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基于UG/NX/CAM的复杂型腔的实体造型及铣削加工 |
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作者：范希营 郭永环 |
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摘要：使用UG软件中的零件模块对顶盖进行了三维实体零件的创建，利用模具模块和NC加工模块对凸模、凹模进行了三维实体零件的创建、成型过程仿真和数控编程。利用UG系统的后处理功能，自动生成顶盖凸、凹模所需要的数控加工的NC代码。提高了复杂型腔的设计、制造及开发速度。
1 前言
模具是塑件生产的重要工艺装备之一。在现代塑件生产中，合理的塑料模具结构设计，高效的塑料模具没计方法、先进的塑料模具制造技术是必不可少的因素。因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求，促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展。利用UG的三维实体造型和虚拟加工模块，对顶盖模具凸凹模进行了实体造型及铣削加工。
2 三维实体零件的创建和零件分析
顶盖零件图，如图1所示。
图1 顶盖零件图
在建模模块的草绘界面中，通过绘制截面、拉伸、拔模角、偏置、边倒圆、合并、抽壳、求差、镜像等操作完成顶盖三维实体造型，如图2所示。
由图2可知，顶盖外表面为圆弧面，已抽壳，底部有台阶和几个方孔。该顶盖结构简洁，美观大方，内部没有过于复杂的实体特征。在创建模具分型面时可以使用手动搜索分型线进行创建。由于此零件尺寸较小，模具创建时为一模两腔。在模具分型面创建完成后，还应进行模具分型面的合并。
图2 顶盖的三维实体造型
在UG4.0中，打开已经造型完的产品，进入注塑模模块，设置参数后初始化。设置模具坐标系，点击工件，设置默认尺寸，模具型腔布局为一模二腔。点击分型按钮、编辑分型线、析出区域。创建凸模(型芯)，如图3所示。
图3 凸模实体模型
创建凹模(型腔)，如图4所示。
图4 凹模实体模型
3 运用UG软件进行模具型腔铣削加工
3.1 凹模、凸模的加工
进入加工模块并初始化。设置加工坐标系，指定安全平面，选择加工对象(零件)，创建加工过程中所有刀具，如图5所示。创建加工中d8r0.4刀具，设置刀具参数，如图6所示。用同样的方法创建d3r0.5，rl两把刀具。
单击图5中确定按钮，返回几何体视图。设置切削参数后，点击生成按钮，得凹模粗加工刀轨，如图7所示。选择d3r0.5刀具，重复上一步骤，生成凹模半精加工刀轨，如图8所示。同理，选择rl刀具，生成凹模精加工刀轨，如图9所示。同理可生成凸模精、半精、精加工刀轨。凸模精加工刀轨，如图10所示。
3.2 生成加工NC代码
利用UG系统的后处理功能生成顶盖凸、凹模所需要的NC代码。如图11所示，点击后处理命令中的浏览，指定NC输出路径，输出后处理程序。利用UG虚拟加工产生的后处理程序格式并不固定，必须根据不同的机床所要求的格式来编写后处理程序。目前用得较多的是法那克、西门子、三菱等几种数控系统。本文采用了法那克数控系统编程方法对后处理程序进行了部分修改，机床采用的是XH714，必须根据凸、凹模实体模型和使用刀具参数设置XH714的凸、凹模工件坐标原点后才能试切。当粗加工或半精加工完成后须重新计算工件坐标原点，并在加工中心中重新设置，否则将会发生刀具和工件的干涉。如图12所示，为凸模铣槽后处理部分程序。
4 结论
使用UG软件中的零件模块对塑件进行实体造型，使产品在生产出来之前，就能预先对产品进行外观造型分析。将UG生成的凸凹模导入UG加工模块，进行相关刀具的选择，根据加工工艺要求确定加工方法，可以进行模具型腔的数控加工仿真，生成凸凹模NC加工程序。
利用UG加上编程使得复杂零件的加工变得简单、方便，最主要是更为准确。它的优点是效率高，程序正确性好，能代替人工完成复杂的坐标计算和编写程序单的工作，它可以解决许多手工编程无法完成的复杂零件编程，较适合于复杂型腔的加工程序编制。
利用UG软件进行复杂型腔的实体造型及铣削加工，提高了复杂型腔的设计、制造及开发速度。
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(2/21/2012) |
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