TebisCAD/CAM解決方案致力于優(yōu)化模具制造流程已有30多年。在當(dāng)今業(yè)界,除加工流程自動化,數(shù)字化工程也屬于前沿科技。這里當(dāng)然包括用于保證板件及模具質(zhì)量的3D照相測量法。在此流程中,虛擬世界與現(xiàn)實世界的完美協(xié)作。
模具制造行業(yè)的挑戰(zhàn)
沖壓模具制造中的最大挑戰(zhàn)之一是模具需要大量的手工修整。從銑削加工完到首次上壓機,通常要經(jīng)過幾個星期乃至幾個月的時間,此外還有無法預(yù)算的修整研磨處理時間。修整過程復(fù)雜主要有如下原因:
• 板件的回彈效應(yīng)
• 成型時的板材變薄或變厚
• 模具表面精度和質(zhì)量
• 模具和壓力機的剛性
盡管早在幾年以前回彈模擬就被廣泛采用,不過,回彈預(yù)測的準(zhǔn)確度只能視情況而定。特別是對于鋁制工件以及在熱成型工件,需要從模具的真實結(jié)果出發(fā)計算修正措施。板材變薄的模擬和補償修正也越來越重要。目前,模具制造商通過手工方法多次循環(huán)的對模具進行修整。問題通常出于銑削的精度和質(zhì)量,而非加工工藝。若想讓模具在機加工后直接上壓機,有許多工作需要完成。表面必須經(jīng)過費時費力的修整,例如圓角修整和淬火處理。如果沒有注意模具和壓力機的撓度,即使是加工表面質(zhì)量極為良好,也不能減少對模具的修整工作。
數(shù)字化系統(tǒng)的關(guān)鍵作用
數(shù)字化流程在模具制造中用途廣泛。模具和模具部件的數(shù)字化有助于制作備用件,防止模具磨損或者斷裂造成停工
鑄造件數(shù)字化
對需要備制的工件首先要進行數(shù)字化。在數(shù)字化數(shù)據(jù)(點云)的基礎(chǔ)上,便可簡便快捷地創(chuàng)建3D-CAD曲面(例如模具嵌裝件),并接著進行加工。較高的造型和加工精度確保模具嵌裝件無需經(jīng)過重新的調(diào)試環(huán)節(jié)即可更換。正是因為這樣會省去復(fù)雜費時的修整和調(diào)試,模具作數(shù)字化處理具有重要意義,例如將已經(jīng)研磨處理過的圓角避讓在 CAD 系統(tǒng)里作逆向工程處理。
在單件或者組裝環(huán)節(jié),可在數(shù)字化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過在CAD/CAM流程中比較設(shè)定值與實際值而擬定和實施補償措施。由此既可對尺寸修正也可對表面優(yōu)化進行高效快捷的處理。在屏幕上就可比較模具和工件狀態(tài)。這樣便可決定是在車間直接進行修改,還是將其引入設(shè)計環(huán)節(jié)。在設(shè)計變更方面,可將 1:1 的數(shù)字化數(shù)據(jù)用于設(shè)定修正數(shù)據(jù),以確保更高的精度。
在加工流程方面,數(shù)字化功能同樣起一定的作用。在這里,粗加工耗時較長。特別是在模具制造領(lǐng)域的大型工件方面,需要制作鑄造模型。其中問題在于鑄造件與設(shè)計件不一致。如果直接在鑄件到場時進行數(shù)字化,就可產(chǎn)生一個可靠且省時的CAD/CAM流程。此外還可縮短在機床上的加工時間。即使是已經(jīng)加工完畢的模具部件,數(shù)字化處理也是值得的:為了檢驗?zāi)>吖δ?,?yīng)在加工后將零件數(shù)字化,并接著將其在 CAD/CAM 系統(tǒng)內(nèi)進行虛擬組裝,然后檢查潛在的碰撞風(fēng)險。只有在排除錯誤后,才允許將模具送交組裝和調(diào)試。
Tebis 流程解決方案
Tebis 在數(shù)字化鑄造件的基礎(chǔ)上可以進行高效的粗加工。滿刀切削避讓、進給優(yōu)化、針對具體坯件而優(yōu)化的機床回程等的集成工藝和自適應(yīng)式銑削策略有利于高效粗加工。Tebis 可精確建模 HFC (High Feed Cutter) 和 HPC (High Performance Cutter) 等新式刀具,從而縮短在機床上的加工時間。
3D 表面加工時的精度和優(yōu)異質(zhì)量
Tebis的3D刀軌恒定分布和HSC點分布策略有利于取得優(yōu)異的銑削質(zhì)量并減少模具修整時間。
銑削完畢后進行敲擊加工,可以降低粗糙度并使表面密實。應(yīng)力要求很高的模具內(nèi)倒圓、刀口和仿形滑塊一般需經(jīng)過淬火處理。兩個流程步驟已完整地整合到Tebis軟件中。

強壓面和自由曲面連續(xù)過渡的模具表面

Tebis環(huán)境中的敲擊加工仿真
創(chuàng)新的模面流程
在模具制造流程中,模面流程起著關(guān)鍵作用。借此可確定板件的質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性。有限元計算系統(tǒng)可非常精確地算出回彈值?;谶@些結(jié)果,可計算出模具過彎曲的補償策略,并以點云的形式導(dǎo)入Tebis的CAD/CAM流程。例如可以將結(jié)構(gòu)件的仿真數(shù)據(jù)用于彎曲處理。此方法同樣適用于熱成型。通過線框模型逆向曲面尤其適合外覆蓋件,由此可以確保A級曲面的原始曲率不被更改。為了提前識別工件的曲面存在的問題,Tebis提供 A 級曲面分析功能和功能強大的曲面優(yōu)化功能。
板材變薄補償、導(dǎo)入強壓面和圓角區(qū)域光順連接屬于Tebis模面處理程序的一部分。憑借專門的模面功能可以不必設(shè)置虛擬壁厚,使得可見凸起和下凹在模具表面消失。方便的過彎曲定律可將壓機的撓曲和模具變形考慮進來。
用基于真曲面的編程替代設(shè)置虛擬壁厚屬性,簡化整個 CAD/CAM 流程。Tebis的模板技術(shù)可使 NC 編程達(dá)到很高的自動化級別,并因此縮短編程時間。光順的模面是使用HFC銑削加工的基礎(chǔ)。此外還可縮短計算時間,特別是在清角清余料方面。研磨流程的優(yōu)勢:模具修整循環(huán)減少,使得模具在機加工后可直接裝入壓機。