UG數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用

程 香

(泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300)

1 UG數(shù)控技術(shù)的三維建模

UG技術(shù)是目前較為流行的一種模具設(shè)計(jì)軟件，在模具加工過(guò)程中，能夠進(jìn)行人機(jī)交互。模具加工制作之前，通過(guò)UG確定模具三維空間模型，對(duì)比模型之后進(jìn)行制作。UG數(shù)控加工技術(shù)具備強(qiáng)大的自由曲面建模能力，可完成復(fù)雜的曲面設(shè)計(jì)。使用UG數(shù)控加工還可以簡(jiǎn)化模具的加工工序，避免加工過(guò)程中模具形狀、顏料的影響。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以在PC上進(jìn)行修改來(lái)提高模具的加工速度，從而保證模具的加工質(zhì)量。

2 UG數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的運(yùn)用

2.1 模具功能設(shè)計(jì)

基于UG/NX來(lái)實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與數(shù)控銑削編程。UG/NX提供了基于專(zhuān)家系統(tǒng)的注射模、鈑金零件模等不同模具的設(shè)計(jì)功能，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)融合了模具設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)、智慧，能夠加速模具的開(kāi)發(fā)速度，保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。其中，UG作為面向汽車(chē)鈑金件設(shè)計(jì)推出了模具，功能強(qiáng)大，主要在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、NC數(shù)控編程加工前使用。NX級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)導(dǎo)航能夠提供一個(gè)完整的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，可以保證設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。NX注射模設(shè)計(jì)，整合了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)流程，系統(tǒng)以3D傳遞產(chǎn)品資料，設(shè)計(jì)靈活富有彈性，模具的實(shí)際工作空間很大，具體功能如表1：

2.2 基于MoldWizard熱復(fù)合模設(shè)計(jì)

初始化模具設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，先調(diào)用零件且創(chuàng)建裝配體結(jié)構(gòu)，增加原始模型文件到定義好的裝配體當(dāng)中。

設(shè)定分模坐標(biāo)系統(tǒng)、收縮率。根據(jù)制造材質(zhì)來(lái)確定，如玻璃鋼是固性聚合物，成型和熱塑性材料之間有差別，因此不考慮收縮性。

加載型芯、型腔毛坯。技術(shù)人員可以使用模塊參數(shù)尺寸來(lái)修改毛坯參數(shù)或是使用標(biāo)準(zhǔn)的毛坯參數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)件資料當(dāng)中選擇適當(dāng)毛坯。

型芯與型腔分模。運(yùn)用MoldWizard的分模功能，創(chuàng)建分模功能。使用MoldWizard，可以很好地實(shí)現(xiàn)模具的分模、修剪功能。

模架和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)件的調(diào)用功能。MoldWizard提供電子表格驅(qū)動(dòng)功能，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要制定出標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)、調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)等。

關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)更改。運(yùn)用更改來(lái)檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)性，模具型芯與型腔在設(shè)計(jì)完畢之后加入到NC的加工環(huán)境當(dāng)中，使用UG/NX系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行加工編程設(shè)計(jì)，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)局部存在更改，模具的型芯與型腔、NC代碼也會(huì)相應(yīng)更改，能減少大量設(shè)計(jì)編程人員的工作量?；谏鲜霾襟E，設(shè)計(jì)了玻璃鋼熱復(fù)合模型芯、型腔的設(shè)計(jì)，如圖1：

(a=產(chǎn)品圖、b=型腔、c=型芯)(a=product picture,b=cavity,c=core)圖1 熱復(fù)合模型設(shè)計(jì)圖Fig.1 Design drawing of thermal compound modeling

3 UG/NX數(shù)控銑削加工編程

3.1 編程內(nèi)容

數(shù)控編程：系統(tǒng)具備不同模板功能，如加工對(duì)象模板、刀具軌跡模板等。在模板加工中注入數(shù)控編程員與設(shè)計(jì)師、技工等人的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣來(lái)建立規(guī)范的數(shù)據(jù)加工工藝，強(qiáng)化企業(yè)的生產(chǎn)管理，保證加工效率。使用模板前需要收集不同產(chǎn)品的加工方式，整理之后，模板可以根據(jù)產(chǎn)品的加工要求、幾何特征來(lái)進(jìn)行劃分，如模具形象、型腔內(nèi)零件的加工等。

刀具軌跡的設(shè)計(jì)與生成：系統(tǒng)提供鉆空循環(huán)、等高環(huán)切等，具有非常復(fù)雜的功能，也可以任意控制刀具軸。UG平面銑削，具備多次走刀盧綸銑削、仿形內(nèi)銑削等，能夠定義邊界、顯示尚未切削區(qū)域的邊界等。UG型芯、型腔銑削假設(shè)，能夠完成粗加工，綜合選擇出合理的刀具之后，考慮刀具性能及機(jī)床對(duì)刀具的要求、損耗率、工件生產(chǎn)材料等要素，確定刀具生產(chǎn)的參數(shù)值。根據(jù)具體生產(chǎn)情況，確定刀削速度、深度，進(jìn)給速度以及刀具的轉(zhuǎn)速值等。也可以進(jìn)行容差型型腔加工設(shè)計(jì)，如果構(gòu)成型腔曲面達(dá)到數(shù)百個(gè)且型面異常，可以自行更正?；蚴窃谟脩?hù)規(guī)定的范圍內(nèi)加工出型腔功能。此外，還具備UG自動(dòng)清根、UG變軸銑削、UG順序削等功能。

加工仿真：這是UG軟件中的第三方模塊，使用人機(jī)交互模擬、檢驗(yàn)、顯示來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)驗(yàn)證，可以節(jié)省切試樣件的時(shí)間，節(jié)省機(jī)床的調(diào)節(jié)時(shí)間，減少刀具的磨損情況。使用UG，可以檢驗(yàn)NC刀具路徑的生成是否正確。

3.2 編程流程

UG/NX 生產(chǎn)零件和數(shù)據(jù)加工流程，如圖2：

圖2 UG/NX數(shù)控編程加工流程Fig.2 Process flow of UG/NX numerical control programming

模具加工定位基準(zhǔn)。在模具加工之前需要基礎(chǔ)定位，保證加工模具準(zhǔn)確。在模具加工中，要注意刀具的選擇，模具加工的精細(xì)度由刀具來(lái)決定。還應(yīng)選擇合適的模具加工方式，如粗加工是第一階段，半精加工是第二階段，精加工是第三階段。模具加工完成之后，要對(duì)刀具軌跡進(jìn)行處理。UG軟件在仿真情況下加工，如果存在差異，需要及時(shí)改進(jìn)，從而形成正確的刀具運(yùn)行軌跡。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、模具的運(yùn)用效率提出了更高的要求。運(yùn)用UG技術(shù)可以節(jié)省大量的時(shí)間和精力，完成復(fù)雜的模具加工，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展。