隨著具有空間曲面的零件比例越來越大,制件結構日趨復雜,這對模具的結構設計、制造與生產都提出了更高的要求。數控加工的高效、高質以及所加工材料種類多的優(yōu)點,使其應用越來越廣泛。由于數控切削能加工出形狀結構復雜且精度要求高的零件,很多企業(yè)都大批量引進數控機床設備,以及數控加工技術迅速成熟,為數控加工技術的推廣應用奠定了基石[1]。根據模具特點,設計加工參數與加工工藝,設置刀具路徑,通過數控機床識別加工代碼,完成自動化加工過程[2]。但是,在實踐生產中,數控加工在模具制造中逐漸暴露出一些問題,這將嚴重影響制件的尺寸、精度等重要質量因素,本文就這些存在的問題進行淺析。

1、數控加工軟件的實質

通過了解數控加工的實質,分析問題的產生源頭。目前數控編程方法主要有手工編程和自動編程兩種。由于現在所設計的圖形都比較復雜,多采用自動編程。自動編程又分為APT語言自動編程和圖形交互自動編程兩種。其實,數控編程的一般過程包括刀具選擇、刀具與零件表面相對運動的定義、切削加工參數的確定、走刀軌跡的生成、加工中的仿真顯示、程序驗證、后置處理等。相比經計算機的APT語言編程系統(tǒng)編譯產生的加工程序,圖形交互自動編程可以在零件設計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)進行定義、顯示和修改,最終得到零件的幾何模型,能直接在屏幕菜單及命令驅動等圖形交互方式下完成,具有形象、直觀、高效、便于檢查等優(yōu)點,已成為目前國內外普遍采用的數控編程方法[3]。

2、存在問題及解決方案

2.1設計方面

計算機技術的高速發(fā)展,促使CAD/CAM/CAE軟件的誕生,在模具工業(yè)中得到廣泛應用。在設計方面,美國Autodesk公司開發(fā)的專業(yè)AutoCAD軟件,可以快速方便地繪制二維圖形;美國參數科技公司(PTC)開發(fā)的Pro/E軟件,通過實體、曲面的造型,進行三維圖形的設計。而在整個模具制造中,會出現CAD/CAM一體化困難的問題。因此目前設計方面所面臨的問題就是:3D模型轉換成2D圖形的過程可以實現自動化,但2D生成3D的可逆向轉換則出現問題,需要人為頻繁操作與檢查控制。

由于傳統(tǒng)的工藝文件只能指導下一步的加工方法和檢驗方法,會需要更多的人為控制過程,勢必會影響零件質量。數控加工的工藝文件包含工件坐標系建立、明確加工取數與對刀方式,補償方式、NC程序生成與仿真、對加工過程中的風險管控以及建立統(tǒng)一規(guī)范的現代工藝數據庫等內容。因此工藝方面的問題就是:工藝文件不完善。為此,工藝數據庫要進行規(guī)范性建設。通過工藝知識的長期積累,形成標準工藝庫。根據公司產品特點,結合成熟的工藝庫文件可將刀具,機床,材料,加工等參數融合成數據庫系統(tǒng),實現自動化操作,準確并高效。在條件允許的情況下,可以自主開發(fā)特有的加工編程系統(tǒng),將工藝數據庫參數化,不僅能夠有效的提高編程效率,同時也能夠極大的降低錯誤率。

2.3加工方面

隨著工業(yè)設計CAD軟件的興起,制造領域的CAM軟件也得到了前所未有的發(fā)展,各種三維CAD/CAM軟件應運而生,且各具特色。美國CNCSoftWareINC公司開發(fā)了一種基于PC機平臺的Mastercam加工軟件。這種軟件具有強大的程序后處理功能,集造型加工仿真模擬和數控編程等功能于一身,能夠支持IGES、STEP等數據格式的無縫對接,使工程技術人員設計的復雜產品零件更容易實現,具有很強的數控加工能力［4］是,Mastercam的設計功能相對比較薄弱,造型麻煩。若將AutoCAD與MasterCAM結合使用,前者發(fā)揮其強大的設計功能,后者發(fā)揮其卓越的數控加工功能,可以提高設計效率、縮短設計周期。Pro/E設計軟件則利用其軟件自帶的模具功能模塊,進行模具結構設計、塑性分析和NC加工等工作,完成從設計到制造的整個過程。這些技術的應用能夠有效的提高模具設計與制造水平、縮短了模具設計與制造周期。

2.4檢測方面

傳統(tǒng)的檢測一般是加工過程暫停等待,用常規(guī)檢測工具測量產品尺寸,加工完成后進行終檢。如此一來,在檢測方面就會出現問題:大型工件長時間停機等待浪費時間,復雜工件無法常規(guī)測量,產品終檢后尺寸有偏差重新上機加大制造成本。為此,采用數字化接觸式檢測、非接觸式檢測、在線檢測和線下檢測來及時控制誤差,糾正錯誤。

3、結語

隨著數控加工應用的不斷擴大,其在模具制造中的問題也日益凸顯,為保證產品質量和提高數控加工的效率,從圖形設計、工藝規(guī)程、加工程序到制品檢測都要做精做細。特別對復雜零件的數控程序編制,設置好工藝參數后能自動生成數控代碼,可大大提高程序的正確性和安全性,縮短編程人員的編程時間,降低生產成本,提高工作效率。