汽车覆盖件模具的设计

摘要：分析了汽车覆盖件模具的特点，以哈飞松花江HF10 车尾门外板模具制造为例，介绍了应用Powermill 软件对汽车覆盖件模具数控加工工艺的规划，并说明了数控编程中加工策略的选择及参数的设置。

Programes of NC machining technologies For machining cover of Automobile mouldsbased on Powermill

(Harbin University of Science and Technology, 52 Xuefu Road, Harbin 150080, CHN

Hafei Automobile mould Co.Ltd ,51 Baoguo Road, Harbin 150060, CHN)

关键词：Powermill 汽车覆盖件模具数控加工加工策略参数设置

Abstract : Based on the analysis of the technologies for NC machining of Cover of Automobile moulds and their characteristics, The commonly used NC machining technologies with Powermill are introduced. Through atual application tail-door outer panel mould of HF10,the proposed machining tactics in different working procedure are presented and the setting of key machinigng parameters are introduced.

Keywords : Powermill ; Cover of Automobile moulds; CNC machining ; machining tactic; parameters setting

引言：

模具工业是汽车工业发展的基础，在汽车车身设计过程中，由于流体力学和空气动力学的要求，车身外覆盖件的几何形状日趋复杂，汽车车身就是由这些轮廓尺寸较大且具有复杂空间曲面形状的覆盖件焊接而成，因此对覆盖件尺寸精度和表面质量有较高要求，这就对覆盖件模具的加工质量提出了更高的要求；此外，新车型更新换代的速度不断加快，覆盖件模具的制造周期越来越短。如何在合同期内保质保量完成覆盖件模具的制造成为各模具厂家急待解决的问题。

PowerMill 是英国DELCAM 公司开发的一款独立的3D 加工软件，广泛的应用在中国覆盖件模具的制造企业，如一汽模具制造有限公司、东风汽车制造有限公司、天津汽车模具制造有限公司等都是它的用户。PowerMILL 可由输入的模型快速产生无过切的刀具路径，提供了从粗加工到精加工的全部选项，加工策略非常丰富，而且专业性强、自动化程度高、刀轨计算速度快，对生成的加工轨迹可以进行仿真校验，以确保生成的数控加工程序准确无误，特别适合模具加工。哈飞汽车模具中心自2001 年引进了PowerMill 软件后，一直把该软件作为模具数控加工的唯一编程软件，先后完成了哈飞松花江系列如中意、民意、赛马、路宝、赛豹等车型的内、外覆盖件及底盘件近千套模具的数控加工，也为河北兴林、重庆力帆、吉林轻汽等企业完成了几个车型外板、内板件部分模具的数控加工。对比之前公司使用的CAD/CAM 软件，编程效率和加工质量大大提高，极大增强了企业在国内模具市场竞争能力。下面结合即将上市的HF10 车型尾门外板的凹模模具，笔者介绍一下PowerMill 软件在汽车覆盖件模具数控加工中关于工艺规划和编程策略上的一些经验和方法。

1 汽车覆盖件模具的特点

汽车覆盖件模具与一般的零件模具相比，具有体积大、工作型面复杂、自由曲面多、加工精度要求高、制造周期长、模具制造成本高等特点，因此有计划的对汽车覆盖件模具加工进行工艺规划就显得十分重要。

2 汽车覆盖件模具数控加工的工艺规划

以HF10 尾门外板凹模数控加工为例，模具材料是钼钒铸铁，数控加工范围是1580 ×1460 × 280mm ，

其工艺规划是：

（1 ）依据HF10 尾门外板产品数模（如图1 ）用CATIA 软件建立汽车尾门外板凹模所需的加工模型（如图2 ）。

（2 ）确定加工坐标系。汽车覆盖件产品的建模采用车身坐标系，覆盖件模具建模采用模具坐标系，数控加工编程时也采用模具坐标系，这样有利于模具加工时的定位和找正。

（3 ）数控加工工序设置。加工工序一般可分为：局部粗加工→预清角→粗加工→粗清角→半精加工→小刀粗清角→精加工→精清角工序。

（4 ）刀具的选择。数控加工刀具选择的总原则是适用、安全、经济。

（5 ）加工程序参数设置。包括行距、公差、加工余量、进退刀位置及方式等。

（6 ）生成刀具加工轨迹，进行刀具路径检验。

（7 ）对生成的加工轨迹进行后置处理，产生NC 程序。

3 数控编程中加工策略的选择及加工参数的设置

（1 ）局部粗加工。由于毛坯的加工余量较大且分布很不均匀，直接大范围的使用一种加工策略来进行全部粗加工，会造成刀具的不稳定切削，加速刀具磨损，对刀具使用寿命和模具加工质量不利，所以在真正粗加工前要进行局部粗加工，局部粗加工主要针对模具的陡峭部位或模具局部镶锻件的部位，加工策略一般采用采用轮廓区域清除、等高加工方式或三维偏置方式，推荐使用同正式粗加工直径相同的刀具。

本加工实例局部粗加工使用? 50R25 的球头刀，公差为0.1 mm 。加工策略采用以凸模外形线为参考线使用三维偏置方式，余量为1.5 mm ，行距为5 mm 。如图3 ：

图3 局部粗加工刀路

（ 2 ）预清角。主要针对模具的内圆角即凹R 部位，清除这些部位的多余废料，有利于粗加工顺利进行，加工策略一般为笔式清角，推荐使用同正式粗加工直径相同的刀具。

本例中预清角采用笔式清角策略，余量为1.2 mm ，切削方向采用顺铣，分界角45 °，如图4 ：

图4 预清角加工刀路

（3 ）粗加工。其目的在于从毛坯上尽可能高效、大面积地去除大部分的余量，粗加工时切削效率是主要考虑因素。加工策略推荐使用最佳等高、三维偏置或平行加工方式。

本例中粗加工采用三维偏置加工方式，余量为1.0 mm ，行距为5 mm ，切削方向选任意，如图5 ：

图5 粗加工刀路