隨著具有空間曲面的零件比例越來(lái)越大,制件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,這對(duì)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)都提出了更高的要求。數(shù)控加工的高效、高質(zhì)以及所加工材料種類多的優(yōu)點(diǎn),使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于數(shù)控切削能加工出形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高的零件,很多企業(yè)都大批量引進(jìn)數(shù)控機(jī)床設(shè)備,以及數(shù)控加工技術(shù)迅速成熟,為數(shù)控加工技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了基石[1]。根據(jù)模具特點(diǎn),設(shè)計(jì)加工參數(shù)與加工工藝,設(shè)置刀具路徑,通過(guò)數(shù)控機(jī)床識(shí)別加工代碼,完成自動(dòng)化加工過(guò)程[2]。但是,在實(shí)踐生產(chǎn)中,數(shù)控加工在模具制造中逐漸暴露出一些問(wèn)題,這將嚴(yán)重影響制件的尺寸、精度等重要質(zhì)量因素,本文就這些存在的問(wèn)題進(jìn)行淺析。

1、數(shù)控加工軟件的實(shí)質(zhì)

通過(guò)了解數(shù)控加工的實(shí)質(zhì),分析問(wèn)題的產(chǎn)生源頭。目前數(shù)控編程方法主要有手工編程和自動(dòng)編程兩種。由于現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的圖形都比較復(fù)雜,多采用自動(dòng)編程。自動(dòng)編程又分為APT語(yǔ)言自動(dòng)編程和圖形交互自動(dòng)編程兩種。其實(shí),數(shù)控編程的一般過(guò)程包括刀具選擇、刀具與零件表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的定義、切削加工參數(shù)的確定、走刀軌跡的生成、加工中的仿真顯示、程序驗(yàn)證、后置處理等。相比經(jīng)計(jì)算機(jī)的APT語(yǔ)言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生的加工程序,圖形交互自動(dòng)編程可以在零件設(shè)計(jì)階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)進(jìn)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(qū)動(dòng)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(diǎn),已成為目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的數(shù)控編程方法[3]。

2、存在問(wèn)題及解決方案

2.1設(shè)計(jì)方面

計(jì)算機(jī)技術(shù)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(yīng)用。在設(shè)計(jì)方面,美國(guó)Autodesk公司開(kāi)發(fā)的專業(yè)AutoCAD軟件,可以快速方便地繪制二維圖形;美國(guó)參數(shù)科技公司(PTC)開(kāi)發(fā)的Pro/E軟件,通過(guò)實(shí)體、曲面的造型,進(jìn)行三維圖形的設(shè)計(jì)。而在整個(gè)模具制造中,會(huì)出現(xiàn)CAD/CAM一體化困難的問(wèn)題。因此目前設(shè)計(jì)方面所面臨的問(wèn)題就是:3D模型轉(zhuǎn)換成2D圖形的過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但2D生成3D的可逆向轉(zhuǎn)換則出現(xiàn)問(wèn)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(dǎo)下一步的加工方法和檢驗(yàn)方法,會(huì)需要更多的人為控制過(guò)程,勢(shì)必會(huì)影響零件質(zhì)量。數(shù)控加工的工藝文件包含工件坐標(biāo)系建立、明確加工取數(shù)與對(duì)刀方式,補(bǔ)償方式、NC程序生成與仿真、對(duì)加工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)管控以及建立統(tǒng)一規(guī)范的現(xiàn)代工藝數(shù)據(jù)庫(kù)等內(nèi)容。因此工藝方面的問(wèn)題就是:工藝文件不完善。為此,工藝數(shù)據(jù)庫(kù)要進(jìn)行規(guī)范性建設(shè)。通過(guò)工藝知識(shí)的長(zhǎng)期積累,形成標(biāo)準(zhǔn)工藝庫(kù)。根據(jù)公司產(chǎn)品特點(diǎn),結(jié)合成熟的工藝庫(kù)文件可將刀具,機(jī)床,材料,加工等參數(shù)融合成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作,準(zhǔn)確并高效。在條件允許的情況下,可以自主開(kāi)發(fā)特有的加工編程系統(tǒng),將工藝數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)化,不僅能夠有效的提高編程效率,同時(shí)也能夠極大的降低錯(cuò)誤率。

2.3加工方面

隨著工業(yè)設(shè)計(jì)CAD軟件的興起,制造領(lǐng)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(yīng)運(yùn)而生,且各具特色。美國(guó)CNCSoftWareINC公司開(kāi)發(fā)了一種基于PC機(jī)平臺(tái)的Mastercam加工軟件。這種軟件具有強(qiáng)大的程序后處理功能,集造型加工仿真模擬和數(shù)控編程等功能于一身,能夠支持IGES、STEP等數(shù)據(jù)格式的無(wú)縫對(duì)接,使工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的復(fù)雜產(chǎn)品零件更容易實(shí)現(xiàn),具有很強(qiáng)的數(shù)控加工能力［4］是,Mastercam的設(shè)計(jì)功能相對(duì)比較薄弱,造型麻煩。若將AutoCAD與MasterCAM結(jié)合使用,前者發(fā)揮其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能,后者發(fā)揮其卓越的數(shù)控加工功能,可以提高設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期。Pro/E設(shè)計(jì)軟件則利用其軟件自帶的模具功能模塊,進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塑性分析和NC加工等工作,完成從設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)過(guò)程。這些技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提高模具設(shè)計(jì)與制造水平、縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期。

2.4檢測(cè)方面

傳統(tǒng)的檢測(cè)一般是加工過(guò)程暫停等待,用常規(guī)檢測(cè)工具測(cè)量產(chǎn)品尺寸,加工完成后進(jìn)行終檢。如此一來(lái),在檢測(cè)方面就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題:大型工件長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)等待浪費(fèi)時(shí)間,復(fù)雜工件無(wú)法常規(guī)測(cè)量,產(chǎn)品終檢后尺寸有偏差重新上機(jī)加大制造成本。為此,采用數(shù)字化接觸式檢測(cè)、非接觸式檢測(cè)、在線檢測(cè)和線下檢測(cè)來(lái)及時(shí)控制誤差,糾正錯(cuò)誤。

3、結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)控加工應(yīng)用的不斷擴(kuò)大,其在模具制造中的問(wèn)題也日益凸顯,為保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高數(shù)控加工的效率,從圖形設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程、加工程序到制品檢測(cè)都要做精做細(xì)。特別對(duì)復(fù)雜零件的數(shù)控程序編制,設(shè)置好工藝參數(shù)后能自動(dòng)生成數(shù)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(shí)間,降低生產(chǎn)成本,提高工作效率。