基于Powermill的汽车覆盖件模具的数控编程

华子xhfd · 发表于 2016-10-16 15:46:22

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，如一汽模具制造有限公司、东风汽车制造有限公司、天津汽车模具制造有限公司等都是它的用户。 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行仿真校验，以确保生成的数控加工程序准确无误，特别适合模具加工。 (powermill2017)
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、模具制造成本高等特点，因此有计划的对汽车覆盖件模具加工进行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 (pm五轴)
以 HF10 尾门外板凹模数控加工为例，模具材料是钼钒铸铁，数控加工范围是 1580 × 1460 × 280mm ，其工艺规划是：
（ 1 ）依据 HF10 尾门外板产品数模用 CATIA 软件建立汽车尾门外板凹模所需的加工模型。
（ 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则是适用、安全、经济。
（ 5 ）加工程序参数设置。包括行距、公差、加工余量、进退刀位置及方式等。
（ 6 ）生成刀具加工轨迹，进行刀具路径检验。
（ 7 ）对生成的加工轨迹进行后置处理，产生 NC 程序。

3 数控编程中加工策略的选择及加工参数的设置 (powermill教程)
（ 1 ）局部粗加工。由于毛坯的加工余量较大且分布很不均匀，直接大范围的使用一种加工策略来进行全部粗加工，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行局部粗加工，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清除、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相同的刀具。
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 。
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，清除这些部位的多余废料，有利于粗加工顺利进行，加工策略一般为笔式清角，推荐使用同正式粗加工直径相同的刀具。
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 °
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、大面积地去除大部分的余量，粗加工时切削效率是主要考虑因素。加工策略推荐使用最佳等高、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
粗加工刀路
（ 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表面的加工余量，使精加工余量更小且比较均匀，便于精加工时采用较小的切削量、较高的切削速度。加工策略可选用最佳等高、三维偏置或平行加工方式，
本例中半精加工使用平行加工策略，刀具为 ? 30R15 ，公差 0.05 mm ，余量 0.2 mm ，行距 2.5 mm ，切削角度为 45 °。
（ 6 ）小刀粗清角是指在精加工前用比精加工所用刀具直径小的刀具对粗清角、半精加工后仍未加工到位的所有的凹 R 部位再次清角，尽可能减少精加工时凹 R 部位加工余量。
小刀粗清角刀路
本例中小刀粗清角使用自动清角策略，刀具为 ? 20R10 ，公差 0.03 mm ，余量 0.1 mm ，切削方向选任意。
（ 7 ）精加工。精加工是实现产品最终形状最关键的一步，模具的表面质量和尺寸精度都是由该工序保证的。由于抛光余量极少，因此在精加工后的表面应基本没有明显刀痕，且尺寸基本到位。为了实现这个目的，加工时应采用较小的切削量、较高的切削速度。

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