基于UG的塑料模具數(shù)控加工工藝探討

耿 吉

（江蘇省昆山市第一中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，昆山 215300）

?

基于UG的塑料模具數(shù)控加工工藝探討

耿 吉

（江蘇省昆山市第一中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，昆山 215300）

摘 要：鑒于人們對(duì)塑料制品提出的更高要求，在曲面造型的塑料制品中，采用傳統(tǒng)的塑料模具加工已經(jīng)不能保證其精密度和質(zhì)量。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出基于UG軟件的塑料模具數(shù)控加工工藝，并設(shè)計(jì)、分析模具，自動(dòng)生成加工程序。

關(guān)鍵詞：UG 塑料模具 數(shù)控加工 工藝

引言

UG是一種應(yīng)用軟件，是在CAM、CAE、CAD軟件上發(fā)展起來(lái)的一種綜合軟件。應(yīng)用UG軟件可以進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和數(shù)字化造型加工，并進(jìn)行驗(yàn)證。由于UG軟件是一種綜合性的交互軟件，可以構(gòu)建多種復(fù)雜的造型和實(shí)體，因此得到了塑料加工行業(yè)的青睞，尤其是在模具行業(yè)的三維設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。將UG應(yīng)用到塑料模具數(shù)控加工中，可以提高模具的加工質(zhì)量和精密度。

1 UG軟件應(yīng)用與其在塑料模具數(shù)控加工應(yīng)用中的必要性

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，我國(guó)工業(yè)得到了迅速發(fā)展，塑料制造業(yè)也面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。塑料制造的發(fā)展過(guò)程中，除了對(duì)塑料制品本身的質(zhì)量提出了更高要求外，還要求其滿足人們的審美觀點(diǎn)。很多塑料制品已經(jīng)不僅作為容器，還成為了一種藝術(shù)品，要滿足人們的審美要求［1］?，F(xiàn)代社會(huì)高度重視創(chuàng)新，主張產(chǎn)品的造型創(chuàng)新和性能創(chuàng)新。因此，在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要?jiǎng)?chuàng)新開(kāi)發(fā)技術(shù)，從而控制產(chǎn)品制作的成本，以期在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，增加產(chǎn)品的利潤(rùn)和效益。所以，塑料模具在加工過(guò)程中必須具有獨(dú)特的個(gè)性和特點(diǎn)，要提供多樣化的設(shè)計(jì)方案，要在以往的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)上融入新的思考。

UG軟件是一個(gè)交互性CAD/CAM系統(tǒng)，可以提供產(chǎn)品工程的解決方案，為用戶的塑料產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)和加工提供對(duì)應(yīng)的數(shù)字化造型，并對(duì)造型的可靠性和可行性進(jìn)行驗(yàn)證。UG本身就有非常強(qiáng)大的功能，應(yīng)用UG軟件就可以對(duì)各種復(fù)雜的造型和實(shí)體進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)建，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)塑料模具多樣化、個(gè)性化和功能化的特點(diǎn)要求。UG軟件應(yīng)用到塑料模具加工中，尤其是在行業(yè)模具的三維設(shè)計(jì)中，具有很多優(yōu)勢(shì)。將UG應(yīng)用到塑料模具加工中，可以對(duì)產(chǎn)品的制作過(guò)程進(jìn)行及時(shí)變更和革新，并運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行管理，使所有的工作人員都可以參與到產(chǎn)品更變和革新中，從而創(chuàng)造出更高的利潤(rùn)［2］。UG的運(yùn)用還可以結(jié)合一定的準(zhǔn)則確認(rèn)每一個(gè)設(shè)計(jì)決策，從而避免由于決策人員的一時(shí)判斷失誤而做出錯(cuò)誤決策，以得到更加合理的解決方法?？傊?，運(yùn)用UG進(jìn)行塑料模具加工，可以不斷優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行控制，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 基于UG的塑料模具數(shù)控加工工藝流程

2.1 創(chuàng)建三維模型

運(yùn)用UG進(jìn)行塑料模具數(shù)控加工設(shè)計(jì)，首先必須要構(gòu)建一個(gè)三維模型。在構(gòu)建三維模型的時(shí)候，需要技術(shù)人員根據(jù)已有的模具圖紙，充分使用UG軟件中的CAD版塊構(gòu)建一個(gè)模具的實(shí)體模型。此外，也可以通過(guò)其他方式，導(dǎo)入其他格式的圖紙文件創(chuàng)建模具的三維模型。雖然這兩種方法最終都可以構(gòu)建模具的三維模型，但是UG軟件中的CAD版塊是在UG軟件本身的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)建的，不需要其他文件的參與，而導(dǎo)入其他格式的圖紙文件卻需要外在文件的參與。然而，無(wú)論采用哪種方式，在構(gòu)建三維模型的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照已有模具的圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保證模型中所有數(shù)據(jù)的精度。只有模型數(shù)據(jù)的精度得以保證，模具后面的數(shù)控加工中才能保證質(zhì)量。在創(chuàng)建三維模型的時(shí)候，當(dāng)生成一個(gè)毛坯后，還需要對(duì)鑲塊的地面進(jìn)行拉拔，以保持整個(gè)模具的高度比鑲邊的最高高度高約2mm，且要留出一定的加工余量，保證零件最高面的加工質(zhì)量達(dá)到一定的要求和水平。

