Delcam软件在模具设计制造中的应用

    笔者所在的公司是一家专业制造各类汽车塑料件模具的公司，经过几十年的发展，在注塑模具的制造上有自己独特的技术和经验。随着计算机技术的飞速发展和应用，模具的制造技术也日新月异，我公司在20世纪90年代初开始将CAD/CAM技术用于模具制造。2000年，我们在原有软件的基础上购买了英国Delcam公司的PowerSHAPE和PowerMILL软件，经过这几年在模具制造中的应用，取得了非常好的效果，提高了工作效率，缩短了模具制造时间，提高了加工质量。
   
    当然，任何软件都有它的不足，而我们就应该做到合理选择，充分发挥软件的最佳功能。笔者经过多年的应用和比较认为，PowerSHAPE和PowerMILL是很适合模具制造行业的，尤其是PowerSHAPE简捷的曲面造型技术和电极拆分，对加快分模和电极设计有较大的帮助。至于PowerMILL的安全、方便、快速的特点更是独树一帜，特别是PowerMILL的高速铣和五轴功能优势更为明显。下面以近期某套模具为例，介绍PowerSHAPE和PowerMILL软件的一些应用。
   
一、PowerSHAPE的应用
   
    Delcam提供了windows环境下全中文用于复杂形体零件及模具设计、制造与测量的CAD/CAM集成系统解决方案。示例产品的三维数据，如图1所不。该产品是某新车型仪表台上的控制器部分面板，装配关系复杂，表面有纹理要求。产品外形尺寸为475mm x 310 mm x 400mm ,属于典型的超深腔(模具型腔深达410mm)加工，在加工工艺上要有特殊的手段才能完成模具的制造。

    公司从接到数据到做出首件合格样件只给了100天的时间，为了节省产品缝合实体时间和大量电极的拆分与管理，我选用PowerSHAPE分模，PowerMILL进行加工。分模情况如图2所示。

    在进行分模时就要综合考虑后续的加工工艺和电极的拆分。这种复杂模具的制造是不允许犯错误的，特别是在设计阶段，否则将造成不可挽回的损失。PowerSHAPE具有方便、强大的曲面编辑功能，能够快速地制作和修改分型面，检查拔模角，分析模型的精度和正确性，如图3所示。的，虽然曲而复杂且数量很多，但为了节省时间，笔者没有逐一检查分析曲面质量，因为经过多年的应用，笔者深知，PowerMILL具有良好的容错能力，即使输入模型中存在间隙，也可产生出无过切的加工路径。如果模型中的间隙大于公差，PowerMILL将提刀到安全Z高度，如果模型间隙小于公差，刀具则将沿工件表面加工，跨过间隙，因此它的安全性很高。但是如果采用高速铣的加工方式，就必须考虑模型质量了。在高速加工中不影响刀具的模型缺陷将不会影响刀具路径，但是影响刀具的模型缺陷将严重影响加工路径。

    因为本套模具是超深型腔，并且主要型腔处的宽度只有35mm左右，加工难度很大，为了避免在加工中出现因为刀具伸出过长在快速切削中产生偏摆，导致发生过切这种致命缺陷，除了在加工编程时要充分考虑加工的工艺和策略之外，在造型时就要分析判断，不要将一些特征曲面，如需要刀具直径来保证的内角等留下，如下图4所示。

    笔者认为，数控加工编程对CAD模型的需求有以下几点(对高速加工更为明显):
   
    (1)确保造型精度至少要与加工精度一致;
   
    (2)要小心在数据转换中的错误;
   
    (3)避免在加工模型中存在隐性特征，如需要刀具直径来保证的内部导角等;
   
    (4)避免在加工模型中存在不合理或不必要的特征;
   
    (5)减少加工模型造型中所花费的准备时间，能大大节省编程和加工的时间，提高制造效率。
   
    在本套模具的造型中，充分应用PowerSHAPE强大的曲面编辑功能，快速准确地完成了模具的分模设计工作。当然，若PowerSHAPE在以后的升级版本中能更加完善其实体功能就更好了。