汽車模具工藝質(zhì)量自動化方案

2017-08-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

談到汽車模具質(zhì)量自動化,對模具人來說是一種預(yù)期和理論上存在可能性,現(xiàn)階段軟硬件技術(shù)、管理模式等發(fā)展很難支持和做到,但對汽車模具工藝穩(wěn)定性提高、實現(xiàn)汽車模具制造的工藝自動化,一定程度上可做到汽車模具質(zhì)量自動化;利用軟件足夠的開放性、強大的功能和計算能力,實現(xiàn)一定的定量目標(biāo),讓汽車模具的設(shè)計規(guī)范、制造規(guī)范、工藝過程能被復(fù)制。本文從以下三個方面探討,主要涉及汽車外覆蓋件: 汽車模具質(zhì)量自動化快速覆蓋件設(shè)計工具;覆蓋件模具企業(yè)核心技術(shù),無人值守加工工藝知識庫積累;一汽模具成功應(yīng)用無人值守案例分享。

1.汽車模具質(zhì)量自動化之速覆蓋件設(shè)計工具

我們國家汽車內(nèi)外飾件的制造發(fā)展,從過去軟件技術(shù)較低階段的產(chǎn)品,棱角分明的老三樣,到現(xiàn)在設(shè)計標(biāo)新立異,極富創(chuàng)意的汽車設(shè)計理念,隨著軟件技術(shù)、設(shè)備技術(shù)的發(fā)展,制造理念也隨之創(chuàng)新。汽車覆蓋件設(shè)計建立在相應(yīng)的功能模塊完成上,設(shè)計質(zhì)量和相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范有密切關(guān)系,專用設(shè)計工具軟件、軟件的客制化能力,決定設(shè)計自動化水平和效率。
模型準(zhǔn)備,是汽車覆蓋件模具設(shè)計工藝設(shè)計過程,關(guān)系著模具設(shè)計的成敗,預(yù)先需要考慮的模型準(zhǔn)備事項包括:去除模型尖角和小的圓角、模型質(zhì)量檢查、去除閉角區(qū)域、開放區(qū)域填充、壓力中心確定、最小拉延深度、最優(yōu)壓力中心、最少的彈性回變。本文采用Delcam(Delcam官方網(wǎng)站,Delcam社區(qū),Delcam產(chǎn)品一覽,Delcam應(yīng)用案例)公司的設(shè)計系統(tǒng)Powershape Pro的Toolmaker專用功能進行設(shè)計。
覆蓋件工藝補充面快速設(shè)計,通過專用功能對模型壞面修復(fù)、切邊展開和生成切邊線,快速工具有效地把數(shù)十步軟件操作簡化為幾個基本按鈕,實現(xiàn)模型工藝補充面設(shè)計的模型沖壓工藝處理,孔洞的自動填充,模型關(guān)順性處理,曲面縫隙智能功能,可以快速找到縫隙,并且由工程師確定填充、忽略或生成縫隙曲線。
對于工藝補充面設(shè)計,Powershape Pro的Toolmaker提供專門的汽車覆蓋件工藝設(shè)計規(guī)范,同時也可以采用用戶定義覆蓋件工藝設(shè)計規(guī)范,不同工藝面之間的融合和連接,可以自動光順。對于產(chǎn)品邊界自動處理功能,客戶無需對覆蓋件工藝邊界單個面進行工藝補充設(shè)計,可以對整個模型生成工藝補充面,然后根據(jù)需要進行調(diào)整。對覆蓋件設(shè)計來說,沖壓工藝往往會通過CAE軟件進行分析,通過CAE分析數(shù)據(jù)和經(jīng)驗值對拉延工藝進行調(diào)整和處理。

