探究模具加工過程中的UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

侯云霞

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 253000）

探究模具加工過程中的UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

侯云霞

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 253000）

面對模具加工業(yè)的發(fā)展趨勢，在生產(chǎn)周期縮短的情況下，利用UG數(shù)控技術(shù)，能夠大大提高模具加工的生產(chǎn)效率，推動(dòng)模具加工業(yè)的快速發(fā)展。

模具加工；UG；數(shù)控技術(shù)

0 引言

隨著市場競爭的日益激烈，模具加工業(yè)在高速發(fā)展的過程中，對模具加工方面的要求越來越高，模具在結(jié)構(gòu)、型腔形狀等各方面構(gòu)造更加復(fù)雜，加工工藝的技術(shù)精確度也更加嚴(yán)格。面對模具加工業(yè)的發(fā)展趨勢，在生產(chǎn)周期縮短的情況下，利用UG數(shù)控技術(shù)，能夠大大提高模具加工的生產(chǎn)效率，推動(dòng)模具加工業(yè)的快速發(fā)展。

1 UG軟件簡介及功能介紹

作為一種計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)軟件，UG數(shù)控技術(shù)最初是由美國Un Graphic Solutions公司研發(fā)而來的，并獲得了飛速的發(fā)展，在多個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。該數(shù)控技術(shù)集合了CAM、CAE及CAD等多種軟件的功能，在模具加工領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢，其在流程處理過程中，主要借助CAD/CAM軟件的數(shù)控加工程序發(fā)揮作用。數(shù)控加工模擬流程圖詳見圖1。

圖1　數(shù)控加工模擬流程

UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對零件加工的展開式分析，通過建模、繪制展開幾何圖形的手段，對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)模具制作相應(yīng)的圖紙。在軟件強(qiáng)大的后期處理功能作用下，UG數(shù)控軟件能夠?qū)?shù)控加工過程中的指令代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況做出合理的調(diào)整，并選取最佳的刀具路徑，完成數(shù)控機(jī)床指令輸入操作后，即可進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)加工生產(chǎn)。

UG軟件中的一項(xiàng)關(guān)鍵功能模塊就是MoldWizard，其主要功能就是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，使設(shè)計(jì)過程更加簡便［1］。該模塊自身具備模具設(shè)計(jì)向?qū)?，以更加快速、?zhǔn)確、直觀的方式，將模具澆筑設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)、零件分型和裝載等各項(xiàng)模具設(shè)計(jì)工作展現(xiàn)出來，為設(shè)計(jì)人員提供了技術(shù)支持。此外，MoldWizard還可以為設(shè)計(jì)人員設(shè)置了模架庫，簡化了模具的模架選取工作。

2 UG數(shù)控技術(shù)在模具加工中的具體應(yīng)用

UG數(shù)控技術(shù)在模具加工、機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)著極高的地位，其本身擁有的功能使相關(guān)設(shè)計(jì)工作更加簡便、快捷，可以制作出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，值得工作人員進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)。近年來，UG數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢普遍被人們所了解，其性能也更加完善，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是公認(rèn)的首選技術(shù)。UG能夠同時(shí)供應(yīng)多種不同的加工操作，因?yàn)槟＞卟考男螤疃几饔胁煌虼怂鼈儗庸さ囊笠簿透鳟惲耍?］。粗加工、半精加工和精加工是模具加工的三個(gè)主要環(huán)節(jié)，不同加工環(huán)節(jié)的處理方式存在很大的差異。就目前的應(yīng)用狀況來看，模具加工領(lǐng)域中UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)為：

2.1粗加工階段

模具加工過程中首先要進(jìn)行的工作就是粗加工，也是所有模具必須進(jìn)行的一項(xiàng)加工環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的主要任務(wù)即為獲得加工部分，并最大限度的將冗余材料清除掉，所應(yīng)用的刀具普遍具有直徑大的特征。與此同時(shí)，還要適當(dāng)?shù)脑黾蛹庸に俾?，其最?yōu)速率一般為其最大值［3］。但是此處需要注意的是，在設(shè)定刀具的操作時(shí)，例如其切削速率、范圍以及最優(yōu)轉(zhuǎn)速等，應(yīng)盡可能的考慮到多方面的條件，包括刀具自身的相關(guān)特征、加工材料屬性以及機(jī)床的承受能力等。在此條件下，可以確保模具加工的質(zhì)量，提高模具加工的工作效率。經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對于粗加工階段而言，如果其刀具型號(hào)偏大，同時(shí)其切削范圍與程度也偏大，那么刀具自身的旋轉(zhuǎn)速度將會(huì)有所降低。除此之外，還要嚴(yán)格的控制切削速度，適當(dāng)?shù)慕档驮撍俣取Ｔ诂F(xiàn)階段的制造行業(yè)中，人們大都選用UG中的腔銑是作為粗加工階段所普遍使用的技術(shù)。粗加工環(huán)節(jié)中應(yīng)用率最高的切削途徑即為跟隨周邊和跟隨部件，在模具加工時(shí)，如果需要對部件局部進(jìn)行相應(yīng)的粗加工，也可以選取面銑、平面銑的方式。

