UG之WORKPIECE功能在模具型腔编程中的使用技巧

2015-11-23四川机电高级技工学校崇州611230

金属加工(冷加工) 2015年9期

关键词：粗加工型腔毛坯

■四川机电高级技工学校（崇州 611230）

韦林

1. 模具型腔结构

如图1所示为本单位为某塑胶管件企业加工的模具型腔图样，产品型号为D70塑胶管直接头，材料为Cr12MoV，模具坯料由客户提供，要求按图样加工出合格的模具型腔。

图 1

2. 利用WORKPIECE设置实心坯料实体和工件实体

在初次为该客户加工时，该客户提供的材料为整块实心料。采用UG软件进行造型和编程，在WORKPIECE中设置“工件几何体”和“毛坯几何体”，工件几何体选择该模具的型腔三维实体图形，毛坯几何体利用软件提供的“包容块”自动生成毛坯，该毛坯为实心料，与客户提供的坯料一致（见图2）。

粗加工采用直径为20mm、圆角半径为5mm的圆角刀进行型腔粗加工，在U G中加工方式为“型腔铣”，采用分层往下走刀的形式，生成的刀具轨迹如图3所示。由于坯料为实心料，故粗加工的时间较长，约为45min。

3. 利用WORKPIECE设置空心坯料实体和工件实体

图 2

图 3

在加工完第一套型腔后，经与客户交流，发现采用实心坯料直接进行加工存在以下问题：①粗加工时间较长，刀片损耗大，导致加工成本较高。②粗加工去除的材料成为切屑后，回收价值很低，实际上可以在该坯料进行粗加工前进行线切割加工，得到一个圆柱体料，其直径一般比该型腔中所有圆中的最小直径小1～1.5mm，作为后续加工的余量，该圆柱体料可以作为其他模具的芯头。再将坯料用线切割分成两块（见图4），这样可达到该材料的最优化利用，在后续的数控加工时也可以减少切削时间，并降低刀具的损耗，从而降低成本。工件实体与优化后的毛坯实体如图5、图6所示。

基于以上两点，决定对该产品的加工进行优化，客户在来料前先进行线切割加工，得到如图4所示的空心坯料。

图4 第二次加工的空心坯料

在利用UG进行编程时，如果按照实心料作为坯料编程，加工时又为空心料，势必会造成许多空刀轨，虽减少了刀具的损耗，但粗加工的切削时间并未缩短。

为了解决这一问题，必须对加工参数进行重新设置。

解决问题的关键是对U G加工设置中WORKPIECE项目进行设置，在设置前按照线切割后的坯料尺寸进行造型（见图4），在WORKPIECE的设置中，只需将“指定毛坯”项由原来的“包容块”改为选择造型好的实际坯料，WORKPIECE中的工件实体与毛坯实体的关系可以理解为软件在进行刀路运算时，所要去除的材料为毛坯实体与工件实体之差。

设置好后，原来的粗加工程序“型腔铣”所有的参数设置无需改变，只需重新生成程序即可，如图7b所示，U G生成的刀轨会自动判别毛坯，从而避免了前述的“空刀”，得到优化后的刀路。

经过实际加工验证，粗加工的时间缩短了50%左右，而且该模具的材料得到了最优化的利用，机床和刀具的加工成本也随之降低，客户非常满意。如图8所示为加工完成的型腔。

图8 加工完成的型腔

4. 结语

UG是一款非常优秀的CAD/CAM软件，在进行数控加工编程时，对WORKPIECE进行合理设置，可解决如本例中遇到的毛坯改变的问题。在进行编程时，可根据毛坯的具体形状进行造型后在毛坯实体中设置，且U G在参数设置中的“父级”、“子级”关系优势明显，如本例中，重新设置了坯料，无需重新进行加工设置，只需重新单击“生成刀轨”，即可生成毛坯改变后的刀路轨迹。