高速、高效加工技術在汽車模具中的應用
1.引言
隨著汽車工業在國內的飛速發展，汽車模具行業也在國內迅速發展起來，從事汽車模具加工的企業也越來越多，同行業的競爭也更加激烈。開發一個新車型所要求的周期也越來越短，對汽車模具廠家也提出了新的要求。誰制造模具的質量更好，效率更高，周期更短，誰就將會在競爭中處于更有利的地位。因此，在模具的生產過程中能否做到高速高效加工，對公司的發展來說就顯得尤為重要。
2.從坯料著手：白光掃描
先，我們從加工源頭坯料著手提高加工效率。加工面坯料貼量問題是由鑄件廠家決定的，我們沒辦法改變，我們要做的是鑄件回廠后的毛坯確認。在加工中定的毛坯量越少，加工時間也就越少，這樣加工效率當然也就提高了。為確認回廠鑄件的毛坯余量，我們引進了ATOS白光掃描技術。
白光掃描技術主要包含ATOS和TRITOP檢測系統。ATOS主要應用于逆向工程，在此我們只對TRITOP掃描技術作系統介紹。
TRITOP原理：TRITOP是以一手持式的高階數位相機，對被測物拍攝數位相片，藉由2D數位相片影像的疊合，來擷取被測物的3D坐標。而這項移動式的技術在對于擷取被測物的3D坐標、品質控制（Inspection）及變型分析（Deformation）上都能夠有效的節省量測時間。
TRITOP操作流程：
?。?）貼點
貼點分編碼點和非編碼點兩種，編碼點為參考點，非編碼點為檢測點，并且在非編碼點周圍必須放置起輔助作用的編碼點。
?。?）放標尺
標尺的擺放沒有具體要求，模型上或者模型周邊都是可以的，方便后面照片的拍攝及可。
?。?）拍數碼照片
在照片的拍攝過程中，每一個檢測點應該在五個不同的角度進行拍攝，同時，每張照片至少要包含前面照片中的5個點以上，這樣才能保證我們每張照片是有效的，才能被軟件識別。并且在正面和側面交界處應該相對多貼點，保證連接點不會斷開，同時拍照時從不同角度多拍攝幾張照片。
（4）導入數碼照片比對
?、僮鴺讼档慕?br /> 坐標系的建立一般采用3-2-1的方式 通過數模上確定的基準面上的非編碼點建立2個平面→利用面上的點通過3-2-1的方式建立坐標系→通過非編碼點測量毛培的長寬→根據測量值和理論毛坯值移動坐標系到模具中心。
?、趯霐祿M行比對
將準備好的模型IGES文件導入到TRITOP軟件中，確定模型的基準與建立的坐標系重合，然后對數模與毛坯面上的非編碼點進行比對，通過公差帶不同的顏色可以大概判斷出非編碼點的差值范圍，然后根據實際需要精確檢測需要的點的值。
（5）將檢測數據傳給工藝和編程人員，根據需要再比對相應的點，然后做出相應的修改。
在使用白光掃描之前，一般情況下我們給的加工余量20 mm，但鑄件泡沫貼量15mm，這樣從理論上來說，我們在進行粗加工時就要比原來多用1/3的加工時間。而且當我們不用白光掃描確認毛坯，這樣的加工是不安全的，可能會出現撞刀撞機的危險。并且對于自動化加工來說也是不允許的。
在使用白光掃描之后，我們可以利用白光掃描技術獲得工件的毛胚余量信息，確定毛坯實際余量。一般情況下，這個值會接近理論值，這樣我們就可直接放心地減少粗加工的余量設置，生成更優化的刀具加工路徑，從而縮短模具的粗加工時間。并且這樣可以確認毛坯的變形量，以方便進行調整，減少在后序加工中出現毛坯缺量等質量問題。同時可以完全避免因毛胚因素而出現的空走刀和撞刀的危險，實現安全，高效的加工。
3.從刀具著手：錐形刀桿 高速加工刀片
3.1 錐形刀桿
采用硬質合金加長錐形刀桿，減少刀具的伸出量，以減小彎曲變形量，提高刀具剛性，從而提高加工效率。
3.2選用高速加工刀片
要提高模具的高速高效加工，選用好的高速加工刀具也很重要。目前市場上有一些新的高速加工刀具比原來的加工性能好得多，如六面銑刀具，不僅加工效率更高，而且刀具的使用壽命更長，加工出的工件表面質量也更好。
4.從加工方案著手
4.1分區加工
在模具的加工過程中，經常會遇到加工深度不一致的情況，有的地方只需裝很短的刀具就可以加工，但有的地方卻要裝較長的刀具才能加工到。
為了提高加工效率，實行高速高效加工，我們就必須對加工區域進行分區。工件需分3個區：A淺區平坦區、B陡壁區、C深區平坦區。這樣進行分區后，A淺區平坦區所需的裝刀長度較短，刀具的剛性更好，更有利于進行高速加工。
4.2光順加工
在機床走程序的時候，轉角的地方都要減速，為進行高速高效加工，我們在編制程序時應盡量做到使刀具軌跡光順，以減少加工中的機床減速過程。
4.3做避空處理
在加工后序切邊翻邊模具型面遇到能做避空處理的情況時，盡量做避空處理，以減少加工量提高加工效率。
4.4去除型面R清根處理
在做型面加工程序時，需對加工面進行處理，盡量去除會產生清根的面，加工切邊模型面時，去除拉延筋型面后的補面。這樣做的優點是：既去除了不必要的清根，又讓精加工程序更光順，減少了刀具的減速過程。
4.5五軸加工的應用
4.5.1擺角加工
如條件允許，如有工裝或五軸機床的情況下，可將三軸加工內容用擺角的方式進行加工，以減短裝刀長度，實現高速加工。
