汽车覆盖件模具的设计

摘要 ： 分析了汽车覆盖件模具的特点， 以哈飞松花江 HF10 车尾门外板模具制造为例， 介 绍了应用 Powermill 软件对汽车覆盖件模具数控加工工艺的规划，并说明了数控编程中加 工策略的选择与 参数的设置。 Programes of NC machining technologies For machining cover of Automobile mouldsbased on Powermill (Harbin University of Science and Technology, 52 Xuefu Road, Harbin 150080, CHN Hafei Automobile mould Co.Ltd ,51 Baoguo Road, Harbin 150060, CHN) 关键词： Powermill 汽车覆盖件 模具 数控加工 加工策略 参数设置 Abstract : Based on the analysis of the technologies for NC machining of Cover of Automobilemouldsandtheircharacteristics,ThemonlyusedNCmachining technologies with Powermill are introduced. Through atual application tail-door outer panel mould of HF10,the proposed machining tactics in different working procedure are presented and the setting of key machinigng parameters are introduced. Keywords : Powermill ; Cover of Automobile moulds; C machining ; machining tactic; parameters setting 引言 ： 模具工业是汽车工业开展的根底， 在汽车车身设计过程中，由于流体力学和空气动力学的 要求， 车身外覆盖件的几何形状日趋复杂， 汽车车身就是由这些轮廓尺寸较大且具有复杂空 间曲面形状的覆盖件焊接而成， 因此对覆盖件尺寸精度和外表质量有较高要求， 这就对覆盖 件模具的加工质量提出了更高的要求； 此外， 新车型更新换代的速度不断加快， 覆盖件模 具的制造周期越来越短 。如何在合同期内保质保量完成覆盖件模具的制造成为各模具厂家 急待解决的问题。 PowerMill 是英国 DELCAM 公司开发的一款独立的 3D 加工软件， 广泛的应用在中国覆盖件 模具的制造企业， 如一汽模具制造##、 东风汽车制造##、 ##汽车模具制造##等都是它的用户。 PowerMILL 可由输入的模型快速产生无过切的刀具路径， 提供了从粗加工到精加工的全部选 项，加工策略非常丰富，而且专业性强、自动化程度高、刀轨计算速度快，对生成的加工轨 迹可以进展仿真校验，以确保生成的数控加工程序准确无误， 特别适合模具加工。哈飞汽车 模具中心自 2001 年引进了 PowerMill 软件后，一直把该软件作为模具数控加工的唯一编 程软件，先后完成了哈飞松花江系列如中意、民意、赛马、路宝、赛豹等车型的内、外覆盖 件与底盘件近千套模具的数控加工， 也为##兴林、##力帆、##轻汽等企业完成了几个车型 外板、内板件局部模具的数控加工。 比照之前公司使用的 CAD/CAM 软件， 编程效率和加工 质量大大提高， 极大增强了企业在国内模具市场竞争能力。 下面结合即将上市的 HF10 车型 尾门外板的 凹模模具， 笔者介绍一下 PowerMill 软件在汽车覆盖件模具数控加工中关于工 艺规划和编程策略上 的一些经验和方法。 DOC. 1 汽车覆盖件模具的特点 汽车覆盖件模具与一般的零件模具相比， 具有体积大、工作型面复杂、 自由曲面多、加工精 度要求高、制造周期长、模具制造本钱高等 特点 ， 因此有计划的对汽车覆盖件模具加工 进展工艺规划就显得十分重要。 2 汽车覆盖件模具数控加工的工艺规划 以 HF10 尾门外板 凹 模数控加工为例， 模具材料是 钼钒铸铁，数控加工 X 围是 1580 × 1460 × 280mm ， 其工艺规划是： 〔 1 〕依据 HF10 尾门外板 产品数模〔如 图 1 〕用 CATIA 软件建立汽车 尾门外板凹模 所需的加工模型〔如 图 2 〕 。 〔 2 〕 确定加工坐标系。汽车覆盖件产品的建模采用车身坐标系， 覆盖件模具建模采用 模具坐标系，数控加工编程时也采用模具坐标系，这样有利于模具加工时的定位和找正。 〔 3 〕数控加工工序设置。加工工序一般可分为：局部粗加工→预清角→粗加工→粗清角 →半精加工→小刀粗清角→精加工→精清角工序。 〔 4 〕 刀具的选择。数控加工刀具选择的总原那么是适用、安全、经济。 〔 5 〕 加工程序参数设置。包括行距、公差、加工余量、进退刀位置与方式等。 〔 6 〕生成刀具加工轨迹，进展刀具路径检验。 〔 7 〕对生成的加工轨迹进展后置处理，产生 NC 程序。 3 数控编程中加工策略的选择与加工参数的设置 〔 1 〕局部粗加工。 由于毛坯的加工余量较大且分布很不均匀， 直接大 X 围的使用一种加 工策略来进展全部粗加工， 会造成刀具的不稳定切削， 加速刀具磨损，对刀具使用寿命和模 具加工质量不利，所以在真正粗加工前要进展 局部粗加工，局部粗加工主要针对模具的陡 峭部位或模具局部镶锻件的部位， 加工策略一般采用采用轮廓区域去除、等高加工方式或 三维偏置方式，推荐使用同正式粗加工直径一样的刀具。 DOC. 本加工实例局部粗加工使用 ? 50R25 的球头刀，公差为 0.1 mm 。 加工策略采用以凸模外 形线为参考线使用三维偏置方式，余量为 1.5 mm ，行距 为 5 mm 。如图 3 ： 图 3 局部粗加工刀路 〔 2 〕预清角。 主要针对模具的内圆角即凹 R 部位，去除这些部位的多余废料，有利于粗 加工顺利进展，加工策略一般为笔式清角，推荐使用同正式粗加工直径一样的刀具。 本例中预清角采用笔式清角策略，余量为 1.2 mm ，切削方向采用顺铣，分界角 45 °，如 图 4 ： 图 4 预清角加工刀路 〔 3 〕粗加工。其目的在于从毛坯上尽可能高效、大面积地去除大局部的余量，粗加工时 切削效率是主要考虑因素。加工策略推荐使用最正确等高、三维偏置或平行加工方式。 本例中粗加工采用 三维偏置加工方式 ， 余量为 1.0 mm ，行距 为 5 mm ，切削方向选任 意，如图 5 ： 图 5 粗加工刀路 DOC. 〔 4 〕粗清角主要针对粗加工后仍未加工到位的凹 R 部位，加工策略常用自动清角方式， 根据本加工实例特点，粗清角使用自动清角策略，刀具为 ? 30R15 ，公差 0.05 mm ，余量 0.5 mm ，切削方向选任意。 〔 5 〕半精加工。半精加工是介于粗加工和精加工之间的一个过渡工序，其目的是继续去 除粗加工后留在模具外表的加工余量， 使