CN110297459A - 修边模具制造方法、计算机可读存储介质和cnc修边模具制造机床 - Google Patents

修边模具制造方法、计算机可读存储介质和cnc修边模具制造机床 Download PDF

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Abstract

本发明涉及修边模具制造方法、计算机可读存储介质和CNC修边模具制造机床。该方法包括：读取3D图的产品模型；获取工程师在产品模型上确定的竖直的冲压方向，以及在产品模型的水平面上画出的闭合修边线；以产品模型上位于最顶层的水平面作为起点，将闭合修边线沿冲压方向的反方向移动从而构件出冲头，其中冲头的任意水平截面的轮廓与构建该冲头的闭合修边线的轮廓相同；构建能包覆住产品模型的下模块，控制下模块的顶面中部向内凹陷，其中凹陷所形成的凹陷面与产品模型的底部型面相同，并在下模块顶面挖出槽口轮廓与闭合修边线轮廓相同的凹槽，其中凹槽在凹陷面的位置与闭合修边线在底部型面的投影位置相同；将冲头和镶块转换成CNC代码给CNC机床加工。

Description

修边模具制造方法、计算机可读存储介质和CNC修边模具制造 机床
技术领域
本发明涉及冲压修边领域，尤其涉及一种修边模具制造方法、计算机可读存储介质和应用该介质的CNC修边模具制造机床，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被CNC修边模具制造机床的处理器执行并实现所述修边模具制造方法。
背景技术
在五金制造行业中，使用凹模与凸模对置冲压从而将胚料冲压成型，冲压成型后的胚料大部分为所需的冲压成品，但留有小部分多余，多余部分如胚料上凹模/凸模边缘以外的部分及边缘以内需挖孔的部分，需在后续工序中将其冲压裁剪掉，以实现修边。上述修边过程使用冲头模具及脱料镶块进行实施，其中脱料镶块用于放置带多余部分的冲压成品，冲头模具用于向脱料镶块冲压从而裁剪掉所述多余部分。
对于上述的冲头模具及脱料镶块的制造，现有技术中工程师先需根据客户给出的产品3D图制造出冲压成品，并以冲压成品为模版，通过实验方式不断调整冲头模具上冲头位置及脱料镶块上凹槽位置，这种方式耗时长且不可控，加工效率较低。
发明内容
本发明的目的在于使冲头模具及脱料镶块的加工时间缩短且可控，提高加工效率。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种修边模具制造方法，包括：
图纸读取步骤，其用于读取3D图的产品模型；
还包括在图纸读取步骤之后执行的以下步骤：
参数获得步骤，其用于获取工程师在产品模型上确定的竖直的冲压方向，以及在产品模型的水平面上画出的闭合修边线；
冲头模型制作步骤，其以产品模型上位于最顶层的水平面作为起点，将所述闭合修边线沿冲压方向的反方向移动从而构件出冲头，其中冲头的任意水平截面的轮廓与构建该冲头的闭合修边线的轮廓相同；
镶块模型制作步骤，其构建能包覆住所述产品模型的下模块，控制下模块的顶面中部向内凹陷，其中凹陷所形成的凹陷面与产品模型的底部型面相同从而使产品得以嵌入下模块，并在下模块顶面挖出槽口轮廓与所述闭合修边线轮廓相同的凹槽来供所述冲头对置嵌入，其中凹槽在所述凹陷面的位置与闭合修边线在所述底部型面的投影位置相同；
代码生成步骤，其用于将所述冲头模型和所述镶块模型转换成CNC代码给CNC机床进行加工，以制造所述修边模具。
进一步地，所述闭合修边线是根据产品模型的外边缘形状及其上需挖孔部位的形状在水平面上的投影进行制作。
进一步地，所述冲头模型制作步骤还包括：获取产品模型的顶层水平面及底层水平面之间在冲压方向上的高度差，根据该高度差来设置闭合修边线沿冲压方向的反方向移动的距离。
进一步地，所述凹槽形成的具体方式是：以下模块顶面为起点，将所述闭合修边线沿冲压方向移动至越过所述凹陷面的最低点，并去除所述闭合修边线移动轨迹上的下模块部位。
进一步地，所述下模块的具体构建方式是：建立XYZ三轴坐标系，并以冲压方向的反方向作为Z轴方向，获取产品模型分别在X轴上的最大长度x1、在Y轴上的最大长度y1及在Z轴上的最大高度h1，根据这三个参数来构建下模块的外形参数从而使下模块能包覆住所述产品模型。
进一步地，所述冲头模型制作步骤还包括：在冲头的顶面设置包覆住该顶面的包容块，包容块与冲头一体从而对冲头进行补强。
进一步地，所述冲头模型制作步骤还包括：在包容块的顶面设置与包容块相互固定的上垫板，并在上垫板顶面设置上模座，上模座与上垫板通过销钉进行装配固定。
