¿Qué tal la programación de moldes automotrices Powermill?
Aplicación de PowerMILL en el procesamiento de corte de capas de moldes para automóviles
Zhang Linhao
Dongfeng Mold Stamping Technology Co., Ltd. Mold Branch (Wuhan, Hubei 430056)
Extraído de - "Marcha de fabricación de moldes"
Resumen Basado en la producción real de la empresa, combinada con las características de la aplicación de software CAM en nuestra empresa, las ventajas del software PowerMILL en programación y Se analiza el procesamiento y su éxito. Se utiliza ampliamente en el procesamiento de corte de capas de moldes de automóviles. Al mismo tiempo, se introdujeron herramientas indexables eficientes utilizando PowerMILL para la programación CNC. Mejora la eficiencia del procesamiento de fresadoras CNC a gran escala, acorta el ciclo de producción de moldes y reduce los costos de fabricación.
Palabras clave: PowerMILL; molde para automóviles; procesamiento de corte de capas; herramienta indexable
1 Introducción
Nuestra empresa produce principalmente moldes para paneles de automóviles como empresa de moldes. Debido al desarrollo del mercado de la empresa, los moldes para paneles exteriores de automóviles de pasajeros se han convertido en el foco de la producción de nuestra empresa. Al compararlos con los fabricantes extranjeros avanzados de moldes de cobertura, descubrimos que todavía tenemos una cierta brecha en términos de eficiencia del trabajo principal y costo de fabricación de moldes. Por lo tanto, estos dos aspectos son la dirección de nuestros esfuerzos futuros.
La composición aproximada de los costes de fabricación del molde es: procesamiento de corte 65, materiales del molde 20, tratamiento térmico 5 y ajuste de montaje 10 [1]. Se puede ver que reducir el procesamiento representa la gran mayoría de los costos. Mejorar la eficiencia del procesamiento de esta parte no solo reducirá el costo general, sino que también acortará el tiempo de entrega y recuperará los fondos rápidamente.
El procesamiento de corte de capas (es decir, procesamiento de contornos) es un método de mecanizado en bruto comúnmente utilizado por muchos software CAM para moldes de automóviles, debido a su forma de superficie libre, el método de corte de capas puede mantener un corte constante. carga para evitar daños a la herramienta debido a cambios repentinos de carga [2]. Sobre esta base, nuestra empresa introdujo oportunamente el concepto de mecanizado de alta velocidad y formuló una estrategia de mecanizado en desbaste de alta eficiencia basada en la situación actual de las máquinas herramienta en la producción real. El método principal es lograr efectos de corte de alta velocidad en máquinas herramienta CNC livianas mediante el uso de una profundidad de corte pequeña, un avance alto y una velocidad baja (menos de 3000 rpm).
Al aplicar el corte por capas, se puede mejorar la eficiencia del corte y reducir la fuerza de corte. Al mismo tiempo, las virutas de hierro eliminan la mayor parte del calor de corte, lo que reduce la deformación térmica de la pieza de trabajo, mejora la durabilidad de la herramienta, reduce la vibración de la máquina herramienta y funciona de manera estable, lo que favorece logrando una alta precisión de mecanizado de la pieza de trabajo.
2 Características del software CAM en el procesamiento de corte de capas de moldes de nuestra empresa
2.1 Características del corte de capas UG
Nuestra empresa siempre ha utilizado el software UG como programación principal software. Con su amplia aplicación en la producción real, se descubrió que UG tiene problemas de seguridad en el mecanizado de desbaste y corte de capas, lo que afecta seriamente la calidad física y restringe el ciclo de fabricación del molde.
Con el desarrollo de la industria del automóvil, los requisitos de apariencia del automóvil son cada vez más altos, lo que aumenta la cantidad de datos digitales y analógicos de los productos. En consecuencia, la capacidad de los datos de procesamiento del molde también ha aumentado, lo que hace que los datos de procesamiento sean cada vez más grandes. Por ejemplo, en el proyecto Z499, los datos del molde de recorte solo para el panel exterior de la puerta alcanzaron 670 millones. La gran cantidad de datos aumenta el tiempo de cálculo de UG y también aumenta la inestabilidad del programa. Cuando se utiliza UG para compilar el programa de corte de capas, la trayectoria de la herramienta disminuirá repentinamente, lo que provocará que aumente la cantidad de corte instantáneo de la herramienta. El daño de la herramienta afectará gravemente a la máquina herramienta. Con base en lo anterior y considerando las características estructurales del cortador de capas de 63 mm de diámetro y el cortador de bolas de 30 mm de diámetro, la contramedida temporal del programador es utilizar el corte de capas del cortador de bolas de 30 mm en el programa de corte de capas en UG para aumentar la seguridad del programa.
