北汽福田濰坊模具廠 王奉偉 馬國永 來源：e-works 42# rhgW  
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0、引言 g%9I+(?t  
  三維實(shí)體設(shè)計(jì)作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，已經(jīng)在眾多的機(jī)械制造企業(yè)取得了重大的成功，特別是通過三維的動態(tài)仿真技術(shù)，提前杜絕了多數(shù)的設(shè)計(jì)問題，企業(yè)能夠取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。近年來隨著國外先進(jìn)三維設(shè)計(jì)軟件在模具行業(yè)的不斷應(yīng)用，眾多模具企業(yè)紛紛采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)手段，模具的設(shè)計(jì)水平得到了較大的提高。 -f Zm_FE  
  濰坊模具廠自1997年就開始三維實(shí)體設(shè)計(jì)嘗試，但是由于受到當(dāng)時種種條件的限制，三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用一度陷入迷茫，2004年下半年，隨著各種條件的成熟，濰坊模具廠三維實(shí)體設(shè)計(jì)的應(yīng)用率達(dá)到100%。全三維設(shè)計(jì)的鋪開，為后序的編程和制造帶來了地震似的影響，泡沫實(shí)型的整體加工就是這場革命的產(chǎn)物之一。 ,Y9lp)w  
  本文通過北汽福田濰坊模具廠基于PDM的三維實(shí)體設(shè)計(jì)，結(jié)合模具實(shí)型三維實(shí)體數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，拋磚引玉，探討三維實(shí)體加工技術(shù)為企業(yè)提高制造效率、增加經(jīng)濟(jì)效益的途徑。 7*@qd&  
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  1、三維加工技術(shù)的引入 g w}t.3}  
  數(shù)控加工技術(shù)是模具制造中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用水平的高低直接影響到模具的制造質(zhì)量，模具的三維加工是三維實(shí)體設(shè)計(jì)與數(shù)控加工技術(shù)作的有機(jī)結(jié)合。 1[X+6viE  
  濰坊模具廠自1997年引入U(xiǎn)G設(shè)計(jì)軟件之初就開始三維實(shí)體設(shè)計(jì)的研究，但由于當(dāng)時條件的限制，三維實(shí)體加工無法開展。在此條件下，濰坊模具廠的泡沫實(shí)型工藝路線由技術(shù)下圖紙，泡沫工人手工制作，有型面部分編程數(shù)銑加工。實(shí)型的質(zhì)量和速度完全取決于實(shí)型工人的技術(shù)熟練程度，而一名熟練的實(shí)型工人需要多年的培養(yǎng)，這就嚴(yán)重制約了我廠的生產(chǎn)能力，外聘實(shí)型加工又增加了模具制造成本。 p1G!-\l  
  2003年初，濰坊模具廠PDM系統(tǒng)成功應(yīng)用，2003年底在PDM系統(tǒng)基礎(chǔ)上成功推廣三維實(shí)體設(shè)計(jì)，2005年濰坊模具廠三維實(shí)體設(shè)計(jì)與模具實(shí)型三維加工技術(shù)得到有效的結(jié)合應(yīng)用，部分解決了模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用存在的問題，如三維實(shí)體加工應(yīng)用，解決了三維實(shí)體設(shè)計(jì)周期長的問題，確保了模具的整個制造周期。 "MK:y[+*  
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  2、模具實(shí)型三維數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用 \'E%ue_<9  
  泡沫實(shí)型整體加工的核心部分在于數(shù)控編程，程序的好壞，很大程度上決定模具的質(zhì)量和外觀。我廠整體加工編程的基本思路是實(shí)體剖切分層，翻轉(zhuǎn)加工。拿到實(shí)體的第一步是先膨脹，把鑄件的膨脹率放出來，然后審查其可加工性，接著分層，編程，下料，編制程序單。通過固定編程操作順序，可以減少編成的錯誤，同時可以加速對新人的培養(yǎng)。 BhdJ/C^  
  程序的好壞取決于兩個方面，一個是編程前的分層，另一個是具體的編程的技巧。好的分層，可以充分提高材料的利用率，降低工人的勞動強(qiáng)度，同時方便后序的粘貼。分層的基本原則是： ";s?#c  
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  （1）首先考慮機(jī)床的加工范圍，受我廠機(jī)床的加工能力的限制，最大料不能超過2000x4000x500． <A"}Krq?  