进一步地，所述镶块模型制作步骤中还包括：在下模块底面生成与下模块固定的下垫板，并在下垫板底面生成下模座，下模座与下垫板通过销钉进行装配固定。
还提供一种CNC修边模具制造机床，包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述的方法。
还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述的方法。
有益效果：
工程师要制造冲头模具与脱料镶块时，仅需在客户给出的3D产品模型上画出水平闭合修边线，此后处理器即可根据闭合修边线自动构建冲头模型及镶块模型，并将冲头模型和镶块模型转换成CNC代码给CNC机床进行加工，从而自动制造由冲头模具与脱料镶块组成的修边模具，实现冲头模具与脱料镶块的加工时间缩短且可控，提高加工效率。
具体实施方式
本实施例以UG软件为CAD平台，使用VS2015(内部编译器为Microsoft Visualstudio 2010)集成环境，在Windows操作系统下，通过VS2015将UG函数和NXOpenC++库编译生成DLL(动态链接库)，以供UG软件调用后生成控制CNC机床加工出修边模具的代码，并输入到CNC机床中以控制CNC机床加工。上述中，UG软件的全称为Unigraphics NX，其是应用在PC端，针对虚拟产品设计及工艺设计提出良好解决方案的一种交互式CAD/CAM/CAE/PDM(计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程、产品数据管理)软件系统，常用于五金零件的设计、加工、仿真和NC代码生成等工作，其中NC代码可输入到CNC机床中以控制其进行零件加工。
本实施例可按如下方法实施：
首先，拿到客户给出的产品3D图后，将3D图导入UG软件中进行读取，读取成功后产品3D图显示于UG软件中，然后工程师在UG软件上旋转产品3D图，使得产品的冲压方向与UG软件坐标系的Z轴方向的反方向一致，并定义该反方向为冲压方向，也为竖直方向，则UG软件坐标系的X轴及Y轴所在平面为水平面。
冲压方向确定后，工程师根据3D图中产品的外边缘形状及产品上需挖孔部位的形状，分析这些形状在水平面上的投影。针对每个投影，工程师根据投影的轮廓在产品3D图中位于最顶层的水平面上画出首尾相接的闭合修边线，其中闭合修边线用于生成冲头形状。接着工程师调用UG软件中的脚本以运行事先编译生成的DLL，使UG软件按程序自动运行，以自动生成冲头模具和脱料镶块。
其中，UG软件按如下方法自动生成冲头模具：
S11：获取产品3D图中位于最顶层的水平面及位于最低层的水平面，计算这两个水平面的高度差h1，该高度差h1代表产品在Z轴上的最大高度，以位于最顶层的水平面作为起点，将各条闭合修边线分别沿Z轴方向移动相同的距离h1+a，从而构建出多个冲头，其中a为根据经验设定的正数，由于移动距离h1+a即为冲头的长度，冲头的长度会高于所述高度差h1，此外，冲头的任意水平截面的轮廓与构建该冲头的闭合修边线的轮廓相同；
S12：对于每个冲头，在冲头的顶面上自动生成大小合适且包覆住该顶面的包容块，包容块与冲头一体，以此实现对冲头的补强，其中，包容块具有编辑调节功能，可被工程师后期动态改变大小、新建或删除；
S13：在每块包容块的顶面上生成一块上垫板，上垫板的形状为长方体，包容块顶面固定在上垫板底面，在各块上垫板顶面生成上模座，各块上垫板共同置于上模座底面，并在每块上垫板的四个边角附近自动生成销钉来与上模座装配，实现上垫板与上模座之间的固定，其中销钉的参数及型号具有编辑调节功能，可被工程师后期动态调整。
上模座生成后，由冲头、包容块、上垫板、上模座组成的冲头模具即可实现建模成型，此后UG软件按如下方法自动生成脱料镶块：
S21：获取产品在X轴上的最大长度x1及在Y轴上的最大长度y1，以x1+b为长、y1+b为宽、h1+b为高，在产品的下方空间中自动构建一块长方体下模块，其中b>a，使得下模块的厚度h1+b大于冲头的长度h1+a；
S22：控制下模块的顶面中部向内凹陷，其中凹陷所形成的凹陷面与产品的底部型面相同，从而使产品得以恰好地嵌入到下模块顶面上；
S23：以下模块顶面为起点，将各条闭合修边线分别沿Z轴方向的反方向移动，直至越过凹陷面的最低点为止，并将各条闭合修边线移动轨迹上的下模块部位挖空，从而在下模块上留下槽口轮廓与相应闭合修边线轮廓相同的凹槽，其中凹槽在所述凹陷面的位置与闭合修边线在所述底部型面的投影位置相同，凹槽用于供冲头对置嵌入；
