CN109676834A - 一种汽车注塑件加工的改进工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车注塑件加工的改进工艺，设置数控加工中心，计算机及内置在计算机的AutoCAD软件、HyperMesh软件、AutodeskMoldflow仿真软件、ANSYS软件，数控加工中心的加工代码生成软件，该改进工艺包括以下步骤。本发明利用HyperMesh强大的几何处理和网格生成技术，快速产生网格指标优良的模型，在MoldFlow中对冷却方案进行优化，基本解决了仪表板的翘曲和收缩问题，避免了重新开模带来的成本和时间上的损失；随后通过预测刀具变形，对误差进行离线补偿，提高首次加工精度，在加工过程中，通过视觉检测加工误差，进一步对加工进行补偿；通过两次的误差补偿，从而提高汽车注塑注塑件复杂曲面的加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件加工技术领域，尤其涉及一种汽车注塑件加工的改进工艺。
背景技术
注塑模具是一种生产塑胶制品的工具；也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法。具体指将受热融化的塑料由注塑机高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。
传统的汽车大型塑胶件由于结构复杂，局部区域厚度分布不均匀，在注塑过程中产生了很大的翘曲和收缩问题，并且，由于模具制造精度不高，导致产品精度进一步降低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其通过利用HyperMesh强大的几何处理和网格生成技术，快速产生网格指标优良的模型，在MoldFlow中对冷却方案进行优化，基本解决了仪表板的翘曲和收缩问题，避免了重新开模带来的成本和时间上的损失；随后通过预测刀具变形，对误差进行离线补偿，提高首次加工精度，在加工过程中，通过视觉检测加工误差，进一步对加工进行补偿；通过两次的误差补偿，从而提高汽车注塑注塑件复杂曲面的加工精度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种汽车注塑件加工的改进工艺，设置数控加工中心，计算机及内置在计算机的AutoCAD软件、HyperMesh软件、AutodeskMoldflow仿真软件、ANSYS软件，数控加工中心的加工代码生成软件，该改进工艺包括以下步骤：
S1、塑胶件的建模及变形分析：在计算机的AutoCAD软件中建立汽车注塑件的三维模型，将该三维模型通过HyperMesh软件生成中面模型，随后通过HyperMesh软件有限元网格生成高质量的R-trias三角形网格，将生成的R-trias三角形网格导入Moldflow仿真软件中，进行模流分析建模，得到符合生产的不翘曲和收缩的复杂曲面汽车注塑模具模型及其冷却系统；
S2、刀具状况检查；在CAM环境下导入零件工艺模型，工艺模型中包含零件的三维实体模型，加工操作程序，加工操作的几何驱动信息，加工操作所包含的余量信息，进退刀加工轨迹参数，进退刀所包含的宏元素，加工轨迹的刀位点信息和所使用的刀具信息；读取零件特征识别结果列表；特征识别结果列表是特征识别的结果，记录了零件所包含的特征信息，包括零件的槽特征、孔特征、筋特征、转角特征和轮廓特征；选取进退刀干涉检查的加工操作并获取相关的参数信息；点选需要进行进退刀轨迹干涉检查的加工操作，支持批量选取；对每个选取的加工操作在内部创建对应的类存储相应的加工操作参数信息，加工操作参数信息包含加工操作序号、加工操作类型、加工操作的几何驱动信息、加工操作的余量信息、进退刀宏元素、以及宏元素包含的详细的进退刀刀轨信息，最后在内部以列表的方式存储记录下获取的所有加工操作类；生成加工操作的加工轨迹；调用CAM软件的内部接口，获取加工操作的刀轨信息，计算出相应的刀具轨迹并展示在工程人员面前；根据工程人员交互修改的参数即时生成修改后的刀轨；工程人员根据快速生成的加工轨迹对相应的进退刀宏参数进行替换、插入、删除，系统感应到相应的参数变化，调用内部的接口，即时对加工操作进行修改，重新计算操作进退刀的刀位点，生成新的进退刀轨迹。
S3、刀具变形补偿：采用AutoCAD软件对三维模型的表面特征进行分析，通过曲率半径和斜率的云图分析加工表面各部分特征，预测加工误差，采用向误差反方向的偏置形成一个新的加工表面，得到加工代码；
S4、视觉检测加工误差补偿：数控加工中心根据S2得到的加工代码进行加工，加工过程中通过机器视觉检测系统实时测量数控机床的加工，利用反馈神经网络得到加工误差的集合，并建立几何误差的补偿模型，然后改变G代码对加工误差进行补偿；
S5、模具加工完成后，按照注塑模具加工方法进行汽车注塑件加工。