Pero incluso con el corte de capas con cuchilla de bola de 30 mm, aunque el riesgo se reduce, todavía existe. Una vez que ocurre el problema, no solo dañará la costosa cuchilla del cortador de bolas, sino que también provocará que se deseche el soporte del cortador que vale miles de dólares.
2.2 Características de la programación PowerMILL
Como programadores, nuestro principal objetivo son las trayectorias de herramientas seguras y sin colisiones.
Después de muchas investigaciones y comparaciones, decidimos elegir PowerMILL como el principal software para el mecanizado de desbaste de perfiles en nuestra empresa. El sistema PowerMILL de Delcam es un software CAM independiente cuya característica distintiva son sus funciones completas de inspección de colisiones y ranuras. Al utilizar la programación PowerMILL, el sobrecorte se puede evitar automáticamente durante todo el proceso. Los programadores pueden agregar fácilmente mangos y vástagos de herramientas a las herramientas, y verificar rápida y automáticamente los mangos y las interferencias de los vástagos de las herramientas, solicitando la longitud mínima segura del vástago de la herramienta para garantizar el procesamiento. seguridad[3]. La aplicación de trayectorias de herramientas en espiral puede minimizar el movimiento inactivo de la herramienta, reduciendo así el tiempo de procesamiento.
El mecanizado de alta velocidad PowerMILL tiene su estrategia de mecanizado única. Cuando se utiliza en mecanizado convencional, también puede optimizar la trayectoria de la herramienta al máximo y mejorar la eficiencia del mecanizado, lo que refleja grandes beneficios. El método de corte y corte de la trayectoria de la herramienta conectado por arco puede suavizar la trayectoria de la herramienta y reducir los puntos de inflexión para el mecanizado de alta velocidad, como pistas de carreras, cicloides y espirales, haciendo que la velocidad de avance sea más uniforme y la carga de la herramienta. más constante durante el proceso de corte, mejorando al mismo tiempo la eficiencia de corte.
La siguiente es una discusión detallada de la "tecnología de longitud mínima de herramienta" y la "tecnología de suavizado de trayectoria de herramienta" en PowerMLL.
(1) Aplicación de la tecnología de longitud mínima de cuchilla.
El requisito previo para la aplicación de la "tecnología de longitud mínima de herramienta" es que se debe establecer una biblioteca de herramientas con una interfaz de usuario muy amigable al ingresar los parámetros de sujeción de la herramienta, el portaherramientas, etc. , se puede utilizar durante el proceso de cálculo del programa y se puede detectar la longitud de la herramienta correspondiente, lo que hace que el programador sea más razonable al considerar la longitud de la herramienta.
La longitud de la herramienta es un parámetro muy crítico en el mecanizado. Si no se considera la longitud de la herramienta durante la etapa de programación, el operador tomará decisiones a ciegas al procesar paredes empinadas de cavidades profundas porque no hay ninguna indicación de referencia de la herramienta. Longitud. Cuchillos. En este caso, si el operador selecciona una herramienta que es demasiado larga, afectará la eficiencia del mecanizado. Por el contrario, ocurrirá un evento severo en el que el portaherramientas chocará con la pieza de trabajo. Por lo tanto, la elección de la longitud mínima de la cuchilla es decisiva. A través de la función de verificación de colisiones en el programa PowerMILL, se le solicitará al programador la longitud mínima de herramienta requerida, como se muestra en la Figura 1. De esta manera, el programador pasará esta información al operador a través de la hoja del programa CNC, permitiéndole para seleccionar los parámetros de la herramienta de procesamiento Cuando hay evidencia en la que confiar, el procesamiento es más razonable.
(2) Procesamiento de suavizado de trayectorias de herramientas.
