基于UG的不規(guī)則模具工件編程加工方案研究

陳薇薇

摘? ?要：UG是專業(yè)的三維數(shù)控編程軟件，能夠為形狀不規(guī)則且復雜的模具工件加工提供非常大的便利。通常情況下，不規(guī)則模具工件加工需要經(jīng)歷粗加工、二次粗加工、半精加工、精加工、加工清角與流道等工序，在每個環(huán)節(jié)設置相應的機床切削參數(shù)、選取好切削類型與方式、設置好切削余量等，在UG編程軟件中顯示出刀具運行軌跡，并能夠在計算機中運行編程程序，查看是否有干涉、過切等情況。

關鍵詞：UG? 不規(guī)則? 模具? 編程

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0042-02

UG是專業(yè)的計算機數(shù)控編程軟件，在模具數(shù)控領域具有非常重要的作用，可以為不同類型的模具加工快速、準確地生成刀具運行軌跡，可以滿足數(shù)控銑削、數(shù)控車削以及線切割等場所的編程需求。在使用UG進行外形結構相似的零部件編程時，編程人員可以規(guī)劃一個和主模板密切相關的編程模板，當待加工零部件外形尺寸發(fā)生變動時，只需要更新圖形參數(shù)就可以重新生成刀具軌跡，為編程人員提供了非常大的便利，節(jié)省了編程的時間。數(shù)控銑削加工是實現(xiàn)不規(guī)則模具工件加工的重要方法，要想確保加工完成的模具尺寸滿足設計要求，一方面要提高銑削設備的加工精度，另一方面合理的編程邏輯與參數(shù)設定也非常重要，這其中就包含了切削速度、刀具選擇以及刀具軌跡設置等。為了更好地研究UG在模具工件加工中的應用，本文以比較常見的不規(guī)則模具型腔加工為例，分析UG編程軟件的具體使用。

1? 工件加工工藝概述

型腔是模具加工過程中最為關鍵的一個環(huán)節(jié)，特別是一些不規(guī)則的模具工件，型腔內(nèi)部造型比較復雜，給銑削加工帶來了非常大的困難，有些非常復雜的型腔加工僅僅人工費用就大于材料自身的價值。如圖1所示為不規(guī)則工件加工尺寸示意圖，在使用UG編程軟件進行加工程序設定時，首先需要了解工件的加工工藝，合理的加工工藝是保證工件加工速度與精度的重要保障。對于一些不規(guī)則的模具型腔，在制定加工工藝時必須要緊密結合待加工工件的形狀、加工尺寸、精度要求以及硬度等因素，確保加工刀具選擇的合理性，同時秉承先面后孔、先基準再其它、先主后次以及少換刀的加工原則，在確保加工精度的同時，盡可能地提升加工效率[1]。根據(jù)上述分析，確定該不規(guī)則零部件型腔的加工工藝為：使用直徑30mm刀具進行粗加工、使用直徑10mm刀具再次進行粗加工、使用直徑16mm刀具進行半精加工、使用直徑10mm刀具對枕位進行半精加工，并留加工余量0.15mm、使用直徑10mm刀具對頂部曲面進行半精加工，并留加工余量0.08mm、用直徑8mm刀具進行枕位、頂部曲面進行精加工、用直徑6mm刀具進行清角操作以及加工流道。

2? 基于UG的不規(guī)則模具工件編程加工方案

2.1 粗加工

粗加工環(huán)節(jié)的主要功能是提升零部件的切削效率，在數(shù)控機床自身性能以及刀具強度運行的情形下，應當盡可能地使用較大直徑的銑削刀具、較大的進給量以及進給速度[2]。根據(jù)待加工零部件的外形尺寸，選取直徑為30mm的牛鼻刀，設定銑削方式為“型腔銑”，銑削模式設定為“跟隨周邊”，切削的進給深度為3mm，主軸轉(zhuǎn)速分別設置為2500～3500轉(zhuǎn)/min。第一次粗加工的目的是在單位時間內(nèi)切削更多的部位，通常情況下盡可能的選取直徑大些的刀具，對于大刀具無法加工到的地方，在第二次粗加工時選用直徑較小的刀具進行銑削。為了防止切削過程出現(xiàn)空行程的情況，將加工中的工件設為“使用3D”，UG編程軟件將會在第一次粗加工基礎上規(guī)劃第二次粗加工，從而避免了對已加工部位進行重復加工[3]。

