行業(yè)內(nèi)的工藝設(shè)計(jì)需求，CAPP技術(shù)能夠比較好地滿足，在未來(lái)的發(fā)展中，CAPP技術(shù)將會(huì)具有非常廣闊的發(fā)展空間及應(yīng)用范圍。

2汽車覆蓋件模具概述

2.1特點(diǎn)

在汽車車身生產(chǎn)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(zhì)量。同時(shí)，在汽車外貌的更新?lián)Q代中，覆蓋件模具也是最為基本和重要的工裝設(shè)備。與一般的沖壓件模具相比，覆蓋件模具更為復(fù)雜，也使得覆蓋件模具具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)，主要包含幾個(gè)方面：第一，從工作零件的型面來(lái)看，均為自由曲面，復(fù)雜性比較高，利用二維圖紙表達(dá)時(shí)，其所包含的幾何信息無(wú)法充分的表達(dá)出來(lái)，通常采用三維數(shù)字模型與二維圖紙相結(jié)合的方式來(lái)表述；第二，受到復(fù)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(guò)程中，必須使用專業(yè)的設(shè)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(zhǎng)度加上底板的寬度，通常，輪廓的尺寸需要超過(guò)3.5m，如果覆蓋件模具為大型，輪廓尺寸需要超過(guò)6m，由此導(dǎo)致生產(chǎn)制造模具時(shí)，成本比較高；第四，覆蓋件模具的使用壽命比較長(zhǎng)，以便于滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

2.2分類

分類標(biāo)準(zhǔn)不同時(shí)，覆蓋件模具的分類也不相同，通常，覆蓋件模具的分類標(biāo)準(zhǔn)包含2種：第一種是以沖壓工藝組合方式為劃分標(biāo)準(zhǔn)，第二種是以基本沖壓工藝為劃分標(biāo)準(zhǔn)。在第一種劃分標(biāo)準(zhǔn)中，覆蓋件模具包含單工序的簡(jiǎn)單模和多工序的復(fù)合模，而采用第二種標(biāo)準(zhǔn)劃分時(shí)，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(guān)鍵模具，經(jīng)過(guò)拉延工序，平板狀毛邊變?yōu)榱Ⅲw空間工件，此種模具包含2種，一種為單動(dòng)拉延模，一種為雙動(dòng)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(bǔ)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(guān)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(jié)構(gòu)特征

對(duì)于汽車覆蓋件模具來(lái)說(shuō)，復(fù)雜性和多樣性是其突出的特點(diǎn)，每個(gè)部位的加工面和加工方式各不相同。對(duì)此，其所具備的結(jié)構(gòu)工藝特征也不相同，由結(jié)構(gòu)的工藝特征決定具體的加工方法、走刀路線、工藝參數(shù)等。

3汽車覆蓋件模具數(shù)控加工CAPP技術(shù)開發(fā)

3.1開發(fā)思路

與一般的機(jī)械加工相比，汽車覆蓋件模具加工工藝設(shè)計(jì)的特殊性及復(fù)雜性非常高，加之制造成本高、制造周期長(zhǎng)的因素，在進(jìn)行設(shè)計(jì)制造與生產(chǎn)管理時(shí)，方法必須具有先進(jìn)性。在CAD與CAM之間，CAPP發(fā)揮著橋梁的作用，而且與生產(chǎn)計(jì)劃之間的關(guān)系也十分緊密，因此，在進(jìn)行汽車覆蓋件模具數(shù)據(jù)加工時(shí)，可以應(yīng)用CAPP技術(shù)。應(yīng)用CAPP技術(shù)進(jìn)行汽車覆蓋件模具數(shù)控加工開發(fā)時(shí)，采用的開發(fā)平臺(tái)為Power MILL軟件，該軟件為數(shù)控加工編程軟件，功能非常強(qiáng)大，具有豐富的加工策略。同時(shí)，也是CAM軟件技術(shù)中代表性比較好的軟件，Power MILL軟件簡(jiǎn)單易學(xué)，操作順暢，在CNC數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中，可有效提升生產(chǎn)效率。Power MILL軟件可獨(dú)立運(yùn)行，具有比較高的智能化程度，計(jì)算速度非常快，且具有非常高的靈活性。在Power MILL軟件開發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，企業(yè)開發(fā)數(shù)控加工CAPP工藝模板，提升汽車覆蓋件模具工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性。