El método de procesamiento de pistas de carreras es otra función importante de PowerMILL en la programación CNC. Debido a que la trayectoria de la herramienta se puede conectar en un arco, el corte por arco y el corte se utilizan al avanzar y retraer la herramienta, y el suavizado de filete se utiliza en la trayectoria de la herramienta. Esto permite que la herramienta se esfuerce uniformemente y evita un aumento repentino en la fuerza de corte como el avance y retracción lineal de la herramienta, lo que afecta la vida útil de la herramienta y la máquina herramienta. Al mismo tiempo, las trayectorias suaves de las herramientas aumentan el equilibrio del movimiento de la máquina herramienta. Esto evita el impacto sobre la pieza y la máquina herramienta provocado por el cambio brusco de dirección de la herramienta. Crea buenas condiciones de corte para la máquina herramienta y garantiza la calidad de procesamiento de la pieza de trabajo.
Figura 1 Mensaje de información después de la inspección de colisión de PowerMILL
Un conjunto de moldes en el proyecto Z860 procesado por nuestra empresa en julio de 2011 fue programado por CNC mediante la observación de la situación real de mecanizado. sitio y llamando a la trayectoria de la herramienta para ver, no es difícil encontrar que su característica distintiva es el uso de avance y retroceso del arco en el programa de desbaste, como se muestra en la Figura 2. La Figura 3 muestra la trayectoria de la herramienta de transición de arco compilada en PowerMILL.
Figura 2 Ruta de la herramienta del programa de mecanizado en desbaste compilado por Nissan
Figura 3 Ruta de la herramienta de transición de arco en PowerMILL
La ruta de la herramienta de avance y retroceso del arco en el molde Es particularmente importante en el procesamiento de perfiles, es decir, el procesamiento de moldes de acero. Debido a las diferentes estrategias de programación, en el procesamiento de perfiles se suelen utilizar diferentes métodos de alimentación de herramientas debido a las características del área de procesamiento. Esto se conoce comúnmente como "particionar". En este momento, la superposición de trayectorias de herramientas en diferentes áreas es particularmente importante.
Si no se trata, las trayectorias de la herramienta de dos áreas adyacentes simplemente se superponen mecánicamente. En el sitio de producción, la herramienta procesará directamente la superficie de la pieza de trabajo, lo que dará como resultado marcas de herramienta, lo que afectará la calidad del procesamiento de la superficie del molde y aumentará el trabajo de recorte. de la cantidad del instalador.
Este punto debe evitarse en la medida de lo posible en el procesamiento superficial de moldes de paneles exteriores, ya que afectará la calidad superficial de las piezas. Por esta razón, en UG, al crear una superficie suplementaria del proceso, que comúnmente se conoce como "unión de herramientas", las dos partes del área de procesamiento se convierten artificialmente en láminas de arco tangente, lo que aumenta en gran medida la carga de trabajo del programador, en el caso de moldes como los laterales. Se preparan paneles o paneles exteriores de puertas, esto afectará seriamente la eficiencia del trabajo de programación. Es más, la producción de la superficie suplementaria del proceso tomará un día.
PowerMILL tiene la función de realizar una conexión de arco en la trayectoria de la herramienta. Con solo configurar los parámetros de la función de conexión, se puede obtener el efecto de "unión de herramientas" sin la necesidad de procesar superficies suplementarias. Libera a los programadores de la ardua producción de superficies complementarias del proceso, mejora la eficiencia de la programación y también mejora la calidad del procesamiento. La Figura 4 muestra la trayectoria de la herramienta de corte por arco y corte en PowerMILL (esta trayectoria de la herramienta de procesamiento está programada en el molde de recorte y bridado de las placas verticales izquierda y derecha del proyecto H79 No. D11-RCMN-010 de nuestra empresa). La Figura 5 muestra la aplicación de PowerMILL para el procesamiento de corte de capas en el sitio de producción.
Figura 4 Ruta de herramienta local de corte y corte de arco
Figura 5 Aplicación de PowerMILL para el procesamiento de corte de capas en el sitio de producción
2.3 Eficiencia de Comparación de UG y PowerMILL en el procesamiento de corte de capas
Bajo la misma configuración de parámetros de procesamiento, la estrategia de programación de UG también tiene problemas con la eficiencia del procesamiento. La siguiente es una comparación del tiempo de procesamiento de la parte trasera del panel exterior derecho del modelo D09-JMC-033/037 de nuestra empresa. La Figura 6 muestra la ruta de la herramienta de mecanizado UG y la Figura 7 muestra la ruta de mecanizado PowerMILL.
