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        基于CAXA的汽車模型加工

        2013-06-18 06:35:12許昌技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)校河南461500
        金屬加工(冷加工) 2013年17期
        關(guān)鍵詞:汽車

        許昌技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)校(河南 461500)李 寧

        在進(jìn)行零件的加工制造時(shí),如何充分利用現(xiàn)有數(shù)控銑床加工設(shè)備和三維造型軟件加工出高質(zhì)量的零件,這是工藝設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。數(shù)控加工中對工藝問題處理的好壞,將直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量和效率。本文通過在數(shù)控銑床上借助CAXA制造工程師軟件實(shí)現(xiàn)汽車模型加工的工藝方法及路線這一特例,以期能在其他數(shù)控加工中觸類旁通,對廣大數(shù)控加工同行有所借鑒和啟發(fā)。

        1.零件分析

        汽車模型如圖1所示,利用CAXA制造工程師軟件實(shí)體造型如圖2所示,零件的輪廓形狀比較復(fù)雜,其外觀質(zhì)量要求較高。

        該零件毛坯尺寸為125mm×60mm×30mm,材料為鋁,要分粗加工、精加工才能較好保證加工效果?,F(xiàn)今需要批量生產(chǎn),通過數(shù)控銑削的方法完成。經(jīng)分析,汽車車身的加工有以下難點(diǎn):

        (1)從坯料到成品,坯料的所有輪廓都需要進(jìn)行加工,需要進(jìn)行多次裝夾。

        (2)汽車輪廓曲面較多,要把汽車整個(gè)輪廓銑削加工出來,會破壞銑床的平口鉗,無法加工出零件,故需要設(shè)計(jì)專門的夾具夾持毛坯。

        2.工藝方案設(shè)計(jì)

        把整個(gè)汽車車身輪廓在數(shù)控銑床上加工出來,必須設(shè)計(jì)一套完整的工藝方案。先加工汽車模型底面,然后加工汽車模型兩側(cè),把汽車模型底面朝下,加工汽車模型的輪廓,但這樣就會給裝夾帶來困難,因此必須做一套工裝,否則無法完成加工。

        工裝雖然不復(fù)雜,但是卻起到舉足輕重的作用。工裝就是一塊比毛坯稍小的矩形塊及兩個(gè)螺栓,矩形塊鉆有螺栓固定毛坯的φ10mm通孔。裝夾時(shí)用螺栓固定矩形塊和汽車底面,聯(lián)接成一個(gè)整體,裝夾方式如圖3所示,再用平口鉗夾持工裝兩側(cè)即可完成最后加工,如圖4所示。

        加工設(shè)備選用華中立式數(shù)控銑床XK714,具有三軸聯(lián)動(dòng)功能,能實(shí)現(xiàn)各種平面、成形表面的銑削加工,特別是各種鍵槽、T形槽、螺旋槽、齒輪的加工,還可利用固定循環(huán)功能實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等的加工,并能實(shí)現(xiàn)DNC加工。

        3.加工工藝路線

        (1)在銑床上清潔平口鉗,并根據(jù)加工要求用百分表校正平口鉗與X軸的平行度,然后用平口鉗裝夾汽車模型毛坯兩側(cè),使用墊鐵將毛坯加工面抬高于鉗口,避免刀具與鉗口相碰,工件邊夾緊邊用鋁錘輕輕敲擊,先中間再對角,保證工件與墊鐵均勻接觸。用CAXA制造工程師軟件直接生成銑底面和汽車模型后端斜面程序,用φ12mm的立銑刀粗、精銑汽車毛坯底平面和后端斜面(見圖5)。裝夾位置不變,同樣可以利用CAXA制造工程師軟件生成鉆孔程序,在汽車底面鉆兩個(gè)裝夾用的φ8.5mm的孔,再手動(dòng)攻φ10mm的螺紋。

        (2)在銑床用平口鉗夾住汽車模型毛坯上下平面,裝夾如圖6所示,在裝夾時(shí)鉗口接觸的已加工面墊上銅片,以免夾傷,此時(shí)用φ10mm的立銑刀銑毛坯側(cè)面裝車輪的凹槽,并鉆孔,如圖7所示。毛坯另一側(cè)加工同此。加工特別注意裝夾毛坯方向,保證兩側(cè)凹槽的一致性。

        (3)加工汽車車身最重要,需要專門夾具的步驟就是銑汽車整體外形輪廓。夾具的結(jié)構(gòu)和使用在前面已詳細(xì)介紹。在加工工藝安排上,考慮汽車整體外形復(fù)雜,曲面較多,故采取等高線粗加工開粗,刀具為φ12mm的立銑刀。等高線粗加工是比較通用的粗加工方式,適用范圍較廣,它可以高效地去除毛坯的大部分余量,可指定加工區(qū)域,優(yōu)化空切軌跡,并可以根據(jù)精加工要求留出余量,為精加工打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。刀路軌跡如圖8所示,留余量0.2mm。

        為了使汽車整體輪廓線條流暢,加工尺寸準(zhǔn)確,故選用掃描線精加工或參數(shù)線精加工。但參數(shù)線精加工無法控制軌跡間的連接,空切較多,軌跡較長,比較耗時(shí)。掃描線精加工是沿著模型表面進(jìn)給的精加工軌跡,可以指定加工邊界和高度以及曲面,軌跡連接能較好設(shè)定,相比較而言,掃描線精加工更適合汽車模型的精加工,故選用掃描線精加工。為了有非常好的表面粗糙度,分別采用兩次掃描線精加工,第一次留余量0.05mm,刀路軌跡與Y軸成45°,如圖9所示,然后第二次用掃描線精加工留余量為0mm,刀路軌跡與Y軸成-45°,如圖10所示。

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