1 引言

　　汽車沖壓件較多采用專用檢測夾具(簡稱檢具)作為檢測手段，檢測要素主要為工件的外形(如輪廓、曲面形狀等)以及特征部位(如孔、凸緣等)的位置精度，用于控制工序問的產品質量。檢具檢測具有迅速、準確、直觀、方便等優點，尤其適合大批量生產的要求。

　　檢具體是檢具的重要構成部分。檢具體上的工作型面是用于體現被測沖壓件的基本型面，反映被測沖壓件的幾何外形、輪廓修邊、孔位及翻邊質量。為便于加工及修改，同時又減輕檢具本身的重量，通常選擇可加工環氧樹脂作為檢具體的材料，而檢具體的制造一般采用數控加工。

2 檢具體模型工藝分析

　　2.1 檢具體模型

　　在零件數控編程加工中，零件模型可能不是UG模型，而是Pro/E、CATIA、Solidworks模型等，因此需要進行模型轉換。轉換時可將非UG模型先轉換為IGES或STEP格式，再導入UG實現數控編程。

　　模型尺寸：寬×深×高=236mm×230mm×224mm。檢具體的工作型面主要為曲面特征，有凹槽(最深處約40mm)，也有凸臺(高約13mm)，最小凹圓角半徑約8mm，最大加工深度224mm；檢具體1/3高處有U型空間曲面直角小臺階，檢具體底座為直壁型。

　　2.2 檢具體零件加工工藝

　　加工毛坯選用接近零件外形的可加工環氧樹脂坯料(檢具體數控加工前，已將該坯料四面銑出作為定位基準)，用虎鉗裝夾。加工順序安排通常按以下原則進行：

　　(1)工序集中原則，一次裝夾加工完成；

　　(2)將加工對象分成不同的加工區域，分別采用不同的加工工藝和加工方式進行加工，以提高加工效率和加工質量；

　　(3)有精度要求的表面加工，加工工序應由粗加工、半精加工到精加工分序逐步進行，加工余量由大到小。在精加工時將水平面、平緩表面、陡峭表面進行劃分并分別編制加工程序；

　　(4)應采取先粗后精、先大后小、先整體再局部最后到細節的方式進行加工順序的安排；

　　(5)盡可能采用同一把刀具加工，減少換刀次數。

　　根據以上原則，檢具體檢測沖壓件型面部分精度要求高，安排粗加工—(半)精加工—精加工；檢具體底座精度要求不高，安排粗、精加工。使用UG加工編程，一般采用型腔銑進行粗加工，等高輪廓銑進行半精加工、精加工(對于陡峭表面)，固定軸區域銑進行精加工(對于非陡峭表面)，并采用固定軸清根加工完成零件的清根。對于需要安排二次粗加工以去除余量不均的情況，可采用參考刀具、3D IPW(加工過程中間)或基于層的IPW。本文所涉及的檢具體零件不需要安排二次粗加工。

3 檢具體的數控編程

　　為了確定刀具軌跡各點的坐標，以及生成安全的刀軌，編程時首先要設置加工坐標系和安全高度。加工坐標系的z軸非常重要，一般默認為刀軸矢量方向。采用UG NX 5.0定義加工坐標系時，可同時定義安全平面。安全平面的定義非常重要，若UG NX 5.0開始沒有定義安全平面，則無法生成刀軌。UG加工可以事先定義加工程序組、刀具組、加工幾何體組以及加工方法組，也可以在加工操作設定時定義。

　　檢具體數控加工工藝流程為：

　　(1)檢具體型腔銑粗加工

　　選擇型腔銑模板，依次設置零件幾何、毛坯幾何、刀具、切削方式、步距、切削參數、非切削運動、進給和切削速度(也可在加工時由操作人員給出，下同)，設置機床控制。

　　由于粗加工需要銑去大量毛坯余量，為了提高加工效率，應盡量選用直徑較大的立銑刀，因此選擇直徑為50mm的平底高速鋼立銑刀。鑒于檢具體底部直壁，定義兩個切削范圍：上部范圍切削深度1.5mm，下部范圍切削深度2.5mm；加工公差為0.1mm，零件底面與側面余量為1.2mm。選擇主軸轉速為1500rpm，進給量為1000mm/min，跟隨周邊方式切削，步進按刀具直徑的35％進刀。

　　(2)檢具體下部底座直壁精加工

　　檢具體底座直壁精加工可選用FINISH-WALLS(精銑側壁)平面銑子類型。通過邊界指定零件幾何，定義底平面。采用直徑50mm的平底立銑刀，加工余量為0mm，主軸轉速2000rpm，進給量1500mm／min。圖4為檢具體下部底座直壁精加工后模型。 

　　(3)檢具體U型空問曲面直角小臺階曲線驅動固定軸加工

　　檢具體U型空問曲面直角小臺階是檢具體的重要檢測特征，加工時構造曲線驅動體，采用固定軸加工。刀具為直徑10mm的平底立銑刀，余量為0mm，主軸轉速3000rpm，進給量1500mm/min。圖5為空間曲面直角小臺階加工后模型。

　　(4)檢具體上部型面等高輪廓銑(半)精加工

　　選用等高輪廓銑(或輪廓的型腔銑)，加工檢具體上部型面時可采用切削層高度來控制加工區域。刀具選用直徑D20mm、R0.8mm的帶圓角平底立銑刀，余量為0mm，主軸轉速3000rpm，進給量1500mm/min。圖6為檢具體上部型面等高輪廓銑(半)精加工后模型。對于檢具體上部型面的陡峭部分為精加萬方數據工，非陡峭部分還有殘留，需要進一步加工。

　　(5)檢具體上部非陡峭型面固定軸區域精加工

　　針對前步加工操作殘留的檢具體上部型面非陡峭部分選用固定軸區域銑。限定切削區域，選陡峭角為65°，選用直徑為10mm的球頭銑刀，余量為0mm，主軸轉速4000rpm，進給量2000mm/min。圖7為檢具體上部非陡峭型面加工后模型。

　　(6)最小凹圓角半徑約8ram處曲線驅動固定軸加工

　　定義曲線驅動體，采用固定軸加工。采用直徑為10mm的球頭銑刀，余量為0mm，主軸轉速4000rpm，進給量1500mm/min。圖8為最小凹圓角半徑約8mm處加工后模型。

　　經過仿真加工驗證的刀軌，通過UG后處理輸出給數控機床實現檢具體的加工。

4 結語

　　在汽車沖壓件檢具體幾何特征和加工工藝分析的基礎上，采用UG NX 5.0軟件對檢具體進行數控加工編程，說明利用先進CAD/CAM軟件可以方便地實現復雜型面的數控加工編程，保證零件加工質量，縮短加工周期；為獲得高效的零件加工程序，零件幾何分析、加工工藝分析是基礎，加工方式、加工參數設置、刀具選用等是關鍵。