Figura 6 Ruta de la herramienta de mecanizado UG
Figura 7 Ruta de mecanizado PowerMILL
Las trayectorias de la herramienta de alta calidad deben evitar la generación de trayectorias de avance vacías y minimizar el levantamiento de la herramienta. , el número de veces que el cuchillo avanza y retrocede [4]. Gracias a la tecnología segura y sin sobrecorte basada en PowerMILL, los programadores pueden aplicar de forma segura la función de "conexión corta" para reducir la elevación de la herramienta y el recorrido en vacío, y el arco de trayectoria de la herramienta se conecta suavemente, extendiendo la vida útil de la herramienta y mejorando la calidad de procesamiento.
La Figura 8 muestra la comparación del tiempo de procesamiento bajo la misma configuración de parámetros de procesamiento.
3 La necesidad de utilizar una cortadora de capas indexable de 63 mm de diámetro para el procesamiento
Las piezas de revestimiento exterior de turismos tienen una apariencia plana. En consecuencia, la forma del punzón tiene pequeñas ondulaciones, superficie plana y grandes esquinas redondeadas, lo que lo hace muy adecuado para el procesamiento con herramientas de corte de capas de gran diámetro. Para moldes como paneles exteriores de puertas y cubiertas superiores, el molde cóncavo también es adecuado para procesar con herramientas de corte de capas de gran diámetro. La eficiencia del trabajo se puede mejorar significativamente mediante el uso de herramientas indexables de gran diámetro. Reducir los costos de fabricación.
3.1 Ventajas de las herramientas indexables
Una herramienta indexable es una hoja que se presiona para darle forma a partir de carburo cementado u otros materiales súper duros y se sujeta mecánicamente a un portaherramientas o una cuchilla. En el cuerpo, después de que un lado de la hoja se desafila, se puede obtener una nueva hoja reposicionándola. La aplicación de herramientas indexables puede tener las siguientes ventajas [5]:
(1) Reducir el tiempo de cambio de herramienta después de que la hoja esté desafilada o dañada, solo necesita cambiar el filo o reemplazar una hoja antes. se puede poner en producción, en lugar de requerir que el operador reemplace la herramienta por una nueva y la recalibre como una herramienta sólida. Esto reduce el tiempo auxiliar de producción y mejora la eficiencia de la producción.
(2) Reducir los requisitos de inventario de herramientas y reducir el número de herramientas.
Dado que las cuchillas son piezas estándar, se pueden clasificar en cajas para facilitar su manejo.
(3) Debido a que la hoja de las herramientas indexables no está soldada al cuerpo de la herramienta, se evita el impacto de la tensión de soldadura en la hoja, de modo que la hoja mantiene su rendimiento de corte original y los parámetros geométricos de la herramienta son consistente. La velocidad de corte y el avance de la herramienta se pueden aumentar condicionalmente para mejorar la eficiencia de la producción.
Además, en comparación con las herramientas de aleación sólida, el coste de la herramienta también tiene ciertas ventajas.
3.2 Comparación de la aplicación de herramientas indexables en nuestra empresa
El punzón del troquel de embutición del molde de cubierta exterior del automóvil generalmente tiene una pared lateral empinada a lo largo de la circunferencia existente de nuestra empresa. Bola de 30 mm La longitud de la cuchilla es limitada. Una vez completado el corte de la capa, se debe utilizar una cuchilla de fondo plano de 50 mm para el procesamiento del contorno, lo que aumenta el tiempo auxiliar para el cambio de herramienta.
La longitud del vástago del cortador de capas de 63 mm es de 150 ~ 300 mm, lo cual es suficiente para cumplir con el corte de capas de los punzones que produce actualmente nuestra empresa y puede completar el procesamiento aproximado del corte de capas del contorno en Al mismo tiempo, se reduce la pérdida de las herramientas habituales de desbaste de contornos y no se requiere cambio de herramienta durante todo el proceso de mecanizado de desbaste, lo que reduce el tiempo auxiliar y mejora la eficiencia del trabajo. La Tabla 1 muestra la comparación esquemática entre los dos.
Las diferentes formas de hoja tienen diferentes fuerzas de punta. Generalmente, cuanto mayor es el ángulo de la punta, mayor es la fuerza de la punta y viceversa. Las plaquitas redondas (tipo R) tienen el ángulo de punta más grande. Siempre que la rigidez y la potencia de la máquina herramienta lo permitan, se deben utilizar plaquitas con ángulos de punta más grandes para tolerancias grandes y mecanizado en desbaste. La plaquita de corte de capas adopta el ángulo de punta en forma de arco óptimo, tiene un filo de corte principal corto, una fuerza de corte pequeña, requisitos de baja velocidad del husillo y una alta eficiencia de procesamiento. Por tanto, se puede utilizar con la mayoría de las máquinas herramienta de nuestra empresa.
