拉延模具數(shù)控加工研發(fā)與應用

時間:2022-09-17 03:34:04

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拉延模具數(shù)控加工研發(fā)與應用

摘要:拉延模具數(shù)控加工中的CAPP技術,就是通過定制模板,再借助計算機、支撐環(huán)境以及推理等設備和技術,對制定的零件進行機械加工的工藝技術。數(shù)控加工以及CAPP技術都是依托于計算機技術而發(fā)展起來的,借助于CAPP技術系統(tǒng),對手工工藝設計效率低、一致性低、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達到優(yōu)化等問題找到了有效的解決方法。文章對基于拉延模具數(shù)控加工中CAPP技術進行了研究。

關鍵詞:拉延模具;數(shù)控;加工;CAPP技術

基于計算機技術的發(fā)展,數(shù)控加工已成為機床零件加工的重要工藝方法,而計算機輔助工藝過程設計(ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)技術是計算機技術在機床零件加工中更進一步的應用,也是機床零件加工工藝在發(fā)展過程中,更加智能化、現(xiàn)代化的重要標志。

1拉延模具數(shù)控加工中CAPP模板的研發(fā)

1.1模板定義

模板技術是CAPP技術應用在拉延模具數(shù)控加工中的一項重要組成部分,模板技術的基礎是設計方法以及相似的事物,即相同的零件加工。在這一基礎上發(fā)展起來的復用技術,就是模板技術。這種模板技術并不是隨意發(fā)展的,而是有著核心和基本思想原則的復用技術。抽象出一類相似事物的框架模板,以并以參數(shù)化變異和重用設計信息為核心,將模板當作此類事物的范本實例,這就是模板技術的基本思想。拉延模具模板化技術與現(xiàn)代化的計算機技術相結合,將計算機的CAM技術運用其中,實現(xiàn)了模板技術的現(xiàn)代化發(fā)展。運用了現(xiàn)代化計算機CAM技術的模板技術,是通過定制模板,確立正確、有效并經(jīng)過加工驗證的程序,將其作為備用的模板文件,當有同類零件需要加工時,只需要對備用的模板文件根據(jù)實際要求,進行微小的調(diào)整,就能立即制作模板。覆蓋件模具具有模板化特征,這一點通過分解車身零件以及成形模具,再對其進行詳細的分析便能了解。構建模板是一項極為復雜的工作,在正式構建模板前,需要做好幾個方面的準備工作,這是為了在構建模板時,塑造拉延模具模板的幾何模型,同時也是對工廠設計經(jīng)驗進行知識性的轉化,以便形成相應知識模型,在知識模型和幾何模型融合之后,數(shù)控加工的模板便建立起來了。

1.2PowerMILL軟件在拉延模具中的應用

正是在PowerMILL軟件的基礎上,建立了CAPP模板,從而使拉延模具數(shù)控數(shù)控加工CAPP工藝模板得以真正的實現(xiàn)。因此PowerMILL軟件的應用,極大地推動了拉延模具數(shù)控加工的發(fā)展。而這一結果,有賴于PowerMILL軟件開放了二次開發(fā)接口與宏、模板等功能,使數(shù)控編程實現(xiàn)了知識化的轉變。Power⁃MILL軟件為刀具路徑提供了編輯工具,并對優(yōu)化、編輯刀具路徑的過程進行了仿真模擬,通過仿真模擬使機床加工技術更加成熟,大大提高了機床加工的效率。此外,PowerMILL軟件允許用戶自定義加工CAPP模板,從而提升相似零件CAM編程的效率。

1.3拉延模具的數(shù)控加工中模板開發(fā)

在接延模具數(shù)控加工中開發(fā)出CAPP技術,需要創(chuàng)新適合的加工程序。其加工程序的創(chuàng)建過程是先按照模具結構特征以及加工技術的工藝性,在確定加工工藝的流程之后,再按照加工技術工藝的特點,結合PowerMILL軟件的加工策略,而其加工對象就是結構性,然后按照規(guī)則選擇加工策略,定義加工工藝的參數(shù)。最后一步,是要使用CAPP模板,以CAPP模板形式將加工工序在PowerMILL軟件中的加工策略里保存下來。

