搜索模具：CATIA软件在汽车模具数控加工上的应用
2016-12-29 by:CAE仿真在线 来源:互联网
数控加工技术是模具制造中的一项关键技术,其应用水平的高低直接影响到模具的制造质量。为了提高模具数控加工的应用水平模具制造公司除广泛采用了高速度、高精度数控加工设备外,工作的重点主要集中在如何选择合适的模具CAD/CAM系统和提高模具数控编程加工水平上。本文以CATIA-V5CAD/CAM系统为例,介绍模具数控编程加工的方法。
2CATIA-V5数控加工的特点CATIA-V5数控加工模块具有如下特点。
2.1丰富的数控加工功能多轴数控加工能力,它不仅可以对表面数据模型进行加工,也可以对点云数据直接进行数控加工。还提供了粗加工薛高线走刀方式、平行走刀方式),半精加工、精加工(等高线走刀方式、平行走刀方式、轮廓驱动走刀方式、平坦区域走刀方式、等参数曲线走刀方式)清根加工笔式清根、区域清根)轮廓加工等!高度轮廓加工、沿面轮廓加工)等数控加工方法。
2.2数控加工编程过程具有高度的人性化菜单全部采用图标菜单菜单的图像非常符合人的思维要求,尤其是制造工程师的要求,让人一目了然一看便知。数控编程的操作过程采用智能化的敏感图像,敏感图像的颜色会随数控加工操作的进展情况而发生变化。如敏感图像颜色为红时表示需定义相关的参数和加工所需的几何体颜色为绿时,表示该操作已芫成可以进行下一步骤的操作。这与道路交通管理上的红灯、绿灯所表示的含义非常类似;非常符合人的思维习惯具有高度的人性化用户界面。
2.3与其他CATIA模块高度集中具有全相关性零件设计更改后不需要对数控加工程序进行重新定义,只需要刷新相关的数控编程操作就能生成所需的加工程序。
2.4高度的标准化企业可以根据自身的需要及现有数控加工设备的状况、能力制定各类产品的数控加工工艺流程及定义相关的数控加工参数,成为企业数控加工的标准,以模板的形式存放在CATIA的数控加工数据库中实现数控加工规范化和标准化。
2.5使用快速化企业可以根据产品的特点进行归纳、分类分别制定各类产品的典型数控加工工艺流程和定义相关的数控加工参数,规划出各类产品的典型化数控加工工艺模板在实际数控编程时,只需调出相应的工艺模板文件及选择相应的被加工几何体,就可芫成数控编程操作大大地提高了数控编程的效率实现了数控编程的快速化。
3基本概念与数控加工参数下面介绍CATIA-V5数控加工模块中的一些基本概念及与数控加工相关的参数。
3.1基本概念零件操作是指一个零件在一台数控机床上须芫成的加工程序。它由一系列的加工程序组成,如粗加工程序、半精加工程序、清根加工程序、精加工程序等。而对每种加工程序而言可根据被加工零件的形状、加工余量、材料等方面的不同,选择不同的加工方式。
制造程序是指由一系列数控加工操作所组成的加工工艺流程。为了芫成一个零件在同一机床上的所有加工程序,零件操作可以包拮一个或多个制造程序。
3.1.3加工操作)加工操作是由各种加工方式所构成的,如粗加工方式、半精加工方式、清根加工方式、精加工方式等。它是芫成零件加工的最基本加工单元海一个加工操作都对应于一把刀具。
与数控加工有关的加工参数与数控加工有关的参数可分为以下几种。
3.2.1加工策略参数加工策略参数是指与加工方式、加工精度有关的数控加工参数,下面讨论各类加工策略参数对数控加工的影响及如何优化加工策略参数。
加工方式加工方式可分为顺铣加工方式、逆铣加工方式和交替加工方式。顺铣加工方式有利于提高模具表面的加工光洁度,一般应用于零件的精加工。逆铣加工方式能减少机床的振动,一般用于零件的粗加工。
交替加工方式是顺铣、逆铣交替进行,加工效率高,适合于零件的粗加工。
走刀方式可分为单方向走刀方式、双方向走刀方式和螺旋线走刀方式。单方向走刀能保证顺铣或逆铣的一致性膜具加工质量好,但单方向走刀附加了许多空走刀行程,加工效率低;双方向走刀顺铣、逆铣交替进行,卩工效率高,但加工质量不如单方向走刀方式。螺旋线走刀方式是指刀具运动轨迹呈螺旋线状能保证顺铣、逆铣的一致性这是一种高效、高质量的走刀方式。
切削间距是指两相邻切削行之间的距离,它是衡量加工精度和效率的重要工艺参数。它与残留高度值密切相关。
残留高度是指两相邻切削行留在被加工表面上多余材料的波峰、波谷之间的法向距离。它是衡量加工精度的重要工艺参数。它与切削间距密切相关。编程时,只能选择切削间距或残留高度中之一进行定义因为它们之间存在着一定的函数关系。
我们知道三维型面数控加工是通过数控机床线性插补运动来芫成的。为了实现模具型面的三维数控加工需要对被加工曲面进行线性离散化处理。切削容差是指实际刀具运动轨迹线偏离理论轨迹线的许用误差值,它是表示数控加工精度的重要工艺参数。该参数应根据模具粗、精加工要求和模具的制造精度要求来确定。
切削深度是指两相邻切削!平面之间的距离。
它是衡量切削效率的重要工艺参数,该参数应根据被加工零件材料的切削加工性能、刀具尺寸、刀具材料特性和所采用的机床综合考虑。
加工余量是指前道工序留给后几道工序的加工余量值。各工序间的加工余量值的分配对模具的加工质量与效率会产生一定的影响。
