基于CAXA的汽車模型加工

許昌技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)校（河南 461500）李 寧

在進(jìn)行零件的加工制造時(shí)，如何充分利用現(xiàn)有數(shù)控銑床加工設(shè)備和三維造型軟件加工出高質(zhì)量的零件，這是工藝設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。數(shù)控加工中對(duì)工藝問題處理的好壞，將直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量和效率。本文通過在數(shù)控銑床上借助CAXA制造工程師軟件實(shí)現(xiàn)汽車模型加工的工藝方法及路線這一特例，以期能在其他數(shù)控加工中觸類旁通，對(duì)廣大數(shù)控加工同行有所借鑒和啟發(fā)。

1.零件分析

汽車模型如圖1所示，利用CAXA制造工程師軟件實(shí)體造型如圖2所示，零件的輪廓形狀比較復(fù)雜，其外觀質(zhì)量要求較高。

該零件毛坯尺寸為125mm×60mm×30mm，材料為鋁，要分粗加工、精加工才能較好保證加工效果。現(xiàn)今需要批量生產(chǎn)，通過數(shù)控銑削的方法完成。經(jīng)分析，汽車車身的加工有以下難點(diǎn)：

（1）從坯料到成品，坯料的所有輪廓都需要進(jìn)行加工，需要進(jìn)行多次裝夾。

（2）汽車輪廓曲面較多，要把汽車整個(gè)輪廓銑削加工出來，會(huì)破壞銑床的平口鉗，無法加工出零件，故需要設(shè)計(jì)專門的夾具夾持毛坯。

2.工藝方案設(shè)計(jì)

把整個(gè)汽車車身輪廓在數(shù)控銑床上加工出來，必須設(shè)計(jì)一套完整的工藝方案。先加工汽車模型底面，然后加工汽車模型兩側(cè)，把汽車模型底面朝下，加工汽車模型的輪廓，但這樣就會(huì)給裝夾帶來困難，因此必須做一套工裝，否則無法完成加工。

工裝雖然不復(fù)雜，但是卻起到舉足輕重的作用。工裝就是一塊比毛坯稍小的矩形塊及兩個(gè)螺栓，矩形塊鉆有螺栓固定毛坯的φ10mm通孔。裝夾時(shí)用螺栓固定矩形塊和汽車底面，聯(lián)接成一個(gè)整體，裝夾方式如圖3所示，再用平口鉗夾持工裝兩側(cè)即可完成最后加工，如圖4所示。

加工設(shè)備選用華中立式數(shù)控銑床XK714，具有三軸聯(lián)動(dòng)功能，能實(shí)現(xiàn)各種平面、成形表面的銑削加工，特別是各種鍵槽、T形槽、螺旋槽、齒輪的加工，還可利用固定循環(huán)功能實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等的加工，并能實(shí)現(xiàn)DNC加工。

3.加工工藝路線

（1）在銑床上清潔平口鉗，并根據(jù)加工要求用百分表校正平口鉗與X軸的平行度，然后用平口鉗裝夾汽車模型毛坯兩側(cè)，使用墊鐵將毛坯加工面抬高于鉗口，避免刀具與鉗口相碰，工件邊夾緊邊用鋁錘輕輕敲擊，先中間再對(duì)角，保證工件與墊鐵均勻接觸。用CAXA制造工程師軟件直接生成銑底面和汽車模型后端斜面程序，用φ12mm的立銑刀粗、精銑汽車毛坯底平面和后端斜面（見圖5）。裝夾位置不變，同樣可以利用CAXA制造工程師軟件生成鉆孔程序，在汽車底面鉆兩個(gè)裝夾用的φ8.5mm的孔，再手動(dòng)攻φ10mm的螺紋。

（2）在銑床用平口鉗夾住汽車模型毛坯上下平面，裝夾如圖6所示，在裝夾時(shí)鉗口接觸的已加工面墊上銅片，以免夾傷，此時(shí)用φ10mm的立銑刀銑毛坯側(cè)面裝車輪的凹槽，并鉆孔，如圖7所示。毛坯另一側(cè)加工同此。加工特別注意裝夾毛坯方向，保證兩側(cè)凹槽的一致性。

（3）加工汽車車身最重要，需要專門夾具的步驟就是銑汽車整體外形輪廓。夾具的結(jié)構(gòu)和使用在前面已詳細(xì)介紹。在加工工藝安排上，考慮汽車整體外形復(fù)雜，曲面較多，故采取等高線粗加工開粗，刀具為φ12mm的立銑刀。等高線粗加工是比較通用的粗加工方式，適用范圍較廣，它可以高效地去除毛坯的大部分余量，可指定加工區(qū)域，優(yōu)化空切軌跡，并可以根據(jù)精加工要求留出余量，為精加工打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。刀路軌跡如圖8所示，留余量0.2mm。

為了使汽車整體輪廓線條流暢，加工尺寸準(zhǔn)確，故選用掃描線精加工或參數(shù)線精加工。但參數(shù)線精加工無法控制軌跡間的連接，空切較多，軌跡較長(zhǎng)，比較耗時(shí)。掃描線精加工是沿著模型表面進(jìn)給的精加工軌跡，可以指定加工邊界和高度以及曲面，軌跡連接能較好設(shè)定，相比較而言，掃描線精加工更適合汽車模型的精加工，故選用掃描線精加工。為了有非常好的表面粗糙度，分別采用兩次掃描線精加工，第一次留余量0.05mm，刀路軌跡與Y軸成45°，如圖9所示，然后第二次用掃描線精加工留余量為0mm，刀路軌跡與Y軸成－45°，如圖10所示。