2拉延模具數(shù)控加工CAPP技術的應用

2.1成組技術的應用

所謂的成組技術是根據(jù)加工零件的類型、結構共性以及工藝共性發(fā)展而來的。其根據(jù)零件的加工技術進行分組歸類。成組技術可以使用相同工藝設備,在工序相等的前提下,將原本是小批量的零件集中起來,從而提高加工效率和產(chǎn)量節(jié)省成本。根據(jù)這一目的,將零件加工所用的加工方式、設備以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),與成組技術結合起來,快速且準確地將所有相似的零件系統(tǒng)整理出來,以幫助零件設計部門進行系統(tǒng)集中分類,從而減少零件的設計時間。在零件模具中,有一種典型覆蓋件模具,這種模具主要應用于拉延模具里的壓邊圈、上下模等,相對于其他零件的加工工藝來說,覆蓋件模具的加工工藝相對比較成熟,甚至有一部分已形成了標準工藝。在對典型模具的零件加工工藝進行總結和歸納時,要將此類零件的加工工藝收納其中,可以指導該類零件的機械加工。

2.2基于實例的推理技術的應用

在所有的模具零件中,非標準零件無論是在結構差異上,還是在幾何形狀差異上,與標準零件的差異都比較大,因此加工方式也有相當大的差異,這導致加工部門很難將非標準零件與其他零件歸為一類,增加了非標準零件加工和設計的難度。CAPP軟件的出現(xiàn),使模具制造和設計的發(fā)展更進一步,但在我國還沒有出現(xiàn)模具制造和設計的CAPP軟件,這主要是因為CAPP軟件系統(tǒng)仍有缺陷,還需要進一步完善。此外,在模具行業(yè)中,由于專家系統(tǒng)對創(chuàng)成式系統(tǒng)的制約作用,使CAPP技術無法在模具制造和設計中得到真正的應用。直到目前為止,CAPP技術還停留在理論研究階段,在實際的模具制造和設計中,只能得到簡單的應用。在進行模具設計時,一般可分為3種形式:變型設計、適應性設計和創(chuàng)造性設計。在實際設計中存在著大量的變型設計,這是因為變型設計可以提升模具制造的質(zhì)量和速度,同時制造企業(yè)還可以重復利用已有資源,節(jié)省制造成本,讓企業(yè)不斷地滿足用戶需求的變化,增強企業(yè)實力,在激烈的市場競爭中立于不敗之地。變型設計的難點就是在于不夠快捷有效,要解決這一問題,就要采用建立在實例的基礎之上發(fā)展而來的推理技術。對拉延模具的劃分可以分為若干種類,每一類中,拉延模具都具有極高的相似性,而在CAM軟件的支持之下,對這種繼承性和相似性進行了二次開發(fā),從而使這種基于實例的推理技術進行拉延模具的制造成為可能。作為人工智能中的一種新型推理模式,基于實例的推理技術在解決問題時,計算機生成報告(ComputerBuildReport,CBR)商品指數(shù)的基本方式,就是用戶可以得到類似的解決經(jīng)驗,這一方法的運用,充分將經(jīng)驗和知識的積累在實際中進行了運用,而將以前例子與當前出現(xiàn)的新問題進行對比,可以在實例中求解,或者是對實例中的策略進行引用,對以前成功例子的經(jīng)驗加以運用,而對失敗的例子,要引以為戒,以免再次發(fā)生不理想或錯誤的結果,導致失敗。基于模板工藝的規(guī)劃技術以及基于實例推理機制,對于非型面機械加工工藝更加適用,但其前提是需要建立廣泛的模板庫和實例庫,這一點是將模板工藝規(guī)劃技術和實例推理機制應用于實際生產(chǎn)的關鍵,也是使這兩種技術在現(xiàn)實中得到實現(xiàn)的基礎和前提。模板工藝規(guī)劃技術和實例的推理機制都屬于基于拉延模具數(shù)控加工中的CAPP技術,盡管CAPP技術已在一定領域得到了應用,但無論是模板工藝規(guī)劃技術,還是實例推理機制,這兩種CAPP技術的開發(fā)難度都非常大,而且開發(fā)周期非常長,還需要投入大量的物力和人力,這都是限制CAPP技術發(fā)展和普及的關鍵因素,模具行業(yè)在未來的發(fā)展過程中,還需要進一步加大對CAPP技術的開發(fā)和研究,通過成熟的新技術還提高模具行業(yè)的生產(chǎn)效率,促進模具行業(yè)的發(fā)展進步。

3結語

拉延模具在數(shù)控加工中CAPP技術的研發(fā)和應用,實現(xiàn)了模具規(guī)范化制造,從而特別是提升了NC編程的效率和質(zhì)量。這種工藝規(guī)范化路線的發(fā)展,是奠定和實現(xiàn)模具一體化,實現(xiàn)模具標準化生產(chǎn)的基礎。

作者:王洪磊 單位:蘇州健雄職業(yè)技術學院

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