科技创新与应用Ｉ ２０１５年第１４期 工业技术 基于ＵＧ的塑料模具数控加工工艺分析 梁永江 （广西柳州职业技术学院，广西柳州５４５００６） 摘要：文章结合ＵＧ软件的相关概念，对其在模具数控加工中的优势进行了简单介绍，并结合塑料模具加工的实际例子，对基 于ＵＧ的模具数控ｈａ￣．Ｙ－．艺进行了分析和阐述。 关键词：ＵＧ；模具：数控加工 前言 在工业化进程不断加快的当今社会，塑料制品凭借自身优良的 性能，得到了极其广泛的应用。在现代塑料制品设计中，存在有大量 的曲面造型，如果采用传统的机械加手工制模，则模具的质量和精 ２．２工艺流程确定 在ＵＧ软件中，确定相应的工艺流程，是后续数控加工顺利开 展的基础和前提。操作人员应该打开软件，在操作界面点击“应用模 组”中的“加工模组”命令，进入相应的对话框，对工艺流程进行制 度难以保证。在这种情况下，模具数控加工工艺就得到了飞速发展 和普及，而作为一款综合性的ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ软件，ＵＧ可以进行模 具的设计、分析，同时自动生成加工程序，因此受到了相关技术人员 的重视。 ｌ ＵＧ软件概述 ＵＧ全称Ｕｎｉｇｒａｐｈｉｅｓ ＮＸ，是由Ｓｉｅｍｅｎｓ ＰＬＭ Ｓｏｆｔｗａｒｅ公司出 品的一个产品工程解决方案，能够为用户的产品设计和加工提供相 应的数字化造型及验证手段。ＵＧ是一个交互式ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，其 自身极其强大的功能使得ＵＧ可以轻松实现各种复杂实体及造型 的建构，经过长期的发展，已经成为模具行业三维设计的一个主流 应用。 在工业化进程不断加快的前提下，当前制造业面临着新的挑 战，即通过产品开发的技术创新，在持续缩减成本投入的基础上，逐 步增加产品利润和收入。而为了真正意义上支持个性，必须具备更 加多样化的设计方案，在开发过程中，由以往经验中得到的知识，更 早地做出关键性决策。ＵＧ的应用，能够通过过程变更，驱动产品革 新，其独有的知识管理，使得工程专业人员能够推动产品的快速革 新，以创造出更大的利润，同时可以结合已知准则，对每一个设计决 策进行确认，保证决策的可靠性。应用ＵＧ，用户可以得到更加合理 的解决方案，对设计过程进行改善，对成本进行控制，从而进一步缩 短产品进入市场的时间，为用户赢得更多的利润。 ２基于ＵＧ的塑料模具数控加工工艺 这里从塑料模具的数控加工出发，以吹风机外壳模具的型芯镶 块加工为例，对基于ＵＧ的模具数控加工工艺进行分析和讨论。 ２．１三维模型创建 在模具数控加工前，必须先建立相应的三维模型。相关技术人 员可以结合现有的模具图纸，利用ＵＧ中的ＣＡＤ模块，构建模具的 实体模型，或者通过导人其他格式的图纸文件，对模具的三围模型 进行创建。需要注意的是，无论采用何种创建方式，三维模型都必须 忠于原设计，切实保证模型数据的精度，以确保后续数控加工质量。 在该加工实例中，模具型芯镶块零件的三围模型如图１所示。 图１ 在生成毛坯时，可以对镶块的地面进行拉拔，将高度控制在高 于镶块最高面２ｍｍ，以留出．一定的加工余量，确保零件最高面的加 工质量。 一１０６— 定：（１）由之前创建的零件三围模型，对加工模式进行选择。在ＵＧ 软件中，零件的加工模式主要包括平面加工、型腔加工以及三轴连 续曲面加工三种模式；（２）明确加工坐标系，同时对刀具的工艺参数 和切削方式进行选择；（３）明确加工步骤，由软件自主生成ＣＬＳＦ刀 具源文件；（４）依据机床类型，对后处理文件进行明确，生成相应的 ＮＧ加工程序；（５）将生成的ＮＧ加工程序传输到数控机床；（６）选择 夹具，安装工件，并对数控机床的加工坐标系进行确定，开始加工。 ２＿３加工工序设置 （１）毛坯加工。在该工件中，采用的毛坯材料为４０Ｃｒ，由于加工 量相对较大，为了减少机床负荷，采用分层进给铣削的方式，也可以 在一定程度上延长刀具的使用寿命。在加工过程中，采用型腔加工 模式，选择由三维模型镶块底面拉拔所产生的实体，结合“依零件外 形加工”的切削模式，初步加工出零件的大致外形。在对加工刀具进 行选择时，充分考虑各方面的影响因素，选择硬质合金涂层铣刀（ ６ｍｍ），将转速控制在７８８６转／ｍｉｎ，进给速度控制在６１５ｍｍ／ｍｉｎ，分 层铣削时，每一层的切深为０．５ｍｍ，刀具进给７０％。 （２）型芯表面加工。在对曲面进行加工的过程中，由于选择了型 腔加工模式，在分层加工时，会留下阶梯状的刀痕，因此，在初加工 后，一般还需要采用三轴连续曲面加工模式对曲面进行精加工，以 提升工件的表面质量。在这种加工模式中，将型芯表面选择为加工 区域，以硬质合金涂层铣刀（６ｍｍ）为加工刀具，将转速控制在７８８６ 转／ｍｉｎ，进给速度控制在６１５ｍｍ／ｍｉｎ，刀具进给５％。 （３）进风口加工。吹风机的进风口尺寸相对较小，属于狭长型平 面，因此选择平面加工模式，平行式往复走刀切削模式，在这种切削 模式下，ＵＧ软件创建的刀具路径为相互平行且连续不提刀，不仅能 够有效节约加工时间，还可以减少成本消耗。需要注意的是，为了保 证零件的外观质量，应该避免使用相同直径的刀具对模具的圆倒角 和拐角进行直接加工，以免因刀具的震跳而影响加工精度和表面外 观质量。在平面加工模式中，选择进风口表面为加工区域，硬质合金 铣刀（１．２ｍｍ）为加工刀具，将转速控制在１７８８６转／ｍｉｎ，进给速度控 制在５７５ｍｍ／ｍｉｎ，每层切深０．２ｍｍ，刀具进给百分比为１０％。 （４）按键孔加工。选择平面加工模式，以按键区域的三维曲面为 加工区域，选择“依零件外形加工”切削模式，硬质合金铣刀（ １．５ｍｍ）为加工刀具，将转速控制在１４８８６转／ｍｉｎ，进给速度控制在 ２５５ｍｍ／ｍｉｎ，刀具进给百分比为１０％。 ３结束语 总而言之，基于ＵＧ的模具数控加工在复杂三维型面的加工 中，有着很高的加工效率和加工质量，能够为企业带来非常可观的 经济效益，应该得到相应的重视和推广。 参考文献 ｆ１１何磊．基于ＵＧ的数控加工技术在模具加工中的应用ｆＪ］．科技传 播，２０１３（１２）：１８３—１６８． 『２１刘宏，罗丽丽．基于ＵＧ的波形弹簧冲压模具数控加工『Ｊ１．制造业 自动化，２０１３（１３）：４－６． 『３１钱爱萍．基于ＵＧ６．０的水壶盖塑料模具数控加工研究 新技术新 工艺，２０１５（２）：６－９． 、 ｆ４】刘军，王荣霞．基于ＵＧ的数控加工技术在塑料模制造中的应用 ［Ｊ］．模具制造，２００４（４）：５９—６０．