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基于拉延模具数控加工中CAPP技术研发与应用

2018/1/25    来源:互联网    作者:王洪磊      
关键字:拉延模具  数控  加工  CAPP技术  
拉延模具数控加工中的CAPP技术,就是通过定制模板,再借助计算机、支撑环境以及推理等设备和技术,对制定的零件进行机械加工的工艺技术。数控加工以及CAPP技术都是依托于计算机技术而发展起来的,借助于CAPP技术系统,对手工工艺设计效率低、一致性低、质量不稳定、不易达到优化等问题找到了有效的解决方法。文章对基于拉延模具数控加工中CAPP技术进行了研究。

0 引言

    基于计算机技术的发展,数控加工已成为机床零件加工的重要工艺方法,而计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning,CAPP)技术是计机技术在机床零件加工中更进一步的应用,也是机床零件加工工艺在发展过程中,更加智能化、现代化的重要标志。

1 拉延模具数控加工中CAPP模板的研发

1.1 模板定义

    模板技术是CAPP技术应用在拉延模具数控加工中的一项重要组成部分,模板技术的基础是设方法以及相似的事物,即相同的零件加工。在这一基础上发展起来的复用技术,就是模板技术。这种模板技术并不是随意发展的,而是有着核心和基本思想原则的复用技术。抽象出一类相似事物的框架模板,以并以参数化变异和重用设计信息为核心,将模板当作此类事物的范本实例,这就是模板技术的基本思想。

    拉延模具模板化技术与现代化的计算机技术相结合,将计算机的CAM技术运用其中,实现了模板技术的现代化发展。运用了现代化计算机CAM技术的模板技术,是通过定制模板,确立正确、有效并经过加工验证的程序,将其作为备用的模板文件,当有同类零件需要加工时,只需要对备用的模板文件根据实际要求,进行微小的调整,就能立即制作模板。

    覆盖件模具具有模板化特征,这一点通过分解车身零件以及成形模具,再对其进行详细的分析便能了解。构建模板是一项极为复杂的工作,在正式构建模板前,需要做好几个方面的准备工作,这是为了在构建模板时,塑造拉延模具模板的几何模型,同时也是对工厂设计经验进行知识性的转化,以便形成相应知识模型,在知识模型和几何模型融合之后,数控加工的模板便建立起来了。

1.2 PowerMILL软件在拉延模具中的应用

    正是在PowerMILL软件的基础上,建立了CAPP模板,从而使拉延模具数控数控加工CAPP工艺模板得以真正的实现。因此PowerMILL软件的应用,极大地推动了拉延模具数控加工的发展。而这一结果,有赖于PowerMILL软件开放了二次开发接口与宏、模板等功能,使数控编程实现了知识化的转变。Power.MILL软件为刀具路径提供了编辑工具,并对优化、编辑刀具路径的过程进行了仿真模拟,通过仿真模拟使机床加工技术更加成熟,大大提高了机床加丁的效率。此外,PowerMILL软件允许用户自定义加TCAPP模板,从而提升相似零件CAM编程的效率。

1.3 拉延模具的数控加工中模板开发

    在接延模具数控加工中开发出CAPP技术,需要创新适合的加工程序。其加工程序的创建过程是先按照模具结构特征以及加工技术的工艺性,在确定加工工艺的流程之后,再按照加工技术工艺的特点,结合PowerMILL软件的加工策略,而其加工对象就是结构性,然后按照规则选择加工策略,定义加工T艺的参数。最后一步,是要使用CAPP模板,以CAPP模板形式将加工工序在PowerMILL软件中的加工策略里保存下来。

2 拉延模具数控加工CAPP技术的应用

2.1 成组技术的应用

    所谓的成组技术是根据加工零件的类型、结构共性以及工艺共性发展而来的。其根据零件的加工技术进行分组归类。成组技术可以使用相同工艺设备,在工序相等的前提下,将原本是小批量的零件集中起来,从而提高加工效率和产量节省成本。