优选地，所述S1具体还包括以下内容：HyperMesh软件通过该软件内的offset、trim功能对三维模型的局部进行修补，完成中面模型。
优选地，所述S2具体包括以下步骤：对模具零件特性分析，加工参数确定及刀具系统的确定；预测刀具加工过程中的切削力，运用ANSYS分析出刀具受力后的水平偏移，由此预测加工误差。
优选地，所述汽车注塑件的加工精度为0.004mm。
优选地，所述HyperMesh软件的smooth、cleanup、equivalence的网格自动优化功能，用于优化网格的质量。
优选地，所述用于运用ANSYS时，采用向误差相反方向的偏置形成一个新的加工表面，在偏置过程中，对于预测的误差为常值，直接偏移形成加工面，对于预测的误差不是常值，先求出关键点的误差，偏置关键点，利用CAD软件将偏置后的关键点连成一个自由曲面，利用CAM软件进行编程，得到加工代码并导入到数控加工中心进行离线补偿的加工。
本发明具有以下有益效果：
1、利用HyperMesh强大的几何处理和网格生成技术，快速产生网格指标优良的模型，在MoldFlow中对冷却方案进行优化，基本解决了仪表板的翘曲和收缩问题，避免了重新开模带来的成本和时间上的损失；
2、随后通过预测刀具变形，对误差进行离线补偿，提高首次加工精度，在加工过程中，通过视觉检测加工误差，进一步对加工进行补偿；
3、通过两次的误差补偿，从而提高汽车注塑注塑件复杂曲面的加工精度。
附图说明
图1为本发明提出的一种汽车注塑件加工的改进工艺的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种汽车注塑件加工的改进工艺，设置数控加工中心，计算机及内置在计算机的AutoCAD软件、HyperMesh软件、AutodeskMoldflow仿真软件、ANSYS软件，数控加工中心的加工代码生成软件，该改进工艺包括以下步骤：
S1、塑胶件的建模及变形分析：在计算机的AutoCAD软件中建立汽车注塑件的三维模型，将该三维模型通过HyperMesh软件生成中面模型，随后通过HyperMesh软件有限元网格生成高质量的R-trias三角形网格，将生成的R-trias三角形网格导入Moldflow仿真软件中，进行模流分析建模，得到符合生产的不翘曲和收缩的复杂曲面汽车注塑模具模型及其冷却系统；
S2、刀具状况检查；在CAM环境下导入零件工艺模型，工艺模型中包含零件的三维实体模型，加工操作程序，加工操作的几何驱动信息，加工操作所包含的余量信息，进退刀加工轨迹参数，进退刀所包含的宏元素，加工轨迹的刀位点信息和所使用的刀具信息；读取零件特征识别结果列表；特征识别结果列表是特征识别的结果，记录了零件所包含的特征信息，包括零件的槽特征、孔特征、筋特征、转角特征和轮廓特征；选取进退刀干涉检查的加工操作并获取相关的参数信息；点选需要进行进退刀轨迹干涉检查的加工操作，支持批量选取；对每个选取的加工操作在内部创建对应的类存储相应的加工操作参数信息，加工操作参数信息包含加工操作序号、加工操作类型、加工操作的几何驱动信息、加工操作的余量信息、进退刀宏元素、以及宏元素包含的详细的进退刀刀轨信息，最后在内部以列表的方式存储记录下获取的所有加工操作类；生成加工操作的加工轨迹；调用CAM软件的内部接口，获取加工操作的刀轨信息，计算出相应的刀具轨迹并展示在工程人员面前；根据工程人员交互修改的参数即时生成修改后的刀轨；工程人员根据快速生成的加工轨迹对相应的进退刀宏参数进行替换、插入、删除，系统感应到相应的参数变化，调用内部的接口，即时对加工操作进行修改，重新计算操作进退刀的刀位点，生成新的进退刀轨迹。
S3、刀具变形补偿：采用AutoCAD软件对三维模型的表面特征进行分析，通过曲率半径和斜率的云图分析加工表面各部分特征，预测加工误差，采用向误差反方向的偏置形成一个新的加工表面，得到加工代码；
S4、视觉检测加工误差补偿：数控加工中心根据S2得到的加工代码进行加工，加工过程中通过机器视觉检测系统实时测量数控机床的加工，利用反馈神经网络得到加工误差的集合，并建立几何误差的补偿模型，然后改变G代码对加工误差进行补偿；
S5、模具加工完成后，按照注塑模具加工方法进行汽车注塑件加工。
所述S1具体还包括以下内容：HyperMesh软件通过该软件内的offset、trim功能对三维模型的局部进行修补，完成中面模型，所述S2具体包括以下步骤：对模具零件特性分析，加工参数确定及刀具系统的确定；预测刀具加工过程中的切削力，运用ANSYS分析出刀具受力后的水平偏移，由此预测加工误差，所述汽车注塑件的加工精度为0.004mm，所述HyperMesh软件的smooth、cleanup、equivalence的网格自动优化功能，用于优化网格的质量，所述用于运用ANSYS时，采用向误差相反方向的偏置形成一个新的加工表面，在偏置过程中，对于预测的误差为常值，直接偏移形成加工面，对于预测的误差不是常值，先求出关键点的误差，偏置关键点，利用CAD软件将偏置后的关键点连成一个自由曲面，利用CAM软件进行编程，得到加工代码并导入到数控加工中心进行离线补偿的加工。
