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浅析UG/CAM技术在汽车模具加工中的应用

作者: 发布时间:2020-01-17 11:48:54 阅读: 44 次

 

摘要:本文通过实例详细讲解了UG/CAM技术在汽车模具加工中的应用

关键词:UG/CAM   汽车覆盖件   模具

 

1 引言

随着计算机技术的不断进步,计算机辅助制造(computer aided manufacturing, CAM)在工业领域不断发展,广泛并深入的应用到各个行业。UG作为一款功能强大的辅助软件得到广泛应用,其强大的三维造型能力得到用户的广泛认可,极大了提高了产品设计与制造的质量与效率。

众所周知,汽车模具制造精度高、加工难度大,能否快速有效的制造高质量的汽车模具直接影响到我国汽车工业的发展与未来。因此UG/CAM越来越多被各企业广泛应用,通过对零件及加工过程进行辅助设计及辅助分析,极大了缩短了产品的设计周期,提高了产品的制造精度。本文拟对某汽车覆盖件模具建模与加工的过程做较为详细的探讨,希望能给数控编程及加工人员有所启示与帮助。

 

2 建模与加工

2.1 模具UG/CAD建模

由于UG/CAD具有强大的曲面造型功能,本套模具的建模主要以生成片体为主。

一个汽车覆盖件一般需要经过拉延、切边、冲孔、整形翻边等工序才能完成冲压成型,覆盖件模具也大致分为拉延模、切边冲孔模、整形翻边模。而每套模具又由不同的部分组成。

因此,不同类型的模具其加工方式是不同的。同类型的模具也会因为其型面不同而采用不同的加工方式。

覆盖件模具一般采用的加工方式有粗加工、精加工、轮廓加工、以及清根加工等。

UG曲线功能很强大、运用CURVEFREE FORM FEATURE功能.

在建模的步骤中需要注意下面几点:

1.建立自己的配置、加快制图速度。通过模板建立自己文件,预先设置好所有关键参数保存。然后以后每次碰到同样的模型可以直接打开该模板,简化建模流程。

2.图层的设置、运用。通过设置图层,可以清晰的修改和观察模型,并不影响其他图层的图元。这样养成一个良好的绘图习惯,节约建模时间。不同的公司可以设置不同的图层标准,这样可以在公司内部形成。

3.运用曲线画图的装配功能。一般情况下,在实体上进行装配,但在某些特殊情形下,曲线的图也需要装配。而UG正好提供了此项功能,可以避免重复画图,灵活运用此功能可大大缩减时间。

4.装配后处理加工步骤。在装配之后,针对粗加工或者焊后加工,UG运用promotion功能对此进行专门的处理。。

5.合理建模。在建模过程中合理规划建模流程,熟练运用软件命令,做到融会贯通,提高建模速度。

 

3模具UGCAM的数控加工编程

 

 31 如何确定坐标系

      所有的建模都是以坐标系为基准,在UG提供的坐标系选择中,共有3个坐标系:基准坐标系、工作坐标系、坐标系。若不修改,系统默认的就是坐标系,且各个坐标系的方向也是不变的。用户可以通过各种方法改变系统确定的坐标系,例如移动,旋转;用户也可根据建模的需要更改基准坐标系,旋转、移动、编辑、删除皆可。满足了制造汽车覆盖件模具的需求,因此我们在进行模具三维建模时通常还是采用坐标,而进行工艺设计时选用相对坐标系,加工坐标系就用于数控加工编程。我们需要各类坐标系已知,尤其是对于模具加工时的装夹与定位。

  32 刀具选择

      我们在进行数控车铣加工的时候,选用牛鼻刀,立铣刀,球头刀等刀具来进行加工我们针对不同的加工用途来选用刀具的大小。由于对模具进行粗加工时加工时间长,而且需要加工余量大,牛鼻刀以其方便更换刀具的优点当仁不让。而球头刀主要是用来进行型面与清根加工。刀具规格可以查询相应标准。

 3.3 粗加工

      一般情况下,选用铸铁作为覆盖件模具的材料,而毛坯采用砂型铸造,大概有17-20mm的加工余量。而对于整型翻边模中的镶块材料选用CrWMn工具钢。对于上类零件通常需进行粗加工降低生产成本。

      通常,粗加工常采用层铣的加工方式,UG/CAM模块中有很多例如CAVITY_MILL,ZLEVEL_FOLLOW_CAVITY,ZLEVEL_ZIGZAG的加工方式。下面我们以某零件的粗加工举例说明其加工流程。运用CAVITY_MILL,设置具体的因子。需要注意的是,由于零件尺寸很大,我们需要对于毛坯进行特殊处理,在把握现场数据的前提下,确定毛坯的尺寸和形状特征,再进行建模。

3.4  清根加工

针对零件尺寸和加工精度,考虑如何选择刀具,并设置好情根余量以及刀具规格,最后综合各类因素清根选用整体刀¢10R0.5。而型腔铣加工,则可以参考粗加工所述方法。在软件型腔铣的界面中选择[切削]

[切削参数]选定为[包容]-[选择],然后在[选择参考刀具]对话框选择刀具。本步操作将进行情根并清除掉剩余的余料。

3.5 铣精加工的固定轴区域。

运用固定轴区域铣的方式进行精加工。为了对各块工件进行统一加工,并达到加工精度要求,采用¢10球刀进行精加工。为了尽可能简化加工程序,本文采用放射状加工方式。

几何中心即为制定工件中心,加工步长为0.20mm,生成合理的加工轨迹图。

3.6  数控程序的生成

  根据上述刀具轨迹,在经过数值模拟确认后,生成可用于加工的轨迹文件,后缀名为CLS的文件,通过UGGPM后处理专用模块,将加工轨迹文件与机床的MDF数据文件结合起来,生成可用于机床加工的CNC代码,操作简单方便。因此,不同用户可以根据不同的实际情况,生成适合自己设备的CNC代码用于加工。

5 结束语

  通过模具的加工经验,模具加工的要求越来越高。设计周期短,加工精度高,耗费成本低。为了提高模具的加工成功率,必须结合先进的CAD/CAM设计工具,通过计算机辅助设计减少设计过程中的失误与时间,使工程师提高设计与制造能力。UG具有强大的建模和加工能力,对于从事机械加工的工艺人员来说,能否熟练掌握CAD/CAM是模具一次性加工成功的关键所在。

 

参考文献

[1] 赵建峰,杨征宇,汪木兰.汽车外覆盖件模具高速切削工艺规划研究[J]. 现代制造工程,2010(3):76-79.

[2] 张伯霖.高速切削技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2002.