2.2 確定工藝流程

在完成三維模型的構(gòu)建后，需要確定加工的工藝流程。只有確定正確的工藝流程，才能進(jìn)行數(shù)控加工工序。在確定工藝流程的時(shí)候，操作人員首先應(yīng)該打開(kāi)UG軟件，點(diǎn)擊操作頁(yè)面上“應(yīng)用模組”中的“加入模組”，進(jìn)入對(duì)話框，制定相應(yīng)的工作流程。（1）根據(jù)之前創(chuàng)建的三維模型選擇加工模式，主要的加工模式包括型腔加工、平面加工和三軸連續(xù)曲面加工；（2）選擇加工模式后，制定加工的坐標(biāo)系，且選擇合理的切削方式和工藝參數(shù)；（3）確定加工步驟，由UG軟件自主生成CLSF刀具源文件；（4）根據(jù)模具加工制作機(jī)床的類(lèi)型，明確處理文件，自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的NG加工程序；（5）將生成的NG加工程序傳輸?shù)綌?shù)據(jù)機(jī)床中，并選擇合適的夾具和安裝工具，確定數(shù)控機(jī)床的加工坐標(biāo)后就可以開(kāi)始加工。

2.3 設(shè)置加工工序

2.3.1 毛坯加工

在毛坯加工過(guò)程中，首先要選擇毛坯材料。毛坯材料的選擇應(yīng)該根據(jù)具體的塑料模具數(shù)控類(lèi)型確定。對(duì)于加工量較大的毛坯，采用分層進(jìn)給銑削的方式可以有效減少機(jī)床的負(fù)荷，且也可有效延長(zhǎng)刀具的使用壽命。在毛坯加工過(guò)程中，選擇三維模型鑲邊拉拔產(chǎn)生的實(shí)體。采用型腔加工的模式，并根據(jù)實(shí)體零件外形加工的切削模式來(lái)確定零件需要加工形成的大致造型和外形。在選擇加工刀具的時(shí)候，不能盲目選擇，要同時(shí)綜合多方面的影響因素，選擇硬質(zhì)合金涂層銑刀，一般進(jìn)給速度控制在615mm/min，轉(zhuǎn)讀控制在7886轉(zhuǎn)/min；在進(jìn)行分層銑削的時(shí)候，保持每一層的切深為0.5mm。

2.3.2 型芯表面加工

加工模具的曲面時(shí)，由于采用型腔加工的模式對(duì)毛坯加工，因此在分層加工的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很多階梯狀的刀痕。因此，在完成初步加工后，還需要采用三軸連續(xù)曲面加工的加工模式對(duì)曲面進(jìn)行精加工，以使工件的整個(gè)表面更近光滑，表現(xiàn)出更好的質(zhì)感。在采用三軸連續(xù)曲面加工模式的時(shí)候，加工區(qū)域?yàn)樾托颈砻?，同樣選擇硬質(zhì)合金涂層銑刀作為加工工具，進(jìn)給速度控制在615mm/min，轉(zhuǎn)讀控制在7886轉(zhuǎn)/min。在確定加工方式的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)加工的工藝流程來(lái)確定，并確定加工的工藝參數(shù)。需要確定的加工工藝的參數(shù)包括刀具的選擇、加工余量的確定、加工精度的要求、主軸轉(zhuǎn)速的確定進(jìn)給速率的確定和切削步距的確定等。

3 結(jié)語(yǔ)

將UG應(yīng)用于塑料模具數(shù)控加工，可以對(duì)復(fù)雜的三維型面以及曲面等進(jìn)行加工，從而快速準(zhǔn)確地確定加工的工藝參數(shù)和程序，大大提高加工質(zhì)量和加工效率，減少人為出錯(cuò)的概率，同時(shí)有效控制模具加工成本，滿足人們對(duì)塑料模具的個(gè)性化需求和多樣化需求，以期為企業(yè)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

［1］劉武常.機(jī)械加工危險(xiǎn)性控制研究［J］.中小企業(yè)管理與科技，2015，（4）：35-36.

［2］何磊.基于UG的數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用［J］.科技傳播，2013，（12）：183-188.

Study of Plastic Mold NC Machining Process Based on UG

GENG Ji
（The first secondary school in Kunshan， Kunshan Province，Kunshan 215300）

Abstract:In view of the higher requirements of plastic products， the traditional plastic mold processing can not guarantee the precision and quality of the plastic products. To solve this problem， this paper proposed plastic mold NC machining process based on UG software， and the design and analysis of mould，automatic generation of machining program.

Key words:UG， plastic mold， numerical control machin ing，technology