2.2 半精加工

一般情況下，模具工件的材質(zhì)硬度較高且加工的型腔不規(guī)則，在進行完粗加工環(huán)節(jié)后，直接進行精加工不利于提高工件加工速度以及加工精度，為此，需要在精加工前進行半精加工。所有端面的半精加工編程方法選擇“面銑”，使用直徑為16mm的牛鼻刀進行初次半精加工，加工余量統(tǒng)一為0.15mm，在UG編程軟件中生成半精加工刀具運行軌跡圖[4]。在進行模具工件切削加工中，枕位區(qū)域切削編程方法設置為“深度輪廓加工”，切削刀具為直徑10mm的球頭刀，進給深度設置為0.20mm，切削余量選取為0.15mm，具體切削方式選用混合銑、深度優(yōu)先，主軸轉(zhuǎn)速設置為5000轉(zhuǎn)/min。

2.3 精加工

在完成半精加工后，緊接著為精加工環(huán)節(jié)，精加工的根本目的是保證模具工件的加工品質(zhì)以及尺寸精度。在精加工模具平面時，設置機床主軸轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/min，進給量為800mm/min，刀具選取直徑為10mm的立銑刀，數(shù)控編程方法設定為“面銑”，加工余量選擇“0”。在進行枕位部位的精加工時，，設置機床主軸轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/min，進給量為800mm/min，刀具選取直徑為8mm的立銑刀，數(shù)控編程方法設定為“深度輪廓加工”，加工余量選擇“0”，在設定完精加工各項工藝參數(shù)后，在UG編程軟件中顯示出刀具加工軌跡圖。

2.4 數(shù)控仿真模擬

UG編程軟件具有仿真模擬功能，通過UG軟件可以在計算機上真實反映出刀具的切削情況以及刀具路線規(guī)劃，編程人員可以根據(jù)編程模擬查看是否出現(xiàn)干涉情況，此外在模擬切削完成后，UG軟件也會提供相應的切削報告，從而極大地節(jié)省數(shù)控切削試驗時間，縮減加工費用，提高模具加工速度與品質(zhì)[5]。將各項參數(shù)設定完成后，開展模具工件的仿真模擬測試，最終的切削過程未出現(xiàn)干涉、未切以及過切的情況，切削尺寸也能夠滿足加工要求。

3? 結語

UG編程軟件在不規(guī)則模具工件加工中具有非常重要的作用，能夠有效地降低編程人員的工作量，提高數(shù)控編程的速度以及準確性，為更加復雜的不規(guī)則模具加工提供了可能性，通過UG仿真模擬可以及時發(fā)現(xiàn)編程中的問題，節(jié)省加工切削成本。

參考文獻

[1] 王戰(zhàn)中，馬嘉恒，馬琳博，等.基于UG的復雜型腔銑削加工與仿真[J].制造業(yè)自動化，2019，41（9）：15-18，45.

[2] 張立昌，楊根.基于UG_CAM模塊非標零件的模具設計與數(shù)控加工[J].艦船電子工程，2019，39（8）：190-193.

[3] 陳太麗，楊開懷，鄒澤昌.基于UG和MasterCAM的湯匙模具分型與數(shù)控編程[J].裝備制造技術，2016（12）：236-238.

[4] 柳鵬.基于UG復雜曲面模具型腔數(shù)控編程與加工工藝優(yōu)化[J].河北農(nóng)機，2016（10）：60-61.

[5] 錢楊林，錢春華.UG編程和CNC數(shù)控機床巧妙結合在模具流道加工中的應用[J].中國科技信息，2013（15）：110，113.