DELCAM软件在轿车覆盖件模具制造中的应用

一、前言

    一汽模具制造有限公司始建于1954年，投产以来相继为一汽和全国三十几个厂家提供了整车或零部件的车身模具和技术服务。20世纪90年代中期实现了由生产卡车模具到以制造轿车模具为主的重大转变。公司近3年来又进一步加大了设备投资和技术改造的力度，先后从国内外引进了十多台大型高速数控铣床，使公司的加工能力跃居国内同行业领先地位。公司以前一直采用EUCLID软件作为主导编程软件，但由于该软件多年不被开发，使用该软件编程效率低，加工方式少，难以适应现在生产的需要，必须更换。经过慎重考察，公司最终采用了英国DELCAM公司的系列软件，作为公司现在的主导编程软件。该软件主要包括PowerSHAPE和PowerMILL等模块，具有强大的造型设计和辅助制造功能。
   
    一年来，公司采用该软件编程，加工制造了奇瑞汽车有限公司和马自达汽车有限公司等单位的200多套模具。其中，轿车的内外覆盖件模具占了大多数。使用DELCAM软件后，编程效率比过去提高了50%以上，加工效率比过去提高了30%以上，刀具寿命也提高了30%以上。
   
    公司使用DELCAM软件实现了许多高档轿车的模具国产化。像一汽大众公司的捷达轿车整体侧围复制模具，该模具长5m多，宽3m左右，形状复杂，若从德国进口，需要大约300万人民币，国产化后只需要100万人民币左右，节省了大约2/3的资金。像这样精度要求高且十分复杂的高档轿车的整体覆盖件模具，目前在国内唯有一汽模具制造有限公司能制造。下面结合捷达轿车整体侧围复制模具，来介绍一下笔者在使用DELCAM软件在轿车覆盖件制造中的一些成功经验。
   
二、三维造型
   
    对于捷达轿车整体侧围复制模具的型腔部分的造型，我们是采用逆向工程的方法做出来后，再到PowerSHAPE中进行工艺补充的，如图1所示。PowerSHAPE摸块的智能化鼠标和智能化工具栏，极大地方便了操作，其强大的曲面造型和曲面编辑功能尤其适合工艺补充的设计。

三、数控加工
   
    把PowerSHAPE模块中生成的CAD模型直接传输到PowerMILL中，按照侧围模型的特点，拟定数控加工工艺路线，步骤如下。
   
    1.粗加工
   
    由于铸件的余量较大，我们采用Φ5OR6的圆角端铣刀具及分层加工的方式来进行粗加工。PowerMLLL的分层加工可以智能地根据毛坯的铸造量，优化刀具路径口赛车线粗加工是PowerMILL独有的加工策略，它最大化地圆角光顺了刀具路径的尖角处，并可在刀具过载的凹进区域有选择地采用摆线加工，这些都符合了高速加工的需求。通过实际加工的测试，采用分层加工方式比过去采用的平行加工节约1/3左右的时间。
   
    2.粗加工之后的工艺清根
   
    工艺清根的目的是去除粗加工或半精加工后零件凹角处未能加工到的材料。这样，下道工序的加工量就比较均匀，有利于提高下道工序的加工速度，达到提高效率的目的。由于我们粗加工采用了大的刀具来进行加工，在局部的沟槽区域还有很多残留余量，因此决定在粗加工之后进行一次工艺清根。由于在精加工时要采用Φ20的球头刀具，因此，在这次工艺清根中也采用Φ20的球头刀具。采用的加工策略是PowerMILL基于毛坯的分层清根加工，它能够智能地识别出上次加工后的未加工区域。考虑到上一次加工后所剩余的残留余量，优化剩余区域的刀具路径，来一层层地进行清根加工，如图2所示。