0 引言

　　在運用CAD/CAM技術進行汽車沖壓模具設計過程中，經(jīng)常要依據(jù)經(jīng)過沖壓分析后的沖壓工藝數(shù)模進行分模設計。傳統(tǒng)的CAD分模過程常常要耗費大量的時間與精力，直接影響了設計效率。盡管某些CAD/CAM軟件已經(jīng)提供或用戶自行二次開發(fā)了分模模塊，但因自動化程度與準確率低、操作繁瑣而不能充分發(fā)揮其作用。另外，在傳統(tǒng)的CAM編程過程中，CAD與CAM技術集成性較差，導致編程過程中存在圖形數(shù)據(jù)交換不準確、編程效率低等弊病。

　　在模具制造中，運用Cimatron E軟件中的快速分模與編程模塊，一方面能夠簡化設計至編程整條技術鏈，提高設計效率與準確性，降低人為進行干預的技術風險；另一方面使得數(shù)控編程具備更為準確的產(chǎn)品模型，從數(shù)據(jù)源頭上為數(shù)控編程提供了可靠保障，免去編程過程中的工藝補充，提高編程效率，真正意義上實現(xiàn)CAD與CAM技術的高度集成。

1 Cimatron E軟件及其分模具技術

　　Cimatron E是由世界著名的以色列Cimatron公司開發(fā)的基于Windows平臺的CAD/CAM軟件。Cimatron E在產(chǎn)品開發(fā)設計、模具設計和NC加工方面功能強大。

　　Cimatron E特有的快速分模技術可使用戶直接根據(jù)曲面模型進行分模方向的分析，把曲面自動分成型芯、型腔兩部分，自動為用戶產(chǎn)生分模線，再采用多種方法根據(jù)已有的分模線快速生成分模曲面，最后經(jīng)編輯整理形成最終的設計結果，分模流程如圖1所示。

2 Cimatron E分模設計

　　下面以Cimatron E軟件對某重型越野車頂窗蓋板壓型模具為例進行快速分模設計與加工。

　　2.1 建立產(chǎn)品實體模型

　　在Cimatron E環(huán)境中，依據(jù)頂窗蓋板2D產(chǎn)品圖采用直接建模的方法建立實體模型，如圖2所示。

　　2.2 新建拆模項目

　　(1)關閉當前文件：選擇FILE—CLOSE。
　　(2)從工具欄上選擇PARTING SETUP(拆模設定)，出現(xiàn)新建拆模對話框。
　　(3)選擇Open File(打開文件)，并選取頂窗蓋板作為工件文件，并確定。屏幕右方出現(xiàn)PARTING GUIDE(拆模向導)，提供整個拆模步驟。

　　首先對模型進行比例縮放。從拆模向導中選SHRINK，整個對象全部自動選取，設定TO—TALSCAI腳為1。單擊鼠標中鍵離開，選基準坐標系為PIVOT POINT并接受默認參數(shù)，單擊OK鍵離開。其次將模型拆為凸、凹模。從拆模向導上選擇SPLIT，接受默認參數(shù)并確定，將2個曲面集合建立起來。移動游標，動態(tài)觀察2個曲面，上部分產(chǎn)生的面即為分模面，如圖3所示。通過CLOSE，離開拆模應用功能。

　　2.3 使用拔模斜度工具檢查倒勾

　　從拆模向導上選擇DRAFT ANGLE，打開SHOW DIALOG顯示對話框，確認模型內沒有負角曲面(即倒勾)，離開拔模斜度。

　　2.4 建立分模線和分模面

　　(1)選擇拆模向導上的PARTINGCURVE，點選底面外輪廓作為分模線，接受默認參數(shù)。單擊OK鍵離開。
　　(2)從拆模向導上選擇PARTING SURF—ExTERNAL，選取分模線，將寬度設為300mm，并離開。
　　(3)再選取SPLIT，重新進入QUICK SPLIT，移動左側游標如圖4所示。

2.5  建立毛坯

　　(1)從拆模向導上選擇STOCK，再選NEW STOCK。
　　(2)繪一矩形以建立毛坯，如圖5所示。

　　2.6 添加屬性至毛坯

　　(1)選擇PARTING—STOCK AT—TRIBUTES。
　　(2)選取毛坯并單擊OK鍵離開。

　　2.7 輸出模具零件

　　(1)從拆模向導上選擇EXPORT。
　　(2)出現(xiàn)對話框，提示：輸出模具零件將會保存目前的文件，是否繼續(xù)?選擇YES。

　　2.8 完成凸、凹模建立

　　(1)打開文件SPLIT-01，選取STITCH，系統(tǒng)會將所有的分模面縫成一個對象。
　　(2)選取拆模向導中的CUT/BOOLEAN，選擇毛坯作為被剪切的對象，按中鍵離開。再將分模面作為剪切的對象，確定箭頭的方向，單擊OK鍵確定，結果如圖6所示。

　　(3)隱藏分模而并保存文件。
　　(4)重復上述操作步驟建立凸模，如圖7所示。

3 CAM數(shù)控編程
　　下面圍繞分模生成的頂窗蓋板凹模進行CAM編程。在Cimatron E中選擇NC加工模塊并打開，在NC環(huán)境下調入“凹模”文件。

　　3.1 完善CAD模型

　　(1)凹模深度在原有基礎上加深4mm，側壁與頂面交線倒圓弧R=2mm。
　　(2)確定坐標系。將坐標原點移至凹模上表面中心處作為編程原點。

　　3.2 編程規(guī)劃

　　(1)牛鼻刀對凹模用體積銑方式刀路開粗。
　　(2)鑲刀片球頭銑刀對圓弧與斜面夾角部位用曲面銑刀路二次開粗。
　　(3)整體球刀對整個凹模型腔用曲面銑進行光刀。
　　(4)球刀對夾角部位清根。
　　(5)球刀對夾角部位二次清根。

　　3.3 刀路設定

　　(1)采用大直徑牛鼻刀D63R8mm開粗，體積銑3D環(huán)切刀路快速去除材料，加工余量0.6mm，層切量0.6mm，2D步距設為40mm。
　　(2)為使光刀留量均勻，用D30 mm粗加工球刀對余量多的部位采用曲面銑3D步距方式二次開粗，留量0.3mm，最大殘留高度設為0.2mm。
　　(3)用D16mm整體精銑球刀對凹模整體型腔光刀，留量為0，最大殘留高度設為0.05mm。
　　(4)夾角部位用D10mm球刀采用筆式銑削方式進行清根，留量0。
　　(5)為能達到產(chǎn)品根部要求，參考D10mm球刀用D6mm球刀二次清根，留量為0。

　　3.4 進行加工模擬仿真

　　逐次對NC程序管理中的刀路在SIMULATION(仿真)狀態(tài)下仿真檢查，最終模擬NC可視化模擬加工結果如圖8所示。

　　3.5 后置處理。生成NC加工程序

　　選取NC向導條中的POsT(后置處理)，設置后置處理參數(shù)，點選后置處理器為DEMO，單擊APPLY(應用)，輸出程序。對程序的開頭根據(jù)實際情況予以修改并保存。

4 結論

　　運用Cimatron E的快速分模與編程模塊對頂窗蓋板進行壓型模設計與編程，使得分模過程比原來縮短了近60％～70％，且能夠～次完成。在數(shù)控編程時，直接調用上步分好的所有模具部件，且無需對模型進行額外的工藝補充與調整便可一次完成所有的編程工作，編程效率較原來提高近50％～60％。