淺談UG數(shù)控加工模塊對塑料模具型腔加工的應(yīng)用

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，人們對產(chǎn)品的外觀設(shè)計有了更高的要求，隨之而來對工業(yè)生產(chǎn)過程中模具的設(shè)計提出了更高的要求，復(fù)雜模具設(shè)計完成后，其型腔與型芯的加工也出現(xiàn)很多難題，需要在保證模具加工質(zhì)量的前提下，盡量縮短加工周期，提高模具的加工精度。CAD/CAM軟件在我國已有了突飛猛進的發(fā)展，越來越多的軟件都能滿足模具設(shè)計與制造的要求，其中UG集成了對模具的設(shè)計、分析，并自動編制加工程序、仿真加工演示，能大大縮短模具的設(shè)計與加工時間。UG的加工模塊包括平面銑、型腔銑、等高輪廓銑、固定輪廓銑、清角加工等多種加工模式，實現(xiàn)了模具加工高質(zhì)量、高效率，適應(yīng)現(xiàn)代模具的生產(chǎn)制造。

關(guān)鍵詞：UG數(shù)控加工；塑料模具；型腔加工；型腔銑；固定輪廓銑

1 利用UG8.5對設(shè)計完成的型腔模具進行分析

模具設(shè)計完成后，都可能會存在側(cè)滑塊機構(gòu)、斜楔機構(gòu)、鑲件等結(jié)構(gòu)，在數(shù)控銑床加工過程中，需要將不必加工的部分進行修整，以保證UG在數(shù)控加工刀路中不會出現(xiàn)多余的刀具路線，這時我們可以使用UG中的同步建模功能，包括刪除面、替換面、拉處面、移動面、偏置區(qū)域等命令，對模型進行必要的修改，方便數(shù)控加工，圖1為模具設(shè)計人員完成的型腔部分。其中鑲件部分采用同步建模方式進行修整，便于數(shù)控加工，圖2為同步建模修整后的模型。

2 利用UG加工模塊對型腔零件進行數(shù)控加工

一般情況下，塑料模具的尺寸精度和表面質(zhì)量要求會很高，才能達到注塑后產(chǎn)品的尺寸要求以及外觀質(zhì)量要求，在加工的過程中往往要對毛坯進行粗加工，半精加工和精加工。

2.1 型腔銑對型腔進行粗加工

型腔銑主要用于去除垂直于固定刀軸平面的大量毛坯余量，通常用于移除模具型腔與型芯、凹模、鍛造件和鍛造件上的大量材料。圖3采用型腔銑生成的加工刀路。

2.2 剩余銑對型腔進行半精加工

剩余銑主要用于移除上一步所加工的遺留的未加工材料。圖4為剩余銑生成的加工刀路，主要為后面的精加工做準(zhǔn)備，在剩余銑的設(shè)定當(dāng)中，需要設(shè)置參考刀具，以便于針對于特定的加工區(qū)域進行加工。

2.3 等高輪廓銑對型腔側(cè)壁進行精加工

等高加工輪廓用于加工零件的側(cè)壁，用于半精加工或精加工，圖5為型腔兩滑塊側(cè)壁的精加工。

2.4 底面和壁對型腔底面進行精加工

模具底平面為與型芯配合的表面，需要進行精加工，以便在合模過程中能緊密接觸，對較大底面加工時應(yīng)采用直徑較大的立銑刀，以便提高加工效率，圖6為采用φ16立銑刀精加工較大平面；圖7為采用φ6立銑刀精加工型腔內(nèi)部小平面。

2.5 固定輪廓銑對型腔曲面進行精加工

固定輪廓銑用于精加工曲面形狀，常用的驅(qū)動方式有邊界、曲線/點、螺旋式、邊界、區(qū)域銑削、曲面、流線等。型腔曲面輪廓為成型塑件的外觀表面，在加工中需要精度較高。因此，在對其加工時采用半精加工和精加工，并且半精加工時選擇加工方向與X軸夾角為45度，精加工時加工方向與X軸夾角為135度，以降低在加工中機床精度對曲面表面質(zhì)量的影響。圖8為底面曲面輪廓的半精加工，圖9為底面曲面輪廓的精加工。

2.6 多刀路清根對型腔進行清角加工

在型腔加工過程最后需要清除在拐角處，島嶼與型腔之間，島嶼之間的少量多余毛坯，以確保加工后零件的表面質(zhì)量，UG中給出了三種清根方式，分別為：單刀路清根、多刀路清根和清根參考刀具。圖10這里采用多刀路清根，以保證清根徹底和保護刀具的作用。

3 利用UG加工模塊對型腔零件進行刀路模擬演示

UG加工模塊中刀軌確認中包括刀軌的3D動態(tài)演示和2D動態(tài)演示，我們可以通過刀軌的演示來確保加工過程中刀具軌跡的正確性。圖11為刀軌2D演示過程，圖12為刀軌的2D動態(tài)演示結(jié)果圖形。

4 利用后處理器生成數(shù)控機床NC文件

確定好加工方式與加工路線，UG后處理器可將刀具軌跡生成數(shù)控機床識別的G代碼文件，通過傳輸軟件，實現(xiàn)數(shù)控機床在線加工。

5 結(jié)束語

通過CAD/CAM軟件進行模具設(shè)計與制造已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，通過利用UG軟件可以對復(fù)雜模具進行加工設(shè)計與模擬演示，在模具行業(yè)中可快速的確定加工方法與加工路線，以提高生產(chǎn)效率，確保加工質(zhì)量和精度，縮短生產(chǎn)周期。

參考文獻

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作者簡介：孫增暉（1986，8-），男，長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)分院，助講，研究方向：數(shù)控專業(yè)課程開發(fā)。

劉宏偉（1976，6-），男，長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)分院，副教授，研究方向：數(shù)控專業(yè)建設(shè)。