汽車保險(xiǎn)杠凹模加工表面形貌建模及數(shù)控加工仿真.pdf

1、汽車保險(xiǎn)杠凹模有結(jié)構(gòu)尺寸大，豎直方向尺寸落差大;形狀復(fù)雜，各類曲面、凸臺(tái)、凹槽多;尺寸精度和表面精度要求高等特點(diǎn)，在制造過(guò)程中常采用銑削加工、電火花加工以及人工磨拋相結(jié)合的方法。隨著高性能機(jī)床和先進(jìn)刀具材料的發(fā)展，五軸數(shù)控加工在模具制造中的地位不斷提高，針對(duì)汽車保險(xiǎn)杠凹模開(kāi)展數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真研究已成為模具行業(yè)所面臨的重要任務(wù)之一。因具有很好的抗疲勞性和易切削性，AISI P20模具鋼成為汽車保險(xiǎn)杠凹模的首選材料;但在加工過(guò)程中易出

2、現(xiàn)表面缺陷，影響模具的疲勞壽命。研究五軸球頭銑削P20模具鋼的表面形貌和加工缺陷情況，可以為模具精加工提供參數(shù)選擇依據(jù)。
　　本文基于五軸球頭銑削運(yùn)動(dòng)方程，建立三維表面形貌模型，結(jié)合P20模具鋼銑削實(shí)驗(yàn)，分析各加工參數(shù)對(duì)表面形貌的影響，為模具精加工參數(shù)選擇提供技術(shù)支持。采用計(jì)算機(jī)輔助制造軟件NX9.0對(duì)汽車保險(xiǎn)杠凹模進(jìn)行數(shù)控加工編程及后處理，之后采用軟件VERICUT對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工仿真。
　　首先，利用刀具刃線方程和角度變

3、換矩陣，建立包含六個(gè)工藝參數(shù)（每齒進(jìn)給量、徑向切削深度、軸向切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、前傾角和側(cè)偏角）的五軸球頭銑削三維表面形貌仿真模型，借助正交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三維表面形貌仿真模型的有效性，并根據(jù)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究了表面形貌形成機(jī)理。根據(jù)掃描電子顯微鏡觀察和能譜分析，研究了五軸球頭銑削P20模具鋼過(guò)程中的加工缺陷形成機(jī)理，研究了切屑與加工缺陷之間的關(guān)系。
　　其次，選用高精度重心驅(qū)動(dòng)橋式五軸鏜銑加工中心為加工機(jī)床，對(duì)汽車后保險(xiǎn)杠凹模進(jìn)行工藝

4、分析和數(shù)控加工工藝規(guī)劃。選取了加工所需刀柄、刀具以及切削參數(shù)，做出工藝方案;運(yùn)用CAM軟件NX9.0進(jìn)行數(shù)控加工編程，生成完整的刀軌源文件。
　　最后，開(kāi)發(fā)出基于國(guó)產(chǎn)廣州數(shù)控系統(tǒng)(GSK)的重心驅(qū)動(dòng)橋式五軸鏜銑加工中心后處理器，輸出加工所需NC程序。建立了基于VERICUT仿真環(huán)境的虛擬樣機(jī)和刀具庫(kù)，進(jìn)行數(shù)控加工仿真，檢查潛在的干涉、超行程和碰撞錯(cuò)誤，驗(yàn)證了數(shù)控加工程序的正確性。
　　本研究在汽車保險(xiǎn)杠凹模的制造過(guò)程中，優(yōu)化