Powershape Pro提供的模仿變形功能(全模型變形編輯功能),解決鈑件回彈、斷裂、翹起及其他回彈變形問題;需要加工之后做補償和修復(fù),做補償面的修改上也有很大局限,高效、創(chuàng)新的三維CAD設(shè)計工具,獨有的模仿變形功能,解決鈑金回彈問題;快速修改覆蓋件工藝面,節(jié)約加工、修模時間,該功能允許客戶定義全局變形的影響區(qū)域。另外,該功能可以考慮使用在汽車模具企業(yè)的CAE部門,CAE分析數(shù)據(jù)后,可根據(jù)分析缺陷在極短的時間內(nèi)快速調(diào)整模型,進一步進行分析,從而避免CAE和CAD部分之間的反復(fù),設(shè)計規(guī)范和智能化程度會進一步提高。參觀韓國某汽車覆蓋件企業(yè),其采用模具制作完成后,根據(jù)制件掃描分析的翹曲變形情況,采用Powershape Pro提供的模仿變形功能進行模面修改,進一步加工獲得能夠沖壓出精確制件的精準(zhǔn)模具。
對于汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,簡單而繁瑣,業(yè)界同仁頗有共識,基于企業(yè)知識庫、標(biāo)準(zhǔn)件庫,Powershape Pro的Toolmaker所包含的FowerFeature功能,為這些標(biāo)準(zhǔn)件添加不同的屬性,和模具本體之間的布爾運算關(guān)系完美融合。在模具上設(shè)計某些裝配特征的同時,自動產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)計元素(包含在FowerFeature元素),部件的FowerFeature可以包含多組特征和設(shè)計思路,從而為模具設(shè)計知識庫儲備提供有效工具。這和傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫有本質(zhì)的區(qū)別,通過定義組件庫FowerFeatures,設(shè)計自動化將能夠部分實現(xiàn),同時庫的形成即是規(guī)范形成,對汽車內(nèi)外飾件模具設(shè)計有非常積極的意義。
2.覆蓋件模具企業(yè)核心技術(shù),無人值守加工工藝知識庫積累
汽車模具企業(yè)數(shù)控加工車間,是整個企業(yè)投資資本最為集中的區(qū)域,設(shè)備利用率、加工效率、程序安全、刀具成本、維修成本、用人成本、管理成本都非常高;模具加工車間是覆蓋件模具企業(yè)的產(chǎn)品和模具質(zhì)量程度自動化及其他技術(shù)能力集中表現(xiàn)的場所。一定程度的模具質(zhì)量自動化,需要靠嚴格的規(guī)范作為保障,主要包含以下幾個方面:
(1)作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化。
(2)編程過程規(guī)范精細化。
(3)模具數(shù)控制造柔性化。
(4)產(chǎn)品質(zhì)量自動化。
(5)制造管理數(shù)字化。
(6)優(yōu)秀的軟件支持合作伙伴。
作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化。主要包含模型處理標(biāo)準(zhǔn)、刀庫標(biāo)準(zhǔn)、制訂安全的Powermill編程標(biāo)準(zhǔn)、安全保障標(biāo)準(zhǔn)、后處理管理、數(shù)控程序控制標(biāo)準(zhǔn)、備刀信息標(biāo)準(zhǔn)、程序標(biāo)單標(biāo)準(zhǔn),如圖6所示是某企業(yè)制定的作業(yè)過程處理標(biāo)準(zhǔn),通過該方式,企業(yè)在對覆蓋件模具進行制造的每個階段都有相應(yīng)的知識積累,通過Delcam Powermill充分的開放性,定制和完成覆蓋件企業(yè)的數(shù)控加工制造知識工程。
編程過程精細化。其主要的目標(biāo)是實現(xiàn)汽車覆蓋件模具3D的自動加工、提高編程、數(shù)控加工效率、降低加工成本,縮短模具的制造周期。數(shù)模的分析、程序的編制、程序加工狀態(tài)分析、刀具的動態(tài)管理、針對數(shù)控加工車間不同數(shù)控設(shè)備安全規(guī)范的后處理以及3D自動加工過程控制,精細化的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)企業(yè)知識積累不同階段分別處理。首先對覆蓋件模具加工細節(jié)分類,定制智能化的加工模式,并歸類到Delcam Powermill模版、宏及二次開發(fā)庫。

