侯云霞

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 253000）

探究模具加工過(guò)程中的UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

侯云霞

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 253000）

面對(duì)模具加工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在生產(chǎn)周期縮短的情況下，利用UG數(shù)控技術(shù)，能夠大大提高模具加工的生產(chǎn)效率，推動(dòng)模具加工業(yè)的快速發(fā)展。

模具加工；UG；數(shù)控技術(shù)

0 引言

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，模具加工業(yè)在高速發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)模具加工方面的要求越來(lái)越高，模具在結(jié)構(gòu)、型腔形狀等各方面構(gòu)造更加復(fù)雜，加工工藝的技術(shù)精確度也更加嚴(yán)格。面對(duì)模具加工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在生產(chǎn)周期縮短的情況下，利用UG數(shù)控技術(shù)，能夠大大提高模具加工的生產(chǎn)效率，推動(dòng)模具加工業(yè)的快速發(fā)展。

1 UG軟件簡(jiǎn)介及功能介紹

作為一種計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)軟件，UG數(shù)控技術(shù)最初是由美國(guó)Un Graphic Solutions公司研發(fā)而來(lái)的，并獲得了飛速的發(fā)展，在多個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。該數(shù)控技術(shù)集合了CAM、CAE及CAD等多種軟件的功能，在模具加工領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其在流程處理過(guò)程中，主要借助CAD/CAM軟件的數(shù)控加工程序發(fā)揮作用。數(shù)控加工模擬流程圖詳見圖1。

圖1　數(shù)控加工模擬流程

UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件加工的展開式分析，通過(guò)建模、繪制展開幾何圖形的手段，對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)模具制作相應(yīng)的圖紙。在軟件強(qiáng)大的后期處理功能作用下，UG數(shù)控軟件能夠?qū)?shù)控加工過(guò)程中的指令代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況做出合理的調(diào)整，并選取最佳的刀具路徑，完成數(shù)控機(jī)床指令輸入操作后，即可進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)加工生產(chǎn)。

UG軟件中的一項(xiàng)關(guān)鍵功能模塊就是MoldWizard，其主要功能就是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加簡(jiǎn)便［1］。該模塊自身具備模具設(shè)計(jì)向?qū)?，以更加快速、?zhǔn)確、直觀的方式，將模具澆筑設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)、零件分型和裝載等各項(xiàng)模具設(shè)計(jì)工作展現(xiàn)出來(lái)，為設(shè)計(jì)人員提供了技術(shù)支持。此外，MoldWizard還可以為設(shè)計(jì)人員設(shè)置了模架庫(kù)，簡(jiǎn)化了模具的模架選取工作。

2 UG數(shù)控技術(shù)在模具加工中的具體應(yīng)用

UG數(shù)控技術(shù)在模具加工、機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)著極高的地位，其本身?yè)碛械墓δ苁瓜嚓P(guān)設(shè)計(jì)工作更加簡(jiǎn)便、快捷，可以制作出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，值得工作人員進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)。近年來(lái)，UG數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)普遍被人們所了解，其性能也更加完善，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是公認(rèn)的首選技術(shù)。UG能夠同時(shí)供應(yīng)多種不同的加工操作，因?yàn)槟＞卟考男螤疃几饔胁煌?，因此它們?duì)加工的要求也就各異了［2］。粗加工、半精加工和精加工是模具加工的三個(gè)主要環(huán)節(jié)，不同加工環(huán)節(jié)的處理方式存在很大的差異。就目前的應(yīng)用狀況來(lái)看，模具加工領(lǐng)域中UG數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)為：

2.1粗加工階段

模具加工過(guò)程中首先要進(jìn)行的工作就是粗加工，也是所有模具必須進(jìn)行的一項(xiàng)加工環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的主要任務(wù)即為獲得加工部分，并最大限度的將冗余材料清除掉，所應(yīng)用的刀具普遍具有直徑大的特征。與此同時(shí)，還要適當(dāng)?shù)脑黾蛹庸に俾?，其最?yōu)速率一般為其最大值［3］。但是此處需要注意的是，在設(shè)定刀具的操作時(shí)，例如其切削速率、范圍以及最優(yōu)轉(zhuǎn)速等，應(yīng)盡可能的考慮到多方面的條件，包括刀具自身的相關(guān)特征、加工材料屬性以及機(jī)床的承受能力等。在此條件下，可以確保模具加工的質(zhì)量，提高模具加工的工作效率。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于粗加工階段而言，如果其刀具型號(hào)偏大，同時(shí)其切削范圍與程度也偏大，那么刀具自身的旋轉(zhuǎn)速度將會(huì)有所降低。除此之外，還要嚴(yán)格的控制切削速度，適當(dāng)?shù)慕档驮撍俣?。在現(xiàn)階段的制造行業(yè)中，人們大都選用UG中的腔銑是作為粗加工階段所普遍使用的技術(shù)。粗加工環(huán)節(jié)中應(yīng)用率最高的切削途徑即為跟隨周邊和跟隨部件，在模具加工時(shí)，如果需要對(duì)部件局部進(jìn)行相應(yīng)的粗加工，也可以選取面銑、平面銑的方式。

