汽車外覆蓋件拉延模的編程與加工

汽車外覆蓋件模具直接影響著最終汽車產品的外觀質量，如何通過合理的程序編制以及加工方法的選擇來保證質量、提高質量，在模具制造方面是需要不斷創新提高的重點難點。

汽車外覆蓋件模具包括整體側圍、車門、前后翼子板、發動機罩、頂蓋、后行李箱、側圍模具等，其中整體側圍模具是較難編程加工的，也是編程加工中最具有代表性的模具。本文就以整體側圍拉延模為例探討汽車外覆蓋件模具的編程與加工方式的選擇。

整體編程思路

對于大型拉延模具的數控編程的粗加工，首先要考慮的問題是在機床切削條件允許的前提下，在最短的時間內切除最多的金屬加工余量。數控編程加工參數（主要包括編程加工方式、主軸轉速與進給的匹配、跨步、切深、刀具的選擇）的合理選擇，特別是合理的順銑粗加工參數，不僅可以保證加工效率，還能夠節約刀具的成本，提高加工效率。對于粗加工，在編程之前一定要結合過去的小型型面復雜模具的數控加工經驗，進行分區加工，并且要采取多種粗加工方式相結合的編程方法進行粗加工。

半精加工不涉及到接刀痕跡問題，所以可以只考慮在加工可行性和保證加工效率的前提下任意分區編程加工。半精加工編程時，因編程方式的不同，計算刀具路徑時的算法也不同，某些編程方式在局部的殘留量會較大，考慮到對精加工時加工質量與精度的影響，有必要編制局部補刀程序。

精加工方式與加工參數的選擇直接影響模具表面質量以及以后的產品制造周期。筆者認為應在前期多花費一些編程和加工時間來保證模具的表面加工質量，從而避免因編程方式與加工問題使模具表面質量達不到技術要求而靠鉗工來修磨。

對模具實體結構與加工數模的分析

圖1是一個整體側圍凸模的實體，其加工數模見圖2。加工前，數模與實體坐標系統一、料厚及方向、側圍的左右部分等各種信息的確認是非常重要的，這樣可以避免因一些低級錯誤而造成不可估量的損失。

圖1 整體側圍凸模

圖2 整體側圍加工數模

如果編程軟件與造型軟件不同，數據傳輸過程中也可能會出現問題。我們在catia與delcam軟件轉換加工數模的過程中，有時就會出現壞剪裁、縫隙、交叉曲、漏面、多余細小碎面等不確定的數據轉換，這些對一般的模具不會產生影響，但對于外覆蓋件拉延模的表面質量的影響卻是相當的大的，因此，在編制程序之前必須做全面細致的檢查，同時進行一些有針對性的處理。

粗加工程序的編制

整體側圍拉延模的型面加工范圍都比較大，所以采用剛性好的數控銑床和直徑大的刀具加工比較經濟，而且能夠保證加工效率。在我國，受鑄件毛坯制造水平的限制以及毛坯余量不均等不確定性因素影響，我們還不能夠很好地合理選用仿形銑刀進行型面的粗加工。就目前現狀，我們選用d50mm或d40的球頭刀具針對不同的區域編制不同加工方式的程序進行粗加工，在實際生產中還是比較經濟的。

1、輪廓粗加工程序

輪廓處的毛坯可能對粗加工刀具壽命產生影響，特別是當刀具由上向下運動時，有刀具垂直切入毛坯的運動趨勢，所以在粗加工之前，通過試刀檢查程序保證型面加工出來的前提下，一定要粗加工輪廓，或者精加工到位。

2、等高粗加工前的局部處理程序和等高粗加工程序

凸模的四周比較陡峭，一般采用等高粗加工方式加工，但在局部還有比較平坦的型面。通過圖3的局部處理程序和圖4的等高程序局部可以看出，軟件在計算等高加工方式時只是簡單地處理平坦型面，如果不進行局部的處理，加工時會因為局部刀具切削量突然增大而導致刀具發生意外，所以等高粗加工前的局部平行、三維偏置等編程處理是特別必要的。

圖3 局部處理程序

圖4 等高程序局部

等高程序加工的缺點是抬刀次數多，刀具路徑如圖5，但是在抬刀之間如果用快速掠過，就可以忽略因抬刀而耽誤的時間，其優點是可保證每層加工軌跡在同一高度，由上至下逐層加工，對刀具和機床的損傷相對較小，加工時更安全、平穩。

圖5 等高程序的刀具路徑

3、三維偏置粗加工

中間的三處陡峭區域以三維偏置方式加工(圖6)，缺點是不能保證每層加工軌跡在同一高度，優點是抬刀次數大幅度減少。

圖6 三維偏置粗加工

當以三維偏置代替等高時，必須仔細檢查三維偏置刀路是否有扎刀運動趨勢的軌跡存在，如果存在，必須更改參考線或邊界，重新計算程序，否則在數控加工時非常容易打刀崩刃。

4、平行粗加工

陡峭區域處理完成之后開始編制頂部平坦面處程序，可采用平行粗加工方式（圖7），平坦區域按不同留量的方式分三層進行筆式清根及行切加工。

圖7 平行粗加工

因粗加工采用d50mm球頭刀加工，半精用d30mm球頭刀加工，所以在粗加工之后要用d40刀具清根，清根方式根據清根處的凹陷程度選擇單筆還是多筆。

半精加工程序的編制

半精加工前的清根(圖8)是非常必要的，另外，受刀具的限制，清根程序按標準刀具的伸出長度分區，同時給出數控實際加工時的不碰撞不過切的角度是必要的。具體步驟如下：編制d30球頭刀多筆清根；編制d30球頭刀單筆清根；編制d20球頭刀多筆清根；編制d30球頭刀的型面半精加工程序（刀具路徑如圖9）。