模具數(shù)控制造柔性化。如果有安全可靠的程序,數(shù)控加工的無人化能做到的,但往往企業(yè)擁有自動化程度非常高的高速、五軸加工中心,很難做到無人值守加工。
基于Delcam Powermill汽車覆蓋件數(shù)控加工質(zhì)量自動化,是建立在無過錯工藝知識庫積累、無過錯刀具參數(shù)知識庫積累、無過錯碰撞干涉檢查規(guī)程積累、無過錯工藝表單自動生成、無過錯備刀文件自動生成、無過錯加工策略使用、Powermill軟件的全程無過切及數(shù)控程序工藝完全由系統(tǒng)完成;關(guān)于柔性化管理,同樣是建立在編程規(guī)范基礎(chǔ)上,編程知識庫入庫模式和管理汽車覆蓋件企業(yè)現(xiàn)階段面臨更換軟件的難題,軟件真正支持64 bit計算、多線程、后臺處理、多CPU計算等基本需求,對大模型的高精度、大數(shù)據(jù)量的需求,軟件編程效率和機床運行效率需要雙向提高;提高數(shù)控車間整體運行效率、砍掉落后產(chǎn)能是當(dāng)前需要考慮的問題;同時軟件先進的刀具庫、機床庫管理、總工時及機臺工時統(tǒng)計和管理;達成提高設(shè)備運行效率和節(jié)約刀具成本目標(biāo);另外確保制造安全(例如:一塊保桿凹模的材料成本36萬~80萬元之間)、確保設(shè)備運行安全(碰撞干涉檢查),確保知識能夠積累,而非依賴編程“高手”等也是企業(yè)選擇軟件所要關(guān)注的。
3.一汽模具成功應(yīng)用無人值守案例分享
2002年,一汽模具中心攜手Delcam公司,并合作在無人值守數(shù)控加工方面作出創(chuàng)舉的技術(shù),值得同仁借鑒。
Delcam Powermill是為汽車覆蓋件制造領(lǐng)域立下汗馬功勞的編程系統(tǒng),汽車覆蓋件從過去拼焊組件,到現(xiàn)在的整體模具,如整體側(cè)圍,對CAM軟件大數(shù)據(jù)處理能力提出了需求。Delcam Powermill充分發(fā)揮了大模型計算能力、高精度計算需求,在一汽模具中心、二汽模具、成飛集成等取得了驕人成績。
一汽模具中心基于知識積累數(shù)控編程加工,主要目標(biāo)是基于Powermill實現(xiàn)模具3D的自動加工、2D自動加工,提高編程、數(shù)控加工效率,降低加工成本,快速產(chǎn)出,縮短模具的制造周期,適應(yīng)市場經(jīng)濟的要求。

利用Powermill充分的開放性,軟件技術(shù)、數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控機床宏命令以及模具制造經(jīng)驗,有機地把整個制造車間的不同單元有機組合,確保制造體系的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,生成智能化的程序中包含了自動換刀、測刀、預(yù)熱、自動換輔助頭、換輔助頭后W軸自動差值補償、主軸功率限定、加工刀具伸出長度合法判斷、刀具折斷判斷等功能信息,程序傳輸?shù)綌?shù)控機床之前,通過Powermill真實環(huán)境仿真技術(shù),把所有可能存在的碰撞、過切有效避免,讓無人值守加工安全進行。
綜上所述,提高數(shù)控的加工效率,提高模具的數(shù)控加工質(zhì)量,減少鉗工的工作量,縮短模具的制造周期,節(jié)約人力資源,降低勞動成本,作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化,編程過程規(guī)范精細化,產(chǎn)品質(zhì)量自動化,制造管理數(shù)字化等。有利于模具制造過程中的技術(shù)與經(jīng)驗的積累,有助于企業(yè)的長遠發(fā)展(豐田技術(shù)發(fā)展模式)。實現(xiàn)刀具的動態(tài)管理,降低刀具的使用成本與庫存成本,有利于將制造經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為技術(shù)文件共享,提高企業(yè)的制造技術(shù)水平和行業(yè)地位。以上探討內(nèi)容,有一定的片面性,不足之處請批評指正

從零基礎(chǔ)到模具設(shè)計精英,包含CAD軟件、PRESSCAD外掛、UG軟件、UG外掛、2D結(jié)構(gòu)、2D料帶、工程出圖、BOM表、3D料帶、全3D設(shè)計結(jié)構(gòu)、AUTOFORM工藝分析、改模技巧、純模具公司設(shè)計實戰(zhàn)、重點是設(shè)計理念及設(shè)計思維的培養(yǎng)、設(shè)計參數(shù)確定、加工聯(lián)系我們

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