0 引言

　　在運(yùn)用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常要依據(jù)經(jīng)過(guò)沖壓分析后的沖壓工藝數(shù)模進(jìn)行分模設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的CAD分模過(guò)程常常要耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力，直接影響了設(shè)計(jì)效率。盡管某些CAD/CAM軟件已經(jīng)提供或用戶(hù)自行二次開(kāi)發(fā)了分模模塊，但因自動(dòng)化程度與準(zhǔn)確率低、操作繁瑣而不能充分發(fā)揮其作用。另外，在傳統(tǒng)的CAM編程過(guò)程中，CAD與CAM技術(shù)集成性較差，導(dǎo)致編程過(guò)程中存在圖形數(shù)據(jù)交換不準(zhǔn)確、編程效率低等弊病。

　　在模具制造中，運(yùn)用Cimatron E軟件中的快速分模與編程模塊，一方面能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)至編程整條技術(shù)鏈，提高設(shè)計(jì)效率與準(zhǔn)確性，降低人為進(jìn)行干預(yù)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面使得數(shù)控編程具備更為準(zhǔn)確的產(chǎn)品模型，從數(shù)據(jù)源頭上為數(shù)控編程提供了可靠保障，免去編程過(guò)程中的工藝補(bǔ)充，提高編程效率，真正意義上實(shí)現(xiàn)CAD與CAM技術(shù)的高度集成。

1 Cimatron E軟件及其分模具技術(shù)

　　Cimatron E是由世界著名的以色列Cimatron公司開(kāi)發(fā)的基于Windows平臺(tái)的CAD/CAM軟件。Cimatron E在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和NC加工方面功能強(qiáng)大。

　　Cimatron E特有的快速分模技術(shù)可使用戶(hù)直接根據(jù)曲面模型進(jìn)行分模方向的分析，把曲面自動(dòng)分成型芯、型腔兩部分，自動(dòng)為用戶(hù)產(chǎn)生分模線，再采用多種方法根據(jù)已有的分模線快速生成分模曲面，最后經(jīng)編輯整理形成最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，分模流程如圖1所示。

2 Cimatron E分模設(shè)計(jì)

　　下面以Cimatron E軟件對(duì)某重型越野車(chē)頂窗蓋板壓型模具為例進(jìn)行快速分模設(shè)計(jì)與加工。

　　2.1 建立產(chǎn)品實(shí)體模型

　　在Cimatron E環(huán)境中，依據(jù)頂窗蓋板2D產(chǎn)品圖采用直接建模的方法建立實(shí)體模型，如圖2所示。

　　2.2 新建拆模項(xiàng)目

　　(1)關(guān)閉當(dāng)前文件：選擇FILE—CLOSE。
　　(2)從工具欄上選擇PARTING SETUP(拆模設(shè)定)，出現(xiàn)新建拆模對(duì)話(huà)框。
　　(3)選擇Open File(打開(kāi)文件)，并選取頂窗蓋板作為工件文件，并確定。屏幕右方出現(xiàn)PARTING GUIDE(拆模向?qū)?，提供整個(gè)拆模步驟。

　　首先對(duì)模型進(jìn)行比例縮放。從拆模向?qū)е羞xSHRINK，整個(gè)對(duì)象全部自動(dòng)選取，設(shè)定TO—TALSCAI腳為1。單擊鼠標(biāo)中鍵離開(kāi)，選基準(zhǔn)坐標(biāo)系為PIVOT POINT并接受默認(rèn)參數(shù)，單擊OK鍵離開(kāi)。其次將模型拆為凸、凹模。從拆模向?qū)线x擇SPLIT，接受默認(rèn)參數(shù)并確定，將2個(gè)曲面集合建立起來(lái)。移動(dòng)游標(biāo)，動(dòng)態(tài)觀察2個(gè)曲面，上部分產(chǎn)生的面即為分模面，如圖3所示。通過(guò)CLOSE，離開(kāi)拆模應(yīng)用功能。

　　2.3 使用拔模斜度工具檢查倒勾

　　從拆模向?qū)线x擇DRAFT ANGLE，打開(kāi)SHOW DIALOG顯示對(duì)話(huà)框，確認(rèn)模型內(nèi)沒(méi)有負(fù)角曲面(即倒勾)，離開(kāi)拔模斜度。

　　2.4 建立分模線和分模面

　　(1)選擇拆模向?qū)系腜ARTINGCURVE，點(diǎn)選底面外輪廓作為分模線，接受默認(rèn)參數(shù)。單擊OK鍵離開(kāi)。
　　(2)從拆模向?qū)线x擇PARTING SURF—ExTERNAL，選取分模線，將寬度設(shè)為300mm，并離開(kāi)。
　　(3)再選取SPLIT，重新進(jìn)入QUICK SPLIT，移動(dòng)左側(cè)游標(biāo)如圖4所示。