本发明中，利用HyperMesh强大的几何处理和网格生成技术，快速产生网格指标优良的模型，在MoldFlow中对冷却方案进行优化，基本解决了仪表板的翘曲和收缩问题，避免了重新开模带来的成本和时间上的损失；随后通过预测刀具变形，对误差进行离线补偿，提高首次加工精度，在加工过程中，通过视觉检测加工误差，进一步对加工进行补偿；通过两次的误差补偿，从而提高汽车注塑注塑件复杂曲面的加工精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，设置数控加工中心，计算机及内置在计算机的AutoCAD软件、HyperMesh软件、AutodeskMoldflow仿真软件、ANSYS软件，数控加工中心的加工代码生成软件，该改进工艺包括以下步骤：
S1、塑胶件的建模及变形分析：在计算机的AutoCAD软件中建立汽车注塑件的三维模型，将该三维模型通过HyperMesh软件生成中面模型，随后通过HyperMesh软件有限元网格生成高质量的R-trias三角形网格，将生成的R-trias三角形网格导入Moldflow仿真软件中，进行模流分析建模，得到符合生产的不翘曲和收缩的复杂曲面汽车注塑模具模型及其冷却系统；
S2、刀具状况检查；在CAM环境下导入零件工艺模型，工艺模型中包含零件的三维实体模型，加工操作程序，加工操作的几何驱动信息，加工操作所包含的余量信息，进退刀加工轨迹参数，进退刀所包含的宏元素，加工轨迹的刀位点信息和所使用的刀具信息；读取零件特征识别结果列表；特征识别结果列表是特征识别的结果，记录了零件所包含的特征信息，包括零件的槽特征、孔特征、筋特征、转角特征和轮廓特征；选取进退刀干涉检查的加工操作并获取相关的参数信息；点选需要进行进退刀轨迹干涉检查的加工操作，支持批量选取；对每个选取的加工操作在内部创建对应的类存储相应的加工操作参数信息，加工操作参数信息包含加工操作序号、加工操作类型、加工操作的几何驱动信息、加工操作的余量信息、进退刀宏元素、以及宏元素包含的详细的进退刀刀轨信息，最后在内部以列表的方式存储记录下获取的所有加工操作类；生成加工操作的加工轨迹；调用CAM软件的内部接口，获取加工操作的刀轨信息，计算出相应的刀具轨迹并展示在工程人员面前；根据工程人员交互修改的参数即时生成修改后的刀轨；工程人员根据快速生成的加工轨迹对相应的进退刀宏参数进行替换、插入、删除，系统感应到相应的参数变化，调用内部的接口，即时对加工操作进行修改，重新计算操作进退刀的刀位点，生成新的进退刀轨迹；
S3、刀具变形补偿：采用AutoCAD软件对三维模型的表面特征进行分析，通过曲率半径和斜率的云图分析加工表面各部分特征，预测加工误差，采用向误差反方向的偏置形成一个新的加工表面，得到加工代码；
S4、视觉检测加工误差补偿：数控加工中心根据S2得到的加工代码进行加工，加工过程中通过机器视觉检测系统实时测量数控机床的加工，利用反馈神经网络得到加工误差的集合，并建立几何误差的补偿模型，然后改变G代码对加工误差进行补偿；
S5、模具加工完成后，按照注塑模具加工方法进行汽车注塑件加工。
2.根据权利要求1所述的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，所述S1具体还包括以下内容：HyperMesh软件通过该软件内的offset、trim功能对三维模型的局部进行修补，完成中面模型。
3.根据权利要求1所述的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：对模具零件特性分析，加工参数确定及刀具系统的确定；预测刀具加工过程中的切削力，运用ANSYS分析出刀具受力后的水平偏移，由此预测加工误差。
4.根据权利要求1所述的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，所述汽车注塑件的加工精度为0.004mm。
5.根据权利要求2所述的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，所述HyperMesh软件的smooth、cleanup、equivalence的网格自动优化功能，用于优化网格的质量。
6.根据权利要求1所述的一种汽车注塑件加工的改进工艺，其特征在于，所述用于运用ANSYS时，采用向误差相反方向的偏置形成一个新的加工表面，在偏置过程中，对于预测的误差为常值，直接偏移形成加工面，对于预测的误差不是常值，先求出关键点的误差，偏置关键点，利用CAD软件将偏置后的关键点连成一个自由曲面，利用CAM软件进行编程，得到加工代码并导入到数控加工中心进行离线补偿的加工。
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