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CAD/CAM在Gs125型摩托车汽缸盖模具的应用1
1前言
传统上大多数设计和制造由顺序安排且由互不关联的专家或专业人员分别进行。随着经济的发展，市场竞争日趋激烈，产品的更新换代速度及精度要求愈来愈高，传统的设计、制造方法使得新产品试制周期长，不利于企业在市场的竞争。一体化技术是综合优化设计、制造过程的系统方法，它具有两个特点：单一数据库替代多数据库；三维多方式数据交流替代二维图纸交流。
2Gs125型摩托车汽缸盖特点
Gs125型摩托车汽缸盖由曲面形成的基体、基体上许多圆形和方形的凸台、筋位构成，各曲面相互间用大量不等半径的倒圆曲面连接，形成了汽缸盖非常复杂和特殊的外型。缸盖上有多个用于安装轴的孔，要求具有极高的定位精度，而且壁厚不均匀，增加了建模难度。
3模具CAD/CAM的设计流程
为了保证模具制造周期和质量，制定严格的CAD/CAM设计流程。
(1)产品的CAD建模
Gs125型摩托车汽缸盖外形非常复杂，建模难度相当大，为保证既快又准地建立产品模型，确定合理的建模顺序和思路是决定成功与否的关键：对产品模型进行分解，确定产品的结构特征；根据主要的结构特征建立特征曲线。先建立汽缸盖俯视图的最大外轮廓线，并拉伸生成三维实体；由侧视图特征曲线生成网格面和扫描面；用生成的曲面去修剪拉伸体，形成产品基体外型；在此基础上，利用布尔运算，增补其它局部特征；输入壁厚值，抽空生成内腔；最后，增加筋条特征，再倒圆，建立整个汽缸盖产品模型，见图1。
在建立汽缸盖模型时，同时考虑模具结构和分型面形状，还有模具所需要的参数：几何公差和拔模斜度等，为后续的模具设计打下基础。
(2)模具设计
利用UG提供的工具，对产品模型进行编辑，将材料收缩率加到模型中，将产品模型转变成模具模型，据此模型进行模具设计。Gs125型汽缸盖正面有两个Φ15mm的孔，两侧面各有一个Φ34mm的斜孔，后面也有一个Φ12mm的斜孔，故型腔须采用滑块抽芯，整套模具结构主要包括动、定模和滑块，其中型腔、型芯采用镶件，流道及入水口设在型芯镶件。下面是生成滑块、型腔、型芯模型的方案：
滑块：生成滑块二维特征曲线，通过拉伸（Extrude）生成实体，再用模具模型的外表面剪去不需要部分，便得出滑块实体模型。
型腔：生成310×260×110方块（Block）作为型腔镶件，编辑模具模型，将Hollow特征压制（Suppress），利用布尔运算，用编辑后的模具模型和滑块模型去“减”镶件，形成型腔的主要结构模型，在此基础上增加特征，从而生成型腔。
型芯：生成310×260×70方块（Block）作为型芯镶件，提取（Extract）模具模型的内腔表面生成Region特征，以此特征通过替换（Patch）镶件顶面生成型芯的主要结构模型，再生成流道、入水口及顶干孔，从而生成型芯。
最后设计动、定模板、浇道系统、顶杆等零件。完毕后，将所有零件装配在一起，检查是否干涉。
(3)模具数控编程
Gs125型摩托车汽缸盖的内外表面由许多曲面组成，外形复杂，而且料厚不均匀，不能简单用型腔表面的刀具定位点通过同心偏移壁厚值而获得型芯的刀具定位点，故编程任务较为艰巨。虽然Unigraphics具有数控编程模块，但在实际编程时，仍然存在许多缺点：在连续多曲面加工时，模具表面残余留量不均匀；精加工接近垂直曲面时，在曲面边界，刀具频繁提刀，严重影响加工效率，见图4；清根程序走刀方式不合理。所以，完全依赖软件自动编程，程序根本无法使用。如何编出高效率、高质量的数控程序，很大程度上，取决于编程者制定的工艺。
根据材料的切削性能及硬度、刀具材质、机床特性和模具热处理要求，制定型腔、型芯主要加工方案：用φ32（R6）mm合金刀实行等高线开粗移去大部分多余材料，切深为0.8mm，留余量1.2mm；局部开粗以保证材料留量均匀，为精加工作准备；用φ12（R6）球头刀半精加工，留热处理变形量1.0mm；模具热处理后，型腔用电极由
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