汽車保險杠凹模加工表面形貌建模及數控加工仿真.pdf

1、汽車保險杠凹模有結構尺寸大，豎直方向尺寸落差大;形狀復雜，各類曲面、凸臺、凹槽多;尺寸精度和表面精度要求高等特點，在制造過程中常采用銑削加工、電火花加工以及人工磨拋相結合的方法。隨著高性能機床和先進刀具材料的發(fā)展，五軸數控加工在模具制造中的地位不斷提高，針對汽車保險杠凹模開展數控加工工藝規(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杠凹模的首選材料;但在加工過程中易出

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選擇依據。
　　本文基于五軸球頭銑削運動方程，建立三維表面形貌模型，結合P20模具鋼銑削實驗，分析各加工參數對表面形貌的影響，為模具精加工參數選擇提供技術支持。采用計算機輔助制造軟件NX9.0對汽車保險杠凹模進行數控加工編程及后處理，之后采用軟件VERICUT對其進行數控加工仿真。
　　首先，利用刀具刃線方程和角度變

3、換矩陣，建立包含六個工藝參數（每齒進給量、徑向切削深度、軸向切削深度、主軸轉速、前傾角和側偏角）的五軸球頭銑削三維表面形貌仿真模型，借助正交實驗驗證了三維表面形貌仿真模型的有效性，并根據仿真和實驗結果研究了表面形貌形成機理。根據掃描電子顯微鏡觀察和能譜分析，研究了五軸球頭銑削P20模具鋼過程中的加工缺陷形成機理，研究了切屑與加工缺陷之間的關系。
　　其次，選用高精度重心驅動橋式五軸鏜銑加工中心為加工機床，對汽車后保險杠凹模進行工藝

4、分析和數控加工工藝規(guī)劃。選取了加工所需刀柄、刀具以及切削參數，做出工藝方案;運用CAM軟件NX9.0進行數控加工編程，生成完整的刀軌源文件。
　　最后，開發(fā)出基于國產廣州數控系統(tǒng)(GSK)的重心驅動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)境的虛擬樣機和刀具庫，進行數控加工仿真，檢查潛在的干涉、超行程和碰撞錯誤，驗證了數控加工程序的正確性。
　　本研究在汽車保險杠凹模的制造過程中，優(yōu)化