【正文】 后置處理。 （ 5 ） NC程序的傳送和執(zhí)行。 4．車身模具加工過程的 CAQ（計算機輔助質量控制） 要進行模具加工過程的 CAQ，就是要對模具加工的精度進行檢測，其 目的就是判定 NC加工模具與數模的吻臺程度，即有精確的數模，是否可以獲得符合精度要求的模具，檢測的方法分三步： （ 1）在工作站上確定數模檢測點或檢測斷面曲線，用 EUCLID3的檢查模塊，確定檢測點及點的法矢長度，生成 *.DMls數據文件。 （ 2）用 C語言把 *.DMls數據文件寫進測量機 CMES命令程序中，生成 *.PRG自動測量程序。 （ 3）把 *.PRG自動測量程序傳送給三坐標測量機控制計算機 MICRO VAXⅡ，運行程序、測量機對模具型面進行自動檢測，檢測點嚴格按法向方向進給，測量結果以公差 形式輸出。可以判定制造誤差。 三、 CAD/CAM技術在家電模具制造中的應用 實例 3 在電飯煲模具制造中的應用。如圖 124示的產品結構特點分析如下 , 圖 12為某公司的電飯煲簡圖 全套電飯煲主要如圖所示四件產品的主要特點： （１）四件形成一個完整的空間曲面，所以 對四件產品的尺寸精度和配合精度控制嚴格。 （２）電飯煲產品屬于輕工日用品，從安全角度考慮不允許產品有刀口，故在沿口均有Ｒ ，Ｒ過大會使整體配合和間隙過大，影響美觀。 （ 3）中套有固定頂蓋的軸孔，它與底座安裝有６個卡口（如圖 124中Ａ一Ａ剖面），與電源盒配合有４個卡口，共需抽芯９處，這增加了模具結構的難度。 （４）產品表面粗糙度要求Ｒ 模具結構設計 為了提高模具檔次，滿足用戶要求，在模具整體設計上主要有如下要求： （１）選材，采用 瑞典 718的鏡面鋼，以滿足用戶產品表面質量要求。 （２）為了保證沿口的Ｒ ，只能在模具型芯固定板上實現，為了拼鑲線不明顯，只能沿型腔沿口尺寸做到 。 （ 3）電源盒模具設計中應考慮到產品收縮不均而造成整體曲面的破壞，因而在模具設計中型腔要按圖１中 oo虛線范圍加工，關料止口用型芯來實現。 （ 4）中套產品的要求與底座有６個卡口及電源蓋配合的軸孔，模具需開６個內抽２個外抽，可見模具結構的復雜。 采用 CAD形式真三維設計 由于產品的特點要求， 使用常規(guī)的加工手段和電火花加工很難確保產品的質量，浙江黃巖高力模具廠的王剛毅同志在 Sunspace station 20工作站進行了真三維的 CAD設計。他們集體的實施步驟和方法如下： （ 1）根據各剖面的數十個測點進行 spline線擬合，發(fā)現有幾個點的質量較差，偏移了曲線的 整個趨勢，故進行修正和剔除。 （ 2）為了確保頂蓋、中套、底座的配合要求，將圖 124 JJ和 MM面的測點只作為參考；而用Ⅳ Ⅳ和Ⅴ Ⅴ曲線代替。 （ 3）電源盒的曲面直接在中套曲面上獲取，確保曲面的整體性。 （ 4）頂蓋曲面的形式根據圖１中Ⅰ Ⅰ、Ⅱ Ⅱ、Ⅲ Ⅲ、Ⅳ Ⅳ、Ⅴ Ⅴ、Ⅵ Ⅵ的擬合曲線，增加圖（１）１３個＊點擬合 spline線（曲線 A），確保曲線的最高點，按嚴格通過１３條曲線（其中Ⅰ Ⅰ、Ⅱ Ⅱ、Ⅲ Ⅲ、Ⅳ Ⅳ、Ⅴ Ⅴ、Ⅵ Ⅵ六條曲線必須對稱切斷，否則會形成扭曲的面而不能滿足設計要求），通過網格面 mesh surface方式擬合。 （ 5）中套曲面擬合在 X1２的左邊利用Ⅵ Ⅵ和 NN 曲線的一部分和通過圖 124中四個 o 點并控端點斜率方法擬合的兩條 spline 線：（對稱曲線和對稱Ｂ’曲線），按 掃描面（ sweepsueface）擬合而成，而在 X12右邊利用Ⅵ Ⅵ和 NN和另一部分 KK及 LL曲線和曲線 B及對稱曲線Ｂ’進行網格曲面擬合，特別要指出這個曲線的擬合不能使用圖 124 中四個點擬合的 spline曲線 C,并使用上下對稱方式擬合；這樣的面在圖 1016中 范圍會形成一個很小倒撥現象。 （ 6）在底座曲面造型中由于有些曲面間幾乎相切，而用戶圖紙要求 R 倒角，這不可能實現；在底座的提手處出現了尖角，如圖 125不符合安全因素，因此通過減少 R1 和 R2 達到較滿意的結果。 圖 125 加工工藝 該廠的數控銑是裝備 FANCU 15M 系統(tǒng)的 KMC～ 2020SD 三維加工中心，加工電飯煲時是該工廠剛剛步入數控時代，主要切屑刀具還是以國產優(yōu)質刀具，配備少量的合金刀，在加工過程主要的特點和難點如下： （１）進口 718材料，是產品高光潔度要求，材料的硬度為 HRC39，國產刀具切削 是比較困灘的。 （２）白鋼刀和合金刀的切屑特點不同，而數控加工在精加工時刀具切具多在刀刃上，這樣白鋼刀的刀刃磨損較多，不能滿足精加工要求，而合金刀刀粒的側刃很短，不能進行大切屑深度，在程序上應注意刀路軌跡的方式。 （３）產品沿口Ｒ 的要求，設計拼鑲的方式，切削深度控制在 ，一般加工方式很難做到兩個鑲塊和型腔本體的尺寸要求。 （４）中套產品要求 150mm深，由于型腔是三塊鑲塊拼鑲而成的，又要控制型腔的高度，中套的拔模斜度很小。 （５）中套和電源盒的產品結構不同， 成形后收縮也會不同，在電源盒加工時應用方式從中套的曲面中截取出，略比電源盒的產品大，關料靠型芯來實現，以便調整產品的變形和尺寸大小。 針對以上加工特點他們采取了相應對策： （１）根據刀具的切屑要求，白鋼刀比較適合粗加工和半精加工，加工方式對于硬材料不宜以橫切，而采用以下向上加工比較好，順銑能改善切屑條件，而合金刀適合橫進刀、小的切屑深度、高的切屑速度，但是這樣一來會造成下刀切屑比較困難，順逆銑沒有較大的區(qū)別，這樣合理選擇刀路軌跡，在精加工時要采用合金刀容易出現上下刀先進行粗粗加工和半精刀，采 用白鋼刀向下往上 ZIG方式，由于白鋼刀除兩刃外不能過多下刀，在加工開始先用兩刀或球刀直徑小些，根據程序的軌跡先走幾刀，保證三刃或四刃可以下刀。 （２）為了做到沿口的 ，采用球刀編程，走沿口中心軌跡，然后將數據傳到機床面板，采用三刃直刀磨掉刀尖成 ，進行刀徑偏置（ G41或 G42）加工。 （ 3）對 150mm高的中套，由于拔斜度小，開始粗加工時由白鋼刀做很容易，上部出現刀柄與坯料碰上而無法加工，故先用合金刀層銑一圈往下加工；然后再采用自下往上 ZIG方式。 （４）取料厚的 方法，而少時采用偏置面方式，復雜曲面由于偏置時可能出現扭曲的面，如本文所提的頂蓋，就采用刀具補正，如需取料厚 ，可以采用 R20mm球刀出程序，用R25mm球刀并分型面降低 。 (5)如底座的提手處有一個較深小溝，編程時考慮到小刀下刀太多，可能會出現斷刀現象；采用擋一個面不能下去；先切削上部然后再加工。 （ 6）為了保證分型面的關料口鋒利，加工時讓刀在分型面上走幾刀然后進入型腔，這樣形成快口。 通過實踐表明：要高效發(fā)揮數控機床 ，必須做到以下幾點： （ 1） 盡可能采用合金刀，更換刀無需對刀，精度能保證，切削速度是白鋼刀的 1015倍。 （ 2）不同的模具行業(yè)應選用針對產品良好的軟件，合理選擇進刀方式也是保證合金刀真正發(fā)揮效率的前提。 （３）曲面的建立盡可能皆優(yōu)化，符合數學邏輯，曲面的質量對刀路的形成，避免過切都有很大的影響。 （４）提高操作工的熟練程度，對編程的刀路檢查、前一刀的由于大直徑形成的余量正確估計，都是提高效率，減少失誤的關鍵。 實例 4 CAD/CAM技術在注塑模中的應用實例分析 以山西無線電廠的可視電話模具 CAD/CAM為實例，討論 CAD/CAM技術在模具制造中的具體應用，來體現其先進性，可靠性。圖 126 是在微機平臺上開發(fā)的可視電話模具的 CAD／CAM 集成系統(tǒng)的實現框圖。該系統(tǒng)采用先進的 solidworks 和 SurfCAM 兩種軟件作為技術支持，完成模具計算機輔助設計和計算機輔助制造，充分發(fā)揮了 SolidWorks的 3－ D實體造型功能以及 SurfCAM軟件的自動編程功能，高速、精確地加工出模具型腔。本系統(tǒng)通過實踐證明是可行的、成功的，是適合廣泛應用和推廣的經濟實用型 CAD／ CAM集 成系統(tǒng)。 實例分析 該系統(tǒng)主要以 SurfCAM軟件作為 CAD/CAM技術支持軟件。 SurfCAM軟件是由美國 Surfware軟件公司開發(fā)，其硬件環(huán)境：微軟 Windows、 ； 圖 12注塑模型腔 CAD/CAM流程圖 Windows95； 486 以上的奔騰機或工作站； 要求至少 100MB 的硬盤空間，內存不少于 16MB；鼠標和光驅，它是一種能夠自動生成零件的 toolpath（刀具路徑）、自動編程生成 NC代碼，通過通信接口將代碼傳輸到數控機床或加工中心上，控制機床完成模具零件的數控加工，該軟件采用“圖形交互式自動編程技術”，以 CAD生成的零件幾何信息為基礎，采用人機交互對話方式在計算機屏幕上描述被加工工件的幾何特征，定義相關的加工參數，由計算機進行數據處理并動態(tài)顯示加工路徑，仿真切削加工過程，進行切削干涉和碰撞檢查，最后輸出NC代碼。