2.5  建立毛坯

　　(1)從拆模向?qū)线x擇STOCK，再選NEW STOCK。
　　(2)繪一矩形以建立毛坯，如圖5所示。

　　2.6 添加屬性至毛坯

　　(1)選擇PARTING—STOCK AT—TRIBUTES。
　　(2)選取毛坯并單擊OK鍵離開(kāi)。

　　2.7 輸出模具零件

　　(1)從拆模向?qū)线x擇EXPORT。
　　(2)出現(xiàn)對(duì)話(huà)框，提示：輸出模具零件將會(huì)保存目前的文件，是否繼續(xù)?選擇YES。

　　2.8 完成凸、凹模建立

　　(1)打開(kāi)文件SPLIT-01，選取STITCH，系統(tǒng)會(huì)將所有的分模面縫成一個(gè)對(duì)象。
　　(2)選取拆模向?qū)е械腃UT/BOOLEAN，選擇毛坯作為被剪切的對(duì)象，按中鍵離開(kāi)。再將分模面作為剪切的對(duì)象，確定箭頭的方向，單擊OK鍵確定，結(jié)果如圖6所示。

　　(3)隱藏分模而并保存文件。
　　(4)重復(fù)上述操作步驟建立凸模，如圖7所示。

3 CAM數(shù)控編程
　　下面圍繞分模生成的頂窗蓋板凹模進(jìn)行CAM編程。在Cimatron E中選擇NC加工模塊并打開(kāi)，在NC環(huán)境下調(diào)入“凹?！蔽募?/span>

　　3.1 完善CAD模型

　　(1)凹模深度在原有基礎(chǔ)上加深4mm，側(cè)壁與頂面交線倒圓弧R=2mm。
　　(2)確定坐標(biāo)系。將坐標(biāo)原點(diǎn)移至凹模上表面中心處作為編程原點(diǎn)。

　　3.2 編程規(guī)劃

　　(1)牛鼻刀對(duì)凹模用體積銑方式刀路開(kāi)粗。
　　(2)鑲刀片球頭銑刀對(duì)圓弧與斜面夾角部位用曲面銑刀路二次開(kāi)粗。
　　(3)整體球刀對(duì)整個(gè)凹模型腔用曲面銑進(jìn)行光刀。
　　(4)球刀對(duì)夾角部位清根。
　　(5)球刀對(duì)夾角部位二次清根。

　　3.3 刀路設(shè)定

　　(1)采用大直徑牛鼻刀D63R8mm開(kāi)粗，體積銑3D環(huán)切刀路快速去除材料，加工余量0.6mm，層切量0.6mm，2D步距設(shè)為40mm。
　　(2)為使光刀留量均勻，用D30 mm粗加工球刀對(duì)余量多的部位采用曲面銑3D步距方式二次開(kāi)粗，留量0.3mm，最大殘留高度設(shè)為0.2mm。
　　(3)用D16mm整體精銑球刀對(duì)凹模整體型腔光刀，留量為0，最大殘留高度設(shè)為0.05mm。
　　(4)夾角部位用D10mm球刀采用筆式銑削方式進(jìn)行清根，留量0。
　　(5)為能達(dá)到產(chǎn)品根部要求，參考D10mm球刀用D6mm球刀二次清根，留量為0。

　　3.4 進(jìn)行加工模擬仿真

　　逐次對(duì)NC程序管理中的刀路在SIMULATION(仿真)狀態(tài)下仿真檢查，最終模擬NC可視化模擬加工結(jié)果如圖8所示。

　　3.5 后置處理。生成NC加工程序

　　選取NC向?qū)l中的POsT(后置處理)，設(shè)置后置處理參數(shù)，點(diǎn)選后置處理器為DEMO，單擊APPLY(應(yīng)用)，輸出程序。對(duì)程序的開(kāi)頭根據(jù)實(shí)際情況予以修改并保存。

4 結(jié)論

　　運(yùn)用Cimatron E的快速分模與編程模塊對(duì)頂窗蓋板進(jìn)行壓型模設(shè)計(jì)與編程，使得分模過(guò)程比原來(lái)縮短了近60％～70％，且能夠～次完成。在數(shù)控編程時(shí)，直接調(diào)用上步分好的所有模具部件，且無(wú)需對(duì)模型進(jìn)行額外的工藝補(bǔ)充與調(diào)整便可一次完成所有的編程工作，編程效率較原來(lái)提高近50％～60％。