加工刀具参数加工刀具对模具的加工速度、加工精度的影响仅次于数控机床。因此在不同的数控加工程序上选择合适的刀具是非常重要的。在数控编程加工中,可以通过几何形状和性能参数来描述加工刀具。
3.2.3切削加工参数切削加工参数包拮进给速度和主轴转速两个参数。
进给速度是一个重要的数控加工参数,进给速度的选择直接影响被加工零件的质量与效率。进给速度可分为切削进给速度、跨步进给速度、进刀进给速度、退刀进给速度和空行程进给速度等。b.主轴转速主轴转速也是一个重要的数控加工参数,它的选择直接影响被加工零件的质量与效率。该参数应根据所采用机床的性能、被加工零件的余量大小、切削深度、被加工材料的切削加工性能、刀具尺寸和刀具材料等方面综合考虑。
3.2.4进退刀方式进刀方式是指刀具进入被加工表面的运动方式退刀方式是指刀具离开被加工表面的运动方式。进退刀方式有直接进退刀方式、沿指定的矢量方向进退刀方式、切矢进退刀方式、法矢进退刀方式、圆弧型进退刀方式、螺旋线进退刀方式等。
4刀具运动轨迹生成方法CATIA-V5CAD/CAM系统为用户提供了多种刀具运动轨迹的生成方法主要包拮等高线粗、精加工,平行走刀粗、精加工,平坦区域精加工,残留量加工,清根加工轮廓加工,区域加工,流动型加工,等参数曲线加工等加工方式。
4.1平行走刀粗、精加工平行走刀粗加工方式是指按编程时所指定的切削深度生成一组!平面,每一个!平面对毛坯和产品模型进行剖切,从而确定!平面内的加工区域,然后在加工区域内按切削间距生成在同一平行平面内的刀具运动轨迹。这是一种汽车覆盖件模具粗加工的常用方法。
平行走刀精加工方式是指按编程时所指定的切削间距和切削方向生成一组平行平面,每一个平行平面对产品模型进行剖切而生成的刀具运动轨迹。
这是一种汽车覆盖件模具精加工的常用方法。
4.2清根加工清根加工是指去掉产品模型内凹向交线处剩余材料的一种加工方式。清根加工有两种其一是笔式清根加工,它是指刀具沿着两曲面的凹向交线方向,并与两曲面双切而生成的刀具运动轨迹;其二是区域清根加工,它是指根据前道工序指定的刀具半径和本工序所指定的刀具半径确定加工区域并按切削间距生成刀具运动轨迹的方法。
4.3流动型加工流动型加工方式分为单曲线控制的流动型加工和双曲线控制的流动型加工。
单曲线控制的流动型加工方式又分为偏移型加工方式和垂直型加工方式。偏移型加工方式是指以某条曲线(一般定义为二维平面曲线)为基准,给定偏移距离然后生成一系列偏移曲线最后把这些曲线往被加工表面上投影所获得的刀具运动轨迹的一种加工方式。这种加工方式特别适合于构成零件的主体曲面为旋转面类零件的粗、精加工。法向型加工方式是指以某条曲线(一般定义为二维平面曲线伪基准,给定偏移距离,然后生成一系列法向偏移直线,最后把这些直线往被加工表面上投影所获得的刀具运动轨迹的一种加工方式。
双曲线控制的流动型加工方式可分为插值型加工方式和直纹线型加工方式。插值型加工方式是指以选择的二条曲线为基准曲线给定切削间距然后生成一系列中间插值曲线,最后把这些曲线往被加工曲面上投影所获得的刀具运动轨迹的一种加工方式。直纹线型加工方式是指以选择的二条曲线为基准曲线给定切削间距然后生成以这两条曲线所构成直纹面的直纹线,最后把这些直纹线往被加工曲面上投影所获得的刀具运动轨迹的一种加工方式。
5CATIA数控加工软件在模具制造上的应用所示为发动机罩外板模具的曲面模型,该下转第38页)任编辑辛民)上接第30页)模具采用四道工序来芫成,即粗加工、半精加工、清所示为发动机罩外板模具的精加工刀具运动轨根加工和精加工。每道工序的工艺参数设定见表1.迹图。
3.5活性碳纤维的应用活性碳纤维具有吸附容量大、吸附率高、吸附和脱附速度快及再生能力强等优点。用活性碳纤维做防止汽油挥发装置安装在滤清器至油箱之间,可防止汽油挥发少对环境的污染。活性碳纤维用在空气净化装置上可吸附汽车尾气中有害气体,使车内空气得到净化。活性碳纤维还可作为车内空气净化用品使用在汽车的遮光板上吸附车内装饰材料散发出的苯、醛等有害气体。用活性碳纤维制成的静电植绒纺织品可除去车内的臭味、异味等有害气体。为防止汽油味进入车内在变速杆、转向盘、油门等与机器连接的部分安装活性碳纤维制品吸附效果很好。目前国外汽车上已有部分部位应用此项技术。
郑志方。汽车内饰纺织面料发展趋势和我们的对策高安富。汽车内饰纺织品4国夕h纺织技术1999,0):/马涛非织造汽车内饰织物U1国外纺织技术。1997,G0 -翁鸣。轿车内饰地毯U国夕h纺织技术2002G)38- E5周风飞。车用纺织品的发展dl产业用纺织品。2002,表1发动机罩外板模具数控加工工艺参数工序名加工方式采用的刀具主轴转速/i-min-1进给速度!mm切削公差!mm切削深度!mm切削间距!mm加工余量!mm粗加工平行走刀粗加工命50*258004000.21.5101.2半精加工平行走刀精加工命30*152 5000.010.30.20精加工平行走刀精加工命20*1060004
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