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隨著汽車工業在國內的飛速發展，汽車模具行業也在國內迅速發展起來，從事汽車模具加工的企業也越來越多，同行業的競爭也更加激烈。開發一個新車型所要求的周期也越來越短，對汽車模具廠家也提出了新的要求。誰制造模具的質量更好，效率更高，周期更短，誰就將會在競爭中處于更有利的地位。因此，在模具的生產過程中能否做到高速高效加工，對公司的發展來說就顯得尤為重要。
2.從坯料著手：白光掃描
先，我們從加工源頭坯料著手提高加工效率。加工面坯料貼量問題是由鑄件廠家決定的，我們沒辦法改變，我們要做的是鑄件回廠后的毛坯確認。在加工中定的毛坯量越少，加工時間也就越少，這樣加工效率當然也就提高了。為確認回廠鑄件的毛坯余量，我們引進了ATOS白光掃描技術。
白光掃描技術主要包含ATOS和TRITOP檢測系統。ATOS主要應用于逆向工程，在此我們只對TRITOP掃描技術作系統介紹。
TRITOP原理：TRITOP是以一手持式的高階數位相機，對被測物拍攝數位相片，藉由2D數位相片影像的疊合，來擷取被測物的3D坐標。而這項移動式的技術在對于擷取被測物的3D坐標、品質控制（Inspection）及變型分析（Deformation）上都能夠有效的節省量測時間。
TRITOP操作流程：
?。?）貼點
貼點分編碼點和非編碼點兩種，編碼點為參考點，非編碼點為檢測點，并且在非編碼點周圍必須放置起輔助作用的編碼點。
?。?）放標尺
標尺的擺放沒有具體要求，模型上或者模型周邊都是可以的，方便后面照片的拍攝及可。
?。?）拍數碼照片
在照片的拍攝過程中，每一個檢測點應該在五個不同的角度進行拍攝，同時，每張照片至少要包含前面照片中的5個點以上，這樣才能保證我們每張照片是有效的，才能被軟件識別。并且在正面和側面交界處應該相對多貼點，保證連接點不會斷開，同時拍照時從不同角度多拍攝幾張照片。
（4）導入數碼照片比對
?、僮鴺讼档慕?br /> 坐標系的建立一般采用3-2-1的方式 通過數模上確定的基準面上的非編碼點建立2個平面→利用面上的點通過3-2-1的方式建立坐標系→通過非編碼點測量毛培的長寬→根據測量值和理論毛坯值移動坐標系到模具中心。
?、趯霐祿M行比對
將準備好的模型IGES文件導入到TRITOP軟件中，確定模型的基準與建立的坐標系重合，然后對數模與毛坯面上的非編碼點進行比對，通過公差帶不同的顏色可以大概判斷出非編碼點的差值范圍，然后根據實際需要精確檢測需要的點的值。
（5）將檢測數據傳給工藝和編程人員，根據需要再比對相應的點，然后做出相應的修改。
在使用白光掃描之前，一般情況下我們給的加工余量20 mm，但鑄件泡沫貼量15mm，這樣從理論上來說，我們在進行粗加工時就要比原來多用1/3的加工時間。而且當我們不用白光掃描確認毛坯，這樣的加工是不安全的，可能會出現撞刀撞機的危險。并且對于自動化加工來說也是不允許的。
在使用白光掃描之后，我們可以利用白光掃描技術獲得工件的毛胚余量信息，確定毛坯實際余量。一般情況下，這個值會接近理論值，這樣我們就可直接放心地減少粗加工的余量設置，生成更優化的刀具加工路徑，從而縮短模具的粗加工時間。并且這樣可以確認毛坯的變形量，以方便進行調整，減少在后序加工中出現毛坯缺量等質量問題。同時可以完全避免因毛胚因素而出現的空走刀和撞刀的危險，實現安全，高效的加工。
3.從刀具著手：錐形刀桿 高速加工刀片
3.1 錐形刀桿
采用硬質合金加長錐形刀桿，減少刀具的伸出量，以減小彎曲變形量，提高刀具剛性，從而提高加工效率。
3.2選用高速加工刀片
要提高模具的高速高效加工，選用好的高速加工刀具也很重要。目前市場上有一些新的高速加工刀具比原來的加工性能好得多，如六面銑刀具，不僅加工效率更高，而且刀具的使用壽命更長，加工出的工件表面質量也更好。
4.從加工方案著手
4.1分區加工
在模具的加工過程中，經常會遇到加工深度不一致的情況，有的地方只需裝很短的刀具就可以加工，但有的地方卻要裝較長的刀具才能加工到。
為了提高加工效率，實行高速高效加工，我們就必須對加工區域進行分區。工件需分3個區：A淺區平坦區、B陡壁區、C深區平坦區。這樣進行分區后，A淺區平坦區所需的裝刀長度較短，刀具的剛性更好，更有利于進行高速加工。
4.2光順加工
在機床走程序的時候，轉角的地方都要減速，為進行高速高效加工，我們在編制程序時應盡量做到使刀具軌跡光順，以減少加工中的機床減速過程。
4.3做避空處理
在加工后序切邊翻邊模具型面遇到能做避空處理的情況時，盡量做避空處理，以減少加工量提高加工效率。
4.4去除型面R清根處理
在做型面加工程序時，需對加工面進行處理，盡量去除會產生清根的面，加工切邊模型面時，去除拉延筋型面后的補面。這樣做的優點是：既去除了不必要的清根，又讓精加工程序更光順，減少了刀具的減速過程。
4.5五軸加工的應用
4.5.1擺角加工
如條件允許，如有工裝或五軸機床的情況下，可將三軸加工內容用擺角的方式進行加工，以減短裝刀長度，實現高速加工。
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