其編程流程如圖 127所示。在實際應用過程 中模具的計算機輔助制造可分為以下五個階段： (1)、確定工藝及加工方式 SurfCAM軟件具有多種 NC加工操作方式： Cut操作可用于切削由一條流線型曲線定義生成的一曲面； Rough（粗加工）操作可用于沿 Z軸增量方向在 x、 Y平面上切去大量的加工余量； FInitsh（精加工）操作可用于沿 Z軸增量方向沿 Z軸 x、 Y輪廓曲線切削材料； Planar（平面）操作可在一個復合的曲面上產生刀具路徑；此外還有 PILOTHOLE（導孔）， Drill（鉆孔）， CONTOUR 3D（ 3D輪廓切削）等適合多種 NC模式（ Ⅱ、Ⅲ、 lV、 V軸， WireEDM以及 Lathe）的加工操作方式，可實現復雜零件的各種表面形狀的 NC 加工。 圖 12圖形交互式編程流程 如圖 128所示是一在微機上用 SolidWorks三維實體造型軟件設計的可視電話屏幕主機上蓋凸模的零件圖，該工件結構復雜，精度要求較高，各加工表面之間有效嚴格的位置度和 垂直度要求，工件已在銑床上完成了粗加工，經過工藝分析，采用圖形交互式自動編程技術優(yōu)化設計零件加工路徑，確定加工中心零件加工工序如下： 1）Ⅲ軸加工模式，平面（ Planar）加工 A面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 2）Ⅲ軸加工模式， Z方向精加工（ Finish） B面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 3）Ⅲ軸加工模式，平面（ Planar）加工 C面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 4）Ⅲ軸加工，平面（ Planar）加工 D面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm： 5）Ⅲ軸加工，平面（ Planar）加工 E面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 6）Ⅲ軸加工模式， Z方向精加工（ Finish）所有側面，球頭銑刀，刀具直徑 8mm。 圖 12可視電話屏幕主機上蓋凸模零件立體線框圖 （ 2）、產生刀具路徑 每一工步加工方式確定后，屏幕會自動彈出兩個交互式圖形框：刀具圖形框和程序 圖形，選擇合適的加工刀具，進行加工工藝條件設置。例如：工作平面的選擇，走刀方式、速度、步長、平面公差等參數的設置，然后選擇合適的切削參數（主軸轉速，切削進給速度及切深等），作為輸入參數生成刀具路徑的 INC 文件。 SurfCAM 將一個零件各工步的刀具路徑 INC文件存在一個 ICD文件中。 ICD文件是按 SurfCAM所確定的文件格式生成的工件加工控制序，一個工作全部加工過程的命令文件以及生成的刀具軌跡圖形。 （ 3）、刀具的加工軌跡模擬顯示檢查 SurfCAM軟件設置了一個刀具加工軌跡動態(tài)模擬模塊 Verify，該用戶窗口界面的設置對減少NC 編碼程序的修改過程以及實際加工操作的成本消耗是非常有意義的。 Verify 接受標準的NC程序，通過交互式的窗口產生一個完全的 NC加工環(huán)境，在自動計算的一個實體毛坯上模擬零件的整個切削加工過程，通過不同顏色的顯示可清晰地看到每個 INC文件的刀具路徑的實際走刀情況，在模擬過程中，使用者可選擇測量工具通過測量點、距島、厚度等各加工面的尺寸信息，在計算機上檢查刀具軌跡及選刀的正確性。如果在此過程中發(fā)現不正確的加工軌跡，可重新返回其它模塊檢查錯誤并改正或改變參數，使之合理正確，從實際意義 上降低了零件的制造成本。 （ 4）、后置處理生成 NC程序 后置處理是指把刀具路徑轉換成 NC程序的過程。本模塊把刀具路徑文件 INC文件通過SurfCAM的通用后置處理器生成機床的 NC代碼。 SurfCAM軟件配置兩個通用后置處理軟件包：一個是 Spost，它包括兩個后置處理器 ，前者可生成適合銑床和電火花數控機床的 NC 代碼，后者可生成適用于數控車床的數控加工程序。另一個軟件包包括三個后置處理器 ／ ／ ，分別可生成數控銑床、車床、電火花的 NC 代碼。本模塊中要定義機床的種類和坐標系，