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汽车前轴精密成形模CADCAM-【新闻】阳春

发布时间:2021-04-20 12:06:49 阅读: 来源:废铜厂家

汽车前轴精密成形模CAD/CAM

摘要:介绍了汽车前轴精密成形的工艺特点,利用UG软件平台完成了汽车前轴锻件与模具的三维实体造型设计,利用UG软件的CAM模块生成了数控加工程序,用户对加工程序进行仿真检验后完成模具的数控加工。

关键词:汽车前轴;精密成形;模具CAD/CAM;数控加工

2引言

汽车前轴属长轴类锻件,其几何形状复杂,又是汽车上承受载荷较大的重要部件之一,要求具有较高的强度和疲劳寿命,其成形工艺、模具的设计制造都较为复杂。由于市场竞争日趋激烈,汽车行业对产品的质量要求越来越高,同时又要求产品的开发周期尽可能短,这就对汽车配套产品的生产厂家提出了更加苛刻的要求。企业必须注重技术进步、提高管理水平和生产效率,具备快速响应市场竞争的能力。

对于汽车前轴这样有高质量要求的复杂制品,其产品的更新换代在过去是一件非常复杂的工作,因为传统的手工绘图及二维CAD不仅绘图效率较低,而且对于有复杂曲面的制品形状表达几乎是无能为力。在模具制造方面,由于数控机床的应用还不是很广泛,因而模具加工效率低而且加工精度无法得到保证。有些企业虽然拥有数控机床,但由于采用手工编程或功能较差的CAM软件而限制了数控机床功能的发挥。以上的种种因素极大地限制了企业的发展和进步,也使企业整体效益不高从而失去市场竞争力。近些年来,随着科学技术的进步和计算机技术的飞速发展,传统工业企业因为得到了新技术的支持而获得了强劲的发展动力,其发展的支撑技术主要有:①CAD、CAM、CAE、CAPP等自动化系统的普及及应用;②CAD/CAM/CAE/CAPP等信息集成系统的研究及应用;③并行工程、企业经营过程重构等对生产过程优化的推动;④Intranet和Internet技术的飞速发展。

在传统的精密成形辊锻及整体模锻复合工艺基础上,利用UG软件完成了产品及模具的实体造型,并生成数控加工代码,实现了产品及模具的CAD/CAM一体化,对产品质量和加工效率的提高起到了重要的作用。

2前轴成形工艺

以EQ242系列汽车前轴为例,最大长度达2652mm,重量为53~65kg。产品虽然左右形状对称,但其空间几何形状复杂,截面起伏较大,特别是钢板位、限位块部位具有深而窄的截面,因而其成形工艺和模具设计都独具特点而且较为复杂。图2为零件的三维实体造型。

图2前轴锻件

前轴锻造成形的重点是要解决不均匀变形、毛坯的咬入及难成形区的成形问题。在成形辊锻工艺的基础上,引入整体模锻工艺,采用精密成形辊锻及整体模锻复合工艺,很好地解决了以上难点并建成了生产线。其复合工艺的工艺流程为:①采用G4232带锯下料;②采用KGPS252_2中频感应炉加热;③采用2222mm辊锻机,进行制坯、预成形、成形和终成形4次辊锻;④采用25MN高能螺旋压力机分2个工步进行弯曲和整体模锻;⑤采用22MN高能螺旋压力机切边;⑥采用26MN摩擦压力机进行热校正。

该工艺将圆钢通过制坯、预成形、成形辊锻和终成形辊锻4次辊锻制成带飞边的直长锻件,完成前轴中段工字型断面的成形和两端的制坯,接着在25MN高能螺旋压力机上进行弯曲和整体模锻成形,整体模锻成形主要是在限定长度尺寸的前提下对两端进行模锻终成形。这种复合成形工艺克服了单纯成形辊锻前轴长度误差大的缺点,又无需在昂贵的222MN热模锻压力机上进行整体模锻,但是前轴的关键尺寸即前轴锻件的长度尺寸精度达到222MN热模锻压力机上整体模锻的水平,其设备投资仅为整体模锻工艺所需设备投资的2/22。其精密成形辊锻工艺的特点为:①制坯模具设计了独特的异型截面,礼帽型槽,解决了辊锻中产生的不均匀变形问题并得到要求的宽展;②为解决辊锻各道次周期啮合,选取了合适的前滑值;③为解决锻件2个“拳头”的良好成形,需分别在后壁易成形区各成形2个“拳头”;④为保证制坯辊锻件平直出模,采用了“上压力”轧制方式。

3前轴精密成形辊锻及精密模锻三维CAD/CAM

由于采用二维CAD软件设计时,其设计精度低,不能满足精密成形辊锻和精密模锻的设计要求,而且无法实现模具的CAD/CAM一体化,因而采用UG软件进行参数化三维实体造型,利用UG软件的二次开发接口,开发出适用于长轴类锻件的CAD系统,并应用UG软件的CAM模块生成数控加工代码,并且根据用户机床的代码格式要求自定义后置处理程序,通过Internet网络进行代码传输,然后进行轨迹仿真,确认无误后通过企业局域网Intranet控制机床完成数控加工。整个过程方便、可靠、高效。图2为基于UG软件的前轴精密成形辊锻及精密模锻三维CAD/CAM系统总体结构图。其中的关键技术说明如下。

图2系统总体结构图

3.2零件和锻件设计

根据零件的几何尺寸、材料和工艺条件等信息,生成零件的三维实体,由于采用了参数化设计的方法,可以通过修改零件尺寸方便地变更零件设计,并可以根据需要输出其二维工程图。锻件设计主要包括设计冷锻件图和热锻件图,主要工作是补充机加工余量、添加圆角和拔模斜度、考虑热膨胀系数等,参数化设计使冷热锻件图的生成非常方便、快速。

3.2工艺设计

首先从头至尾扫描锻件,得到一系列横截面面积,保存到2个文

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