2.2半精加工階段

進(jìn)行精加工環(huán)節(jié)的前提就是半精加工，半精加工階段與下一階段的進(jìn)度、以及模具的最終質(zhì)量之間有著十分緊密的關(guān)系。半精加工階段的最主要目的就是在下一階段的加工工作沒(méi)有正式開始之前，保證模具中待精加工部分的剩余材料的平整性與均勻［4］。在此需要注意的是，在粗加工階段中如果模具表面的剩余部分已經(jīng)達(dá)到了均勻的條件，那么就可以直接進(jìn)入到精加工階段。應(yīng)用刀具較大的平面銑、型腔銑完成粗加工后，機(jī)械加工工件的平、曲面很容易出現(xiàn)余量不均的問(wèn)題。根據(jù)本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與資料研究得出結(jié)論，可能出現(xiàn)不均勻余量問(wèn)題的主要包括：①大刀具不能顧及到的斜面或部件死角；②大刀具無(wú)法到達(dá)的凹槽；③小圓角加工的位置處于超過(guò)大球刀處理界限；④切削層之間的臺(tái)階。針對(duì)以上問(wèn)題，可以采取以下幾項(xiàng)有效措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，提高模具加工的效率：

（1）在對(duì)窄槽位于凹處情況下的問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，可以應(yīng)用設(shè)置“型腔銑”的方式處理殘留毛坯。

（2）工件角落的加工操作應(yīng)由型腔銑參考道具完成。

（3）在對(duì)非陡面角度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要借助“區(qū)域銑削驅(qū)動(dòng)方式”來(lái)解決。

（4）固定軸曲面輪廓銑創(chuàng)建可先采用徑向切削驅(qū)動(dòng)、清根加工，之后遺漏切削由小型刀具完成［5］。

2.3精加工階段

精加工環(huán)節(jié)在半精加工環(huán)節(jié)之后進(jìn)行，目的是對(duì)之前加工處理進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)化操作，使工件表面更加標(biāo)準(zhǔn)。模具加工人員在對(duì)工件進(jìn)行精加工時(shí)，通常都會(huì)選取曲面輪廓銑這一工具，并根據(jù)實(shí)際加工狀況對(duì)主軸轉(zhuǎn)速和切削速度進(jìn)行合理的調(diào)整，把這兩項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的相對(duì)較大。對(duì)于工件為平面性的加工處理，則要適當(dāng)?shù)臏p小切削步距，將切削速度空載較小的范圍內(nèi)，利用輪廓銑方式進(jìn)行精加工處理，而主軸轉(zhuǎn)速參數(shù)的設(shè)置要相對(duì)較高。

3 總結(jié)

由于模具加工的特殊性，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求較高，逆向性是工件設(shè)計(jì)制造過(guò)程最顯著的特征。模具加工生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，一定要提高對(duì)模具加工精度的控制，充分的利用UG數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合模具加工的實(shí)際需求和特點(diǎn)，對(duì)該軟件的性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，加大研發(fā)和探究力度，為模具加工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動(dòng)力，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的良性發(fā)展。

［1］王勝凱.基于UG的注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［D］.華北電力大學(xué). 2013.

［2］王延濤.基于UG的數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用分析［J］.成功（教育），2013，24.

［3］于克強(qiáng)，孫麗娜.基于UG數(shù)控加工技術(shù)在模具加工中的應(yīng)用［J］.裝備制造，2009，11.

［4］李冬生，劉全坤.沖裁結(jié)構(gòu)ca，D模具設(shè)計(jì)模型及相關(guān)技術(shù)閉［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，10.

［5］康文利，路世強(qiáng)，周學(xué)輝.基于UG的數(shù)控加工技術(shù)在模具精加工中的應(yīng)用［J］.工藝與裝備，2008，4.

TG659

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.049

1002-6673（2015）02-129-02

2015-01-16

侯云霞（1972-），女，山東濟(jì)南人，本科，副教授。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。