Por ejemplo: el proceso de mecanizado en desbaste de nuestra empresa generalmente se procesa en la máquina herramienta Jinan No. 2, ya que la velocidad máxima de la máquina herramienta puede alcanzar las 6000 rpm, las dos partes del cortador de bolas de 30 mm y el. Se utilizan cortadores de capas de 63 mm. En él se pueden procesar todo tipo de procedimientos de desbaste. En la aplicación de corte de capas del troquel de dibujo para proyectos N800, el programa de corte de capas con cuchilla de bolas de 30 mm en el equipo FP4000 tiene una velocidad de corte lenta, sonido fuerte y vibración. Después de que se cambió el programa en PowerMILL para usar una cortadora de capas de 63 mm para el corte de capas, el avance de la herramienta fue suave, delicado y el corte fue uniforme y sin ruido.
4 Análisis de beneficios económicos
En resumen, en el pasado, debido a preocupaciones de seguridad de UG, se utilizaban cortadores de bolas de 30 mm para el corte de capas. Después de la introducción del software PowerMILL, indexable de 63 mm. Las máquinas cortadoras se pueden utilizar de forma segura. El cortador de capas mejora la eficiencia de la producción y reduce en gran medida los costos de fabricación.
Los parámetros específicos de las herramientas de corte de nuestra empresa para corte de capas se muestran en la Tabla 2.
Tome como ejemplo las horas de mecanizado CNC del punzón 09-JMC-024_028:
Solo el punzón puede ahorrar costos de herramienta: 27,1 horas/8 horas × 251 yuanes-8 horas/16 horas ×130 yuanes = 785,26 yuanes.
Ahorro de horas de trabajo del CNC: (37,1-18) horas × 200 yuanes/hora = 3.820 yuanes. Por tanto, este conjunto de moldes puede ahorrar costes de procesamiento: 785,26 3820 = 4605,26 yuanes.
En la actualidad, PowerMILL se ha utilizado en nuestra empresa para la programación de desbaste por corte en capas de la superficie del molde de trefilado. Según el equivalente de producción anual de moldes de nuestra empresa, si se promueve y aplica en el proceso completo de desbaste de perfiles, los beneficios económicos son imaginables.
5 Conclusión
Las herramientas de corte de capas indexables de gran diámetro tienen ventajas significativas en el mecanizado en desbaste de superficies de moldes. Si bien reduce los costos de fabricación, también mejora la eficiencia de la producción. Al aplicar los programas CNC compilados por PowerMILL, su papel en la fabricación de moldes se desempeñará de manera más efectiva.
Desde la introducción del software PowerMILL para el procesamiento de corte de capas, se ha utilizado en el proyecto Z812, Beiqi Foton PU201, Jiangling N800, D310 de doble fila, Dongfeng Nissan P32L, Nissan D118 y Dongfeng Honda 2EE de nuestra empresa. proyecto, Shenlong T88 Se ha aplicado en la programación CNC de moldes de otros proyectos y se han obtenido muy buenos resultados económicos. Si bien acorta el ciclo de producción del molde, también reduce el costo de fabricación del molde. Ahora, a medida que PowerMILL se utiliza cada vez más en el procesamiento de moldes de nuestra empresa, los beneficios que genera para la empresa serán cada vez más significativos.
Referencias
[1] Zhang Zongcheng. Mejora de la precisión y eficiencia del procesamiento de moldes [J] Modern Manufacturing, 2010, (46): 42~43.
>[2] Wang Weibing. Tecnología de programación CNC de mecanizado de alta velocidad [M]. Beijing: Machinery Industry Press, 2008.
[3] Software CAM inteligente de alta velocidad sin sobrecorte. proceso completo - Hablando de software de procesamiento de alta velocidad PowerMILL[J]. Tecnología de fabricación y máquinas herramienta, 2004 (, 2)
[4] Zhu Keyi sobre programación de mecanizado CNC multieje PowerMILL. ]. Beijing: Machinery Industry Press, 2010.
[5] Wang Huizhong. Promover herramientas indexables para promover el progreso tecnológico de las empresas [J Qichang Technology, 1992 (. 2)
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