    根据这一目的,将零件加工所用的加工方式、设备以及数据处理系统,与成组技术结合起来,快速且准确地将所有相似的零件系统整理出来,以帮助零件设计部门进行系统集中分类,从而减少零件的设计时间。

    在零件模具中,有一种典型覆盖件模具,这种模具主要应用于拉延模具里的压边圈、上下模等,相对于其他零件的加工工艺来说,覆盖件模具的加工工艺相对比较成熟,甚至有一部分已形成了标准工艺。在对典型模具的零件加工工艺进行总结和归纳时,要将此类零件的加工工艺收纳其中,可以指导该类零件的机械加工。

2.2 基于实例的推理技术的应用

    在所有的模具零件中,非标准零件无论是在结构差异上,还是在几何形状差异上,与标准零件的差异都比较大,因此加工方式也有相当大的差异,这导致加工部门很难将非标准零件与其他零件归为一类,增加了非标准零件加工和设计的难度。

    CAPP软件的出现,使模具制造和设计的发展更进一步,但在我国还没有出现模具制造和设计的CAPP软件,这主要是因为CAPP软件系统仍有缺陷,还需要进一步完善。此外,在模具行业中,由于专家系统对创成式系统的制约作用,使CAPP技术无法模具制造和设计中得到真正的应用。直到目前为止,CAPP技术还停留在理论研究阶段,在实际的模具制造和设计中,只能得到简单的应用。

    在进行模具设计时,一般可分为3种形式:变型设计、适应l生设计和创造性设计。

    在实际设计中存在着大量的变型设计,这是因为变型设计可以提升模具制造的质量和速度,同时制造企业还可以重复利用已有资源,节省制造成本,让企业不断地满足用户需求的变化,增强企业实力,在激烈的市场竞争中立于不败之地。

    变型设计的难点就是在于不够快捷有效,要解决这一问题,就要采用建立在实例的基础之上发展而来的推理技术。对拉延模具的划分可以分为若干种类,每一类中,拉延模具都具有极高的相似性,而在CAM软件的支持之下,对这种继承性和相似性进行了二次开发,从而使这种基于实例的推理技术进行拉延模具的制造成为可能。

    作为人工智能中的一种新型推理模式,基于实例的推理技术在解决问题时,计算机生成报告(Computer Build Report,CBR)商品指数的基本方式,就是用户可以得到类似的解决经验,这一方法的运用,充分将经验和知识的积累在实际中进行了运用,而将以前例子与当前出现的新问题进行对比,可以在实例中求解,或者是对实例中的策略进行引用,对以前成功例子的经验加以运用,而对失败的例子,要引以为戒,以免再次发生不理想或错误的结果,导致失败。

    基于模板工艺的规划技术以及基于实例推理机制,对于非型面机械加工工艺更加适用,但其前提是需要建立广泛的模板库和实例库,这一点是将模板工艺规划技术和实例推理机制应用于实际生产的关键,也是使这两种技术在现实中得到实现的基础和前提。

    模板工艺规划技术和实例的推理机制都属于基于拉延模具数控加工中的CAPP技术,尽管CAPP技术已在一定领域得到了应用,但无论是模板工艺规划技术,还是实例推理机制,这两种CAPP技术的开发难度都非常大,而且开发周期非常长,还需要投入大量的物力和人力,这都是限制CAPP技术发展和普及的关键因素,模具行业在未来的发展过程中,还需要进一步加大对CAPP技术的开发和研究,通过成熟的新技术还提高模具行业的生产效率,促进模具行业的发展进步。

3 结语

    拉延模具在数控加工中CAPP技术的研发和应用,实现了模具规范化制造,从而特别是提升了NC编程的效率和质量。这种工艺规范化路线的发展,是奠定和实现模具一体化,实现模具标准化生产的基础。

责任编辑:张纯子
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