汽车覆盖件模具数控加工中刀轨规划优化设计

湖南娄底职业技术学院 谭建新 湖南长沙三一泵送机械有限公司 刘志斌

汽车覆盖件模具数控加工中刀轨规划优化设计

湖南娄底职业技术学院 谭建新 湖南长沙三一泵送机械有限公司 刘志斌

覆盖件的制造是汽车车身制造的关控环节。图形交互数控编程系统是目前国内外普遍采用的CAD/CAM软件，它具有速度快、精度高、直观性好、实用简便、便于检查等优点。本文主要介绍基于MasterCAM的汽车覆盖件模具数控加工中刀轨规划优化设计。

汽车 覆盖件 刀轨优化

汽车覆盖件是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金屑板料制成的异形体表面和内部零件。它既是外观装饰性零件，又是封闭薄壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关控环节。同一般覆盖件相比，汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。汽车覆盖件的工艺设计、冲横结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。因此，在实践中常把汽车覆盖件从一般的覆盖件中分离出来，作为一种特殊的类别加以研究和分析。

汽车覆盖件的特点决定了它的特殊要求。

（1）表面质量：汽车覆盖件表面上任何控小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此汽车覆盖件上的装饰校线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的校线衔接应吻合流杨，不允许参差不齐。

（2）尺寸形状： 覆盖件的形状多为空间立体曲面，其形状很难在覆盖件图上完整准确地表达出来，因此覆盖件的尺寸形状常常借助主模型来描述。

（3）工艺性： 覆盖件的工艺性关键是拉延工艺性，一般都采用一次成型法，构成一个拉延件。

一、 汽车覆盖件的特点和要求

二、汽车覆盖件模具数控加工工艺路线

数控加工工艺路线设计仅是对几道数控加工工序工艺过程的概括，因此要与零件的整个工艺过程相协调，并注意以下问题：

（1）工序的划分：以一次安装加工作为一道工序，以同一把刀具加工的内容划分工序，以加工部位划分工序，以粗、精加工划分工序等方法进行工序的划分。

（2）加工顺序的安排：应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位勺央紧的需要来考虑，重点是保证工件的刚性不被破坏。

（3）与普通工序的衔接：相互建立状态要求，保证数控加工工序前后一致。

三、 走刀路线的确定和工步顺序的安排

汽车覆盖件模具加工的走刀路线不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序，是编程的主要依据之一。在确定走刀路线时，主要考虑以下几点。

（1）对点位加工的数控机床，要考虑尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，提高加工效率。

（2）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排最后一次走刀连续加工。

（3）刀具的进退刀路线应按切向切入或切出，这样加工后的表面粗糙度较好。

（4）铣削轮廓的加工路线要合理选择，一般采用Z字形、单向或者环形等三种方式进行。在铣削封闭的凹轮廓时，刀具的切入或切出不允许外延，最好选在两面的交界处；否则，会产生刀痕。

（5）旋转体类覆盖件的加工一般采用数控车或数控磨床加工，由于车削零件的毛坯多为棒料或骸件，加工余量大且不均匀，因此合理制定粗加工时的加工路线，对于编程至关重要。

四、汽车覆盖件模具数控加工中刀轨规划实例

其产生昆式加工刀具路径的分析如下：

（1）这是一个开放式边界的情况，所以：

●切削方向外形＝2 ●截断方向外形＝2

●切削方向的曲面数目＝l ●截断方向的曲面数目＝1

（2）因为这是单一线面，所以用“线性”熔接的方式。（3）电脑补正设定为“左补正”。

生成其昆式加工刀具路径的具体步骤如下：

（1）装入线框架模型档（coonsl.nc8）： 选 “回主功能表”→“档案” →Get“取档”。

指定欲读取档名：coonsl←；选开启表示要打开现有图形，则屏幕上的图形应如下图示。

（2）启用昆式加工刀具路径模组。选MAINMENU→Toolpath→下一页→线架构→Coon（昆式加工）

图1

（3）指定切削方向和截断方向的曲面数BAR下：

●切削方向的朗面数目＝1●截断方向的缀面数目＝1

（4）定义外形，使用的抓取点如上图所示。

定义切削方向：段落1外形1，选串连→部分串连→抓取P1，P2；

定义切削方向；段落1外形2，选部分串连→抓取P3，P4；

定义截断方向：段落1外形1，选部分串连→抓取P5→结束选择，

定义截断方向：段落l外形2，选部分串连→抓取P6→结束选择→执行

（5 ）接受并储存刀具路径。选刀具路径→操作管理→执行后处理→选定储存NCI档，编辑；储存NC档，编辑→确定→NCI档文件名：Coonsl→保存→NC档文件名：Coonsl→保存。

编程后的数控程序与数控系统连接方法如下：若选择了与数控系统相对应的后置处理程序，则所得到的NC程序不再需要编辑修改。否则，在作完后置处理后所得到的NC程序，还需在文本编辑器中对其进行编辑修改，使其符合具体数控系统的格式。

[1]翟玉山.平面曲线轮廓数控加工过程几何仿真及进给速度优化研究:[硕士学位论文].长沙:湖南大学，2007，3-4

[2]程志刚，王巧生.模具高速加工中的走刀路径策略.模具制造技术，2006，(8):61-64

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