2.2半精加工階段

進(jìn)行精加工環(huán)節(jié)的前提就是半精加工，半精加工階段與下一階段的進(jìn)度、以及模具的最終質(zhì)量之間有著十分緊密的關(guān)系。半精加工階段的最主要目的就是在下一階段的加工工作沒有正式開始之前，保證模具中待精加工部分的剩余材料的平整性與均勻［4］。在此需要注意的是，在粗加工階段中如果模具表面的剩余部分已經(jīng)達(dá)到了均勻的條件，那么就可以直接進(jìn)入到精加工階段。應(yīng)用刀具較大的平面銑、型腔銑完成粗加工后，機(jī)械加工工件的平、曲面很容易出現(xiàn)余量不均的問題。根據(jù)本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與資料研究得出結(jié)論，可能出現(xiàn)不均勻余量問題的主要包括：①大刀具不能顧及到的斜面或部件死角；②大刀具無法到達(dá)的凹槽；③小圓角加工的位置處于超過大球刀處理界限；④切削層之間的臺(tái)階。針對以上問題，可以采取以下幾項(xiàng)有效措施進(jìn)行應(yīng)對，提高模具加工的效率：

（1）在對窄槽位于凹處情況下的問題進(jìn)行處理時(shí)，可以應(yīng)用設(shè)置“型腔銑”的方式處理殘留毛坯。

（2）工件角落的加工操作應(yīng)由型腔銑參考道具完成。

（3）在對非陡面角度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，要借助“區(qū)域銑削驅(qū)動(dòng)方式”來解決。

（4）固定軸曲面輪廓銑創(chuàng)建可先采用徑向切削驅(qū)動(dòng)、清根加工，之后遺漏切削由小型刀具完成［5］。

2.3精加工階段

精加工環(huán)節(jié)在半精加工環(huán)節(jié)之后進(jìn)行，目的是對之前加工處理進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)化操作，使工件表面更加標(biāo)準(zhǔn)。模具加工人員在對工件進(jìn)行精加工時(shí)，通常都會(huì)選取曲面輪廓銑這一工具，并根據(jù)實(shí)際加工狀況對主軸轉(zhuǎn)速和切削速度進(jìn)行合理的調(diào)整，把這兩項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的相對較大。對于工件為平面性的加工處理，則要適當(dāng)?shù)臏p小切削步距，將切削速度空載較小的范圍內(nèi)，利用輪廓銑方式進(jìn)行精加工處理，而主軸轉(zhuǎn)速參數(shù)的設(shè)置要相對較高。

3 總結(jié)

由于模具加工的特殊性，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求較高，逆向性是工件設(shè)計(jì)制造過程最顯著的特征。模具加工生產(chǎn)企業(yè)面對激烈的市場競爭，一定要提高對模具加工精度的控制，充分的利用UG數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合模具加工的實(shí)際需求和特點(diǎn)，對該軟件的性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，加大研發(fā)和探究力度，為模具加工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動(dòng)力，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的良性發(fā)展。

［1］王勝凱.基于UG的注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［D］.華北電力大學(xué). 2013.

［2］王延濤.基于UG的數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用分析［J］.成功（教育），2013，24.

［3］于克強(qiáng)，孫麗娜.基于UG數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用［J］.裝備制造，2009，11.

［4］李冬生，劉全坤.沖裁結(jié)構(gòu)ca，D模具設(shè)計(jì)模型及相關(guān)技術(shù)閉［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，10.

［5］康文利，路世強(qiáng)，周學(xué)輝.基于UG的數(shù)控加工技術(shù)在模具精加工中的應(yīng)用［J］.工藝與裝備，2008，4.

TG659

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.049

1002-6673（2015）02-129-02

2015-01-16

侯云霞（1972-），女，山東濟(jì)南人，本科，副教授。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。