WorkNC在模具自动化加工编程中的应用

　　在欧美、日本等发达国家，模具产业从20世纪80年代就开始发展无职守自动化数控加工技术，到目前已有20余年的历史，技术较成熟。一些日本的模具企业自动化数控加工比例已能达到50%以上。

　　在我国，由于模具产业起步晚，人工费用低，在自动化数控加工方面起步也晚。如今，汽车工业的快速发展带动了中国模具产业的进步，国内的一些模具企业也开始追求并尝试“无人职守”自动化数控加工技术，以求达到少人化操作，节省大量人工成本、降低劳动强度，同时通过追求可无人职守的自动化加工，提升NC程序质量和数控加工水平，让模具加工更可靠、高效、实物质量更高。

1 覆盖件模具NC自动化加工对程序的要求

　　1.1 模具数控加工工艺流程

　　数控编程首先要根据零件的几何形状、表面粗糙度、加工精度、同时考虑零件的刚性、变形以及机床、刀具、夹具等因素，选择合理的工艺流程，如图1所示。

图1工艺流程 

　1.2 自动化加工对NC程序的要求　

　　自动化加工对程序的安全性、可靠性、工艺性和准确性提出了更高的要求。

　　1)首先要保证程序本身的准确性，做到加工到位，并做好模拟仿真，避免错误的发生。

　　2)保证程序的安全性、可靠性，规划合理的加工顺序，保持加工余量均匀。结合机床刀库数据做好碰撞检测，避免碰撞扎刀等现象的发生。

　　3)工艺性要考虑加工效率、刀具磨损和机床震动等因素。选用刀具情况及程序提供的F(r/min)、S(mm/min)等设置参数必须与加工机床相匹配。

　　要设计出满足上述要求的NC程序，除了编程人员具有高超的技能和丰富的经验外，加工方案的实现和程序质量的保证还需要先进的CAM软件平台。

　　如：为了实现无人职守自动化加工，传统的开粗工艺多采用大刀径球头刀沿面开粗，此种工艺加工效率高，但由于吃刀量大、毛坯变形和加工余量不均匀等因素很难做到机床负荷持续稳定。另外，机床满负荷运转，不确定性高，难以保证加工质量和高效率的要求，不适合无人职守加工。一些专业的编程软件提供的编程方法，能满足“小吃刀、轻切削”的高速加工，极大程度上保证程序安全性，减小提刀浪费，保证无人职守技术对机床、刀具、负荷等方面的要求。

2 自动化加工的NC程序设计

　　2.1 WorkNC软件

　　WorkNC软件是法国Sescoi公司面向加工制造业的全自动化计算机辅助制造(CAM)软件。有多种数据转换接口，有专门针对CAM的CAD模块，能完成零件分析、曲面填补、边界线的建立和简单曲面的建立等功能，非常实用。WorkNC能产生良好的走刀路线，同时它还具备完善的模板调用功能，强大的刀具路径编辑功能，残余毛坯计算，防过切功能等，都为编程人员提供了方便。

　　2.2 加工工艺实现(利用WorkNC软件实现)

　　图2为某车型前车门内板的拉延凸模。此零件型腔深、结构复杂，为了尽量降低钳工手工修研的工作量，要求加工精度高，属于较难加工的零件。该拉深凸模采用的材料是HT300。

图2前门内板拉伸凸模 

　　下面以此拉深凸模为例，介绍WorkNC软件在无职守自动化数控加工中的应用。

WorkNC编程的流程是，加载工件、毛坯及边界曲线，察看工件读入的正确性，调用加工模板，给必要的路径选择合适的边界线及驱动线并运算，生成刀轨。

　　2.2.1粗加工方案

　　WorkNC毛坯的建立有铸件毛坯、矩形毛坯、复合型毛坯和CAD模型等方式，复合型毛坯适用于铸铁或者铸钢件中间镶锻件工具钢的情况。

　　此工件是铸件，采用铸件毛坯，生成等高层切的刀具路径，如图3所示。WorkNC的层切开粗和二次开粗功能非常强大，几乎能将干涉碰撞的可能降为零。只有这样，才能在开粗的过程中实现无职守加工。

　　程序每层切削1mm，刀具路径是由高到低，这样既保证了程序的安全性，又能最大程度上避免毛坯余量不均匀造成机床负荷的变化。同时因切削力小，也有效保护了机床。体现在自动化上的优势，操作者不再需要随着机床负荷的变化而随时调整进给速度。