進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，全球汽車市場(chǎng)進(jìn)入了需求多樣化的新階段，給汽車企業(yè)提出的新課題是：如何高質(zhì)量地縮短開發(fā)周期，以適應(yīng)汽車種類多樣化的需要。汽車模具制造業(yè)應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)為新產(chǎn)品的開發(fā)和制造提供高精度的模具。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們逐步采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)來提高模具設(shè)計(jì)的成功率，縮短開發(fā)周期。降低生產(chǎn)成本。

    目前比較流行的三維設(shè)計(jì)數(shù)件有NX、Pro/E、Solidworks等，而集合了模具的快速設(shè)計(jì)，高效加工以及在線檢測(cè)為一體的軟件卻不多，英國(guó)的Delcam軟件就是其中非常知名的軟件。以PowerSHAPE、PS-Toolmaker、PowerMILL和PowerInspect組成了從設(shè)計(jì)、加工、在線檢測(cè)為一體的高度集成化的模具設(shè)計(jì)體系，并且所有這些軟件都是無縫集成在一起的，在汽車工業(yè)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。本文以汽車輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)和生產(chǎn)為倒，介紹Delcam在汽車模具制造中的應(yīng)用。

汽車輪轂?zāi)＞叩慕Y(jié)構(gòu)

    汽車轉(zhuǎn)轂作為汽車安裝輪胎的零件，通常分為鋼質(zhì)輪轂和鋁合金輪轂兩種。隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展及人們對(duì)汽車越來越高的審美要求，鋁合金輪轂基本上成為了轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

    與其他汽車零部件的生產(chǎn)工藝不同的是，壓鑄是鋁合金輪彀目前主要的生產(chǎn)工藝，其模具結(jié)構(gòu)與注塑模具、五金模具有一定的區(qū)別，具有很多自身的特點(diǎn)．其結(jié)構(gòu)如圖1所示。汽車輪轂?zāi)＞咧饕上履?、上模、中心仁、邊模等多種不同形式的構(gòu)件形成輪轂澆注空間。其中下模的形狀最為復(fù)雜，也最能體現(xiàn)壓鑄成形工藝的特點(diǎn)。

    圖1 汽車輪轂?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)圖

1.汽車輪轂?zāi)＞叩募庸そ?/strong>

    用于數(shù)控加工自動(dòng)編程的CAD/CAM軟件中的加工建模與一般意義上的CAD建模有所不同，它是根據(jù)加工內(nèi)容來建模，一般來說不需要把整個(gè)零件畫出來。

    如果零件待加工面為旋轉(zhuǎn)面，其輪廓曲線屬于二維曲線。需要用數(shù)控車削加工；在利用CAD/CAM軟件自動(dòng)編程時(shí)只需繪制出其軸截面一半的輪廓曲線即可進(jìn)行編程。若零件待加工面為三維復(fù)雜曲面，其輪廓曲線是由很多曲面組成，則需要采用數(shù)控銑削加工，在利用CAD/CAM軟件自動(dòng)編程時(shí)只需繪制出其加工部位的曲面即可。例如：汽車輪轂下模的銑削加工編程時(shí)，用Delcam的Powershape軟件建立的加工模型如圖2所示：

    圖2 銑削加工時(shí)的CAD模型

2.汽車輪轂?zāi)＞叻抡婕庸?/strong>

    Delcam的Powermill高速加工軟件自帶的數(shù)控仿真軟件可以產(chǎn)生具有真實(shí)效果的圖形，完整地描述三維形體所有的幾何信息，進(jìn)行準(zhǔn)確的過程仿真，來檢查加工過程的各個(gè)環(huán)節(jié)（主要包括：NC程序代碼正確性檢驗(yàn)、干涉和碰撞檢驗(yàn)等），可以比較真實(shí)地反映實(shí)際的切削加工路徑，通過虛擬的刀位軌跡驗(yàn)證和碰撞干涉檢驗(yàn)，可以減少在線程序修改和試切時(shí)間。還可以避免因編程時(shí)人為出錯(cuò)或工藝不合理所造成的工件報(bào)廢，降低原材料的消耗和生產(chǎn)成本。

    Delcam軟件提供了強(qiáng)大的仿真加工和檢測(cè)功能，首先根據(jù)Powermill的毛坯設(shè)置功能，設(shè)計(jì)加工零件的毛坯尺寸，然后根據(jù)實(shí)際機(jī)床加工的裝卡要求設(shè)計(jì)適合工件的卡具尺寸和裝卡形式等，利用Powermill豐富的加工策略選擇合適的船工刀具和刀柄型式，編制最優(yōu)的工藝策略，最后完成加工刀路的生成。接下來利用Powermill的Verify模塊來仿真校驗(yàn)加工過程，在仿真中利用前面設(shè)計(jì)的毛坯尺寸、卡具尺寸、裝卡形式、設(shè)置的刀具的長(zhǎng)度和刀柄型式，Powermill會(huì)自動(dòng)計(jì)算和判斷零件的過切和干涉情況、加工時(shí)間、刀具的碰撞情況，并且會(huì)根據(jù)判斷結(jié)果自動(dòng)優(yōu)化刀具路徑．給出最優(yōu)的的解決策略。其仿真圖形如圖3所示。

    圖3 切削刀具路徑仿真

3.利用DeIcam加工模塊進(jìn)行模型加工

    根據(jù)加工工藝的要求，首先進(jìn)入Delcam的Laihe加工編程環(huán)境，根據(jù)汽車輪轂?zāi)＞叩牧慵D，應(yīng)用Delcam的CAD功能繪制用途，再用Delcam的CAM功能編制數(shù)控車削加工程序。然后。進(jìn)入Delcam的Powermill加工編程環(huán)境。利用Delcam的CAD功能中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，調(diào)入汽車輪轂?zāi)＞呔幊逃脠D，利用Delcam的CAM功能編制數(shù)控銑削加工程序。最后，在數(shù)控機(jī)床上加工出具體的模具。

    汽車模具制造的質(zhì)量和周期影響著汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為了能適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的汽車市場(chǎng)，先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上決定著汽車產(chǎn)品的質(zhì)量和新產(chǎn)品的研發(fā)能力。