汽车车身模具CAM编程的几种武器

摘要：数字化制造的日渐深入，CAM编程几乎涉及到模具制作的各个环节，对模具制作的整体质量产生根本的影响。本文重点介绍了三个环节的CAM编程技术，包括车身模具表面编程、激光切割和FMC编程。

随着近几年中国汽车业的高速发展,汽车车身模具也获得了空前的发展,越来越多的有志之士投身到这个行业中。许多人从事汽车覆盖件CAM编程，有的是从事塑料模具编程开始，转行到汽车覆盖件CAM编程，编程的工具是类似的，但是流程方式和操作方法却有不同。本人愿把自己的一些心得和体会贡献出来，与大家分享。

首先简要介绍下整个汽车车身模具制作的流程：模具设计（图1）→FMC（实体泡沫制作）（图2）→模具安装台面加工（一次加工）（图3）→曲面加工（二次加工）（图4）→模具装配、调试完成（图5）→提供试装车用样件（图6）

这里主要介绍三个环节的CAM编程有关的技术。

1车身模具表面的编程。

（1）我国目前加工的汽车覆盖件的材料多为铸铁（如钼鉻、HT300 等），多为FMC铸造，模面余量均匀，加工方式如果用等高加工则会有较多的抬刀，业内普遍的粗加工方式为使用直径50的球刀首先清跟，再用这把刀走型面，局部陡峭的部分使用等高加工，精加工使用3D等步距;钢件常用Cr12MnV、7CrSiMnMoV、T10A、45等，有单独的安装，有的属于复合安装在铸铁中间，这要求首先将材料粗加工至和铸铁毛坯大致同样的余量再一块加工，如图7所示。

（2）覆盖件模具表面的加工面积往往较大，刀具的磨损势必对加工造成较大影响，这对刀具的寿命提出了更高的要求，相应的CAM编程也要细化分解。加工的分区，主要是考虑到模面在模具使用中的作用不一样，有的参与成形有的不参与，有的要求高精度，有的精度可以低一些。曲面的特征也不一致，如平坦、陡峭、狭窄、细小特征等。通常采用的方法有分片加工、凹坑补平等。

（3）轮廓加工的特点。轮廓的加工是汽车覆盖件模具加工的又一个主要方面，比如凸模、压边圈的轮廓线，翻边整形分割线以及修边线的编程。业内主要提供2D轮廓以方便程序编制，Z轴的起伏通过机床手轮控制；轮廓线的确定特别是切边线间隙留置的位置很关键（修边以凹模为准，冲孔以凸模为准），否则会造成车身成品的孔精度超差。翻边轮廓间隙也和翻边类型是伸长型与压缩型有关系，编程时要加大或缩小翻边间隙。翻边凹模的轮廓的位置对制件回弹控制十分关键，比如翻边圆角比较大时，要将分界线设在圆角的上切点，而不是通常的平面和立面的交线。同时要特别注意刀具补偿G41和G42 的使用，防止出现刀具偏置错误。

激光切割

（1）由于汽车上市时间的要求和模具制作周期的双重限制，汽车要求的试制和小批量上市会在部分的修边和冲孔类模具制作完成前，这部分模具的工作内容，通常由五轴激光切割机来完成，一方面节省时间，另一方面可以为模具的修正避免不必要的损失。激光切割通常是将某工序的零件放在按照制件断面制作的样板上，以此定位，切割出需要的轮廓和孔。首先要解决定位支撑样板的问题，国外的方法为网格样板，图示的为专业激光切割软件PEPS Pentacut制作的样板，如图8所示，国内主要有可加工树脂法和主骨架加样板法等，主骨架加样板法主要是通过定位位置的可调节，如图8示的位置XY方向每100MM可以设置一处定位，有高度差距100MM的三种支撑固定块，再在支撑固定块上通过两个定位销安装固定厚度的断面样板，定位断面样板安装放便使用灵活，效果好效率高，如图9所示。

（2）切割主要注意材料(材质和料厚)，以及零件单工序制作中的回弹对定位的影响,可采用改变火焰间隙补偿值和增加孔定位来解决。比如我们加工的某车身板材料，料厚0.75 MM,使用间隙补偿为单边0.13MM ,当料厚为3MM时使用间隙补偿值为单边0.8MM，同时采用首孔测量制,修正要求特别高的零件的间隙值。切割的顺序为首先切割孔再切边,易变形区最后割,减少因切割边后零件回弹带来的影响。程序的编制可以采用两种方式，一种是使用专用的激光切割软件，如PEPS Pentacut，程序可以不用调校直接传到机床进行切割；如果购买机床时没有附带随机软件则可以使用其它CAM软件先编制3D轮廓，再到机床上利用机床的手动功能调校切割方向，如NTC的机床可以手工方便的调整刀轴方向，如图10和图11所示。