S24：在下模块底面上生成一块下垫板，下垫板的形状为长方体，下模块底面固定在下垫板顶面，在下垫板底面生成下模座，下垫板置于下模座顶面，并在下垫板的四个边角附近自动生成销钉来与下模座装配，实现下垫板与下模座之间的固定，其中销钉的参数及型号具有编辑调节功能，可被工程师后期动态调整。
上模座生成后，由下模块、下垫板、下模座组成的脱料镶块即可实现建模成型。
冲头模具与脱料镶块均成型后，UG软件完成冲头模具与脱料镶块的模型构建工作，此后调用UG内部函数将冲头模具与脱料镶块的模型转换成CNC代码，CNC代码可被传输给CNC修边模具制造机床并存储于其存储器的计算机可读存储介质中，以使得CNC修边模具制造机床的处理器可调用CNC代码来自动加工出冲头模具与脱料镶块，实现冲头模具与脱料镶块自动制造，使冲头模具与脱料镶块的加工时间缩短且可控，提高加工效率。
需要说明的是，本实施例所指的3D图均为五金制造行业的标准3D图。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.修边模具制造方法，包括：
图纸读取步骤，其用于读取3D图的产品模型；
其特征在于还包括在图纸读取步骤之后执行的以下步骤：
参数获得步骤，其用于获取工程师在产品模型上确定的竖直的冲压方向，以及在产品模型的水平面上画出的闭合修边线；
冲头模型制作步骤，其以产品模型上位于最顶层的水平面作为起点，将所述闭合修边线沿冲压方向的反方向移动从而构件出冲头，其中冲头的任意水平截面的轮廓与构建该冲头的闭合修边线的轮廓相同；
镶块模型制作步骤，其构建能包覆住所述产品模型的下模块，控制下模块的顶面中部向内凹陷，其中凹陷所形成的凹陷面与产品模型的底部型面相同从而使产品得以嵌入下模块，并在下模块顶面挖出槽口轮廓与所述闭合修边线轮廓相同的凹槽来供所述冲头对置嵌入，其中凹槽在所述凹陷面的位置与闭合修边线在所述底部型面的投影位置相同；
代码生成步骤，其用于将所述冲头模型和所述镶块模型转换成CNC代码给CNC机床进行加工，以制造所述修边模具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述闭合修边线是根据产品模型的外边缘形状及其上需挖孔部位的形状在水平面上的投影进行制作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述冲头模型制作步骤还包括：获取产品模型的顶层水平面及底层水平面之间在冲压方向上的高度差，根据该高度差来设置闭合修边线沿冲压方向的反方向移动的距离。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述凹槽形成的具体方式是：以下模块顶面为起点，将所述闭合修边线沿冲压方向移动至越过所述凹陷面的最低点，并去除所述闭合修边线移动轨迹上的下模块部位。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下模块的具体构建方式是：建立XYZ三轴坐标系，并以冲压方向的反方向作为Z轴方向，获取产品模型分别在X轴上的最大长度x1、在Y轴上的最大长度y1及在Z轴上的最大高度h1，根据这三个参数来构建下模块的外形参数从而使下模块能包覆住所述产品模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述冲头模型制作步骤还包括：在冲头的顶面设置包覆住该顶面的包容块，包容块与冲头一体从而对冲头进行补强。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述冲头模型制作步骤还包括：在包容块的顶面设置与包容块相互固定的上垫板，并在上垫板顶面设置上模座，上模座与上垫板通过销钉进行装配固定。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于所述镶块模型制作步骤中还包括：在下模块底面生成与下模块固定的下垫板，并在下垫板底面生成下模座，下模座与下垫板通过销钉进行装配固定。
9.CNC修边模具制造机床，包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1～8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求1～8中任一项所述的方法。
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