3.2總體結(jié)構(gòu)

在汽車覆蓋件模具數(shù)控加工CAPP工藝模板中，總體結(jié)構(gòu)包含三大部分：第一，產(chǎn)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(gè)子模型，分別為結(jié)構(gòu)特征模型、數(shù)控加工分析模型以及工藝過(guò)程模型，這3個(gè)子模型之間聯(lián)系密切，加工信息利用結(jié)構(gòu)特征模型來(lái)表達(dá)，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(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的推理，并形成結(jié)果，推理過(guò)程及結(jié)果的記錄和表達(dá)利用工藝過(guò)程模型來(lái)表示；第二，工藝設(shè)計(jì)方法，工藝設(shè)計(jì)包含工藝方案設(shè)計(jì)和工序詳細(xì)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行工藝方案設(shè)計(jì)時(shí)，以模具結(jié)構(gòu)特征模型為主要依據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)特征的加工工藝性分析完成之后，確定所需的工序，各個(gè)工序順序的安排要具有合理性，并進(jìn)行科學(xué)的組合，最終形成工藝方案，工藝方案設(shè)計(jì)完成之后，要對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，可對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行局部的修改和調(diào)整；第三，工藝知識(shí)/數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)推理中，起著基礎(chǔ)作用的就是工藝知識(shí)/數(shù)據(jù)庫(kù)，工藝設(shè)計(jì)各個(gè)階段中與推理相關(guān)的知識(shí)和數(shù)據(jù)都包含在此模塊中。

3.3CAPP模板開發(fā)

第一，設(shè)定模板的命名和路徑。首先進(jìn)行路徑的設(shè)定，在Power MILL軟件中打開路徑對(duì)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(shè)定；接著進(jìn)行模板命名，文件名字輸入完成之后，命名完成。

第二，設(shè)定模板的開發(fā)及相關(guān)參數(shù)。上述設(shè)定完成之后，要進(jìn)行CAPP模板型面的開發(fā)，依據(jù)型面加工工藝特點(diǎn)，在軟件開發(fā)平臺(tái)上將加工策略、相關(guān)參數(shù)設(shè)定完成之后，進(jìn)行模板開發(fā)。在模板開發(fā)的過(guò)程中，涉及的相關(guān)工藝參數(shù)比較多，要對(duì)這些相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)定，比如加工刀具是模板開發(fā)過(guò)程中的重要參數(shù)，在設(shè)定其和部分的幾何參數(shù)時(shí)，對(duì)刀體的類型和刀底的類型進(jìn)行設(shè)定。除了加工刀具之外，相關(guān)工藝參數(shù)中還包含程序起始點(diǎn)、返回點(diǎn)、進(jìn)刀點(diǎn)、退刀點(diǎn)，進(jìn)退刀方式、切削容差等。通過(guò)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)的設(shè)定，完成模板的開發(fā)，滿足生產(chǎn)的需求。

4結(jié)語(yǔ)

覆蓋件模具是汽車車身生產(chǎn)中重要的工藝裝備，其生產(chǎn)質(zhì)量直接決定了車身的質(zhì)量。在進(jìn)行汽車覆蓋件模具加工時(shí)，通過(guò)CAPP技術(shù)的應(yīng)用，提升工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性，促使企業(yè)的工藝流程變得更加規(guī)范，提高設(shè)計(jì)制造的效率，保證加工的質(zhì)量。但工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜性非常高的工作，在開展的過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，再加上CAPP技術(shù)的不斷發(fā)展，因此，還需要進(jìn)一步研究CAPP技術(shù)在汽車覆蓋件模具數(shù)控加工中的應(yīng)用，提升應(yīng)用的效果。