  （2）因泡沫材料為塊狀材料，大小為5000x1000x500，所以每次下料的尺寸盡量使用滿足現(xiàn)有材料的尺寸，減少工人下料和粘貼的時間。 193Q  
  （3）分層前必須把有余量的部分貼好余量，防止分層后，加工面和非加工面混淆，漏掉加工余量，如底面，鑲塊擋墻，導(dǎo)板，導(dǎo)向面，彈簧臺等。 W~dS8B=<  
  （4）分層要考慮好那些必須加工出來，那些可以不加工，工人手工做出，某些不在合適位置的減輕孔可以受過挖出，而對于某些有尺寸要求的臺面等，實(shí)體加工后，工人找位置困難，所以盡量的帶出。 }v@w(*)h:  
  （5）吊耳部分的可加工性不好，編程麻煩，數(shù)控加工出來后，外觀質(zhì)量不如手工制作好，所以盡量去掉，由工人手工制作。 g-Z>1V  
  （6）分層厚度不能太薄，盡量不能低于100mm，太薄，加工困難。 #.FtPR  
  下面舉實(shí)例來說明貼量和分層的過程和注意事項(xiàng)： =wI,H@  
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此件為一修邊模下模座，拿到實(shí)體后，應(yīng)先膨脹出收縮比，在ug中貼加工量，然后考慮分層。此件可分兩層，如圖分為黃褐色和藍(lán)色為兩層，紅色為去除掉的量，加工粘貼后，手工粘貼上這些部分�？紤]到分層正好在滑料斜面上，如果直接在斜面上分下去，不然導(dǎo)致褐色局部太薄弱，不好加工，所以在分層時候，不直接水平分割，而是先向下分割，再水平分割，這樣薄弱部分就得到了加強(qiáng)，如圖 P) GBuW  
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對于一些細(xì)長件，因?yàn)榧庸�時候裝夾困難，很難擠住，所以，盡量在寬度上擴(kuò)充，可以作輔助筋，或者多件聯(lián)合加工，如圖 rf]]I#C7  
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此件分層后，兩層并排，通過中間紅色部分的輔助筋連接，加長了寬度，降低了加工的難度，同時一次加工出兩層，一個件，提高效率50%以上。 8n);NZ  
  對于形狀特別古怪的件，可通旋轉(zhuǎn)，并結(jié)等方法來分層。如下例 ^aXyho  
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此件為成型模，多出負(fù)角，如常規(guī)分層，分層多，考慮如下的方案：底座一部分，兩端頭單切除，旋轉(zhuǎn)180，并結(jié)成一體。凸模部分從中間劈開，同樣旋轉(zhuǎn)180度，對接。分層如下： oDM}h +  
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實(shí)踐證明，此分層方法，解決了模座的負(fù)角等問題，完全滿足了編程和加工的需要。 Yz.[Cm
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  分層后，程序編制也同樣關(guān)鍵，經(jīng)過摸索，根據(jù)我單位使用的機(jī)床和刀具情況，以及泡沫的特有加工性能，我們總結(jié)出了許多經(jīng)驗(yàn)并做成了規(guī)范。泡沫分層后，程序分兩面編制，第一部分應(yīng)為平緩面，加工完后，繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)180度，編制另一面的程序，編程坐標(biāo)系位置不變，僅隨旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度。在編程中，基準(zhǔn)大平面，如底面等，可不編程，交由設(shè)備操作者完成。型腔部分使用Ø30球頭刀和D40R10立銑刀編程，平臺部分編程選用ug的mill_planar，使用刀具為D40R10，三維加工型面部分使用刀具Ø30球頭刀加工，使用ug的mill_contour編程。使用mill_planarl時，單層切削深部不能超過100mm，太深，加工量太大，容易使整個件晃動，影響加工質(zhì)量。編程時應(yīng)注意，應(yīng)先加工壓板臺等高臺部分，防止高臺部分銑成細(xì)臺，后加工的時候容易一加工就折斷，影響實(shí)型質(zhì)量。對于輪廓，采用順銑編程。以上面的分層為實(shí)例： rDUNA@r  
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先銑底面，以平面銑為盡量銑光余量，對于有型面部分，采用固定軸銑，同樣，要盡量銑光余量，方便翻轉(zhuǎn)后編程。走刀路徑如圖所上圖示意。 65s|gfu/  
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底面加工完成后，加工坐標(biāo)系的x周圍旋轉(zhuǎn)軸，坐標(biāo)圓點(diǎn)不動，編制另一面的程序。此面同樣先以平面銑分層拿掉大的余量，對于三維型面部分，采用球刀固定軸編程的方法，保證型面的完整加工，最后，程序?yàn)閮杉�留下剖斷痕跡，方便操作者將兩件剖開。同樣，走刀路徑如上兩圖。 J/R=O>  
  編程完畢后，使用仿真軟件仿真，結(jié)果如下圖： 2-]gHAw%  
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從仿真看，程序完全滿足了加工的要求，保證了加工到位。 3D;\V&([  
  程序完成后，應(yīng)編寫實(shí)體剖切工藝方案單和加工程序單，剖切工藝單中要寫明分割的方法以及需要粘補(bǔ)的部分，應(yīng)以不同的顏色標(biāo)明分割層次和需要粘貼的部位。同時，還要寫明每部分對應(yīng)的所需下料的毛坯的尺寸，同時還應(yīng)標(biāo)明實(shí)際每層最大的尺寸。加工程序單除和普通程序單一樣要說明圖號，件的名稱和程序名稱，對應(yīng)刀具，編程基準(zhǔn)等常規(guī)選項(xiàng)等，還必須說明此層是以何種方式反轉(zhuǎn)的，以及具體的翻轉(zhuǎn)軸。如局部有過低的部分，必須在程序單中注明，提醒操作者注意，防止銑到機(jī)床底面。 ]rC6fNhQ  
  完善的編程，使操作能簡化到機(jī)床操作者只需簡單找正對刀，翻轉(zhuǎn)等，操作者只需要在不同的部分，如外圍影響外觀的輪廓，加工型面等不同部位采用不同的進(jìn)給何轉(zhuǎn)速，就可以輕松的完成加工加工任務(wù)。 Lgvmk  
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  3、結(jié)論 RK"
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  濰坊模具廠開展三維實(shí)體加工的時間并不長，目前只在泡沫實(shí)型加工實(shí)現(xiàn)了三位實(shí)體加工技術(shù)，在應(yīng)用過程中沒有也沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，我們希望通過從泡沫實(shí)型這一點(diǎn)的應(yīng)用，不斷探討，不斷提高，將三維實(shí)體加工技術(shù)更廣的應(yīng)用于模具生產(chǎn)，提高模具加工水平和效率。