基于UG的数控加工技术在模具加工中的应用研究

2017-12-30李怡刘亚丽武汉晴川学院

数码世界 2017年10期

李怡刘亚丽武汉晴川学院

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在当前的社会发展中，合适、创新的加工生产技术是能够快速有效的实现工程的主要手段。因此对于模具加工来说，基于三维造型的数控加工技术为模具加工提供了更多的加工渠道。本文将以三维造型设计中的UG三维造型作为主要研究对象，对基于UG的数控加工技术在模具加工中的应用研究进行分析探讨。

UG 数控加工技术模具加工应用研究

近年来，模具加工行业作为制造业系统中不可或缺的一个部分，对整个工业的发展起着重大的推进作用。因此，为了提高模具加工的生产效率，亟需采用先进的技术来提高加工的质量和速度。目前我国多数采取的主要加工技术为三维制造加工，其中UG数控加工为模具的加工提供了平面铣、曲面轮廓铣、型腔铣、等高轮廓铣和固定轴轮廓铣等多种操作方式。不仅提高了加工的质量，和加工的速度，更加降低了成本，提高了经济效益。因此，采用UG数控加工技术，可以得到更加准确尺寸参数、更加精准的定位以及更加高精度的加工表面，甚至对于形状较复杂的模具仍然能够快速优质的完成加工生产。

1 UG在模具加工中的作用

UG是一种人机交互性很好的三维设计工具，在模具加工之前，先要用UG确立模具的三维模型，以此模型对模具进行数控加工。由于UG有强大的曲面建模功能，可以对一些复杂的模具进行模型设计，因此利用UG，可以简化加工工序，使生产更加快捷有效。同时，在现今的一些模具加工过程中，用UG进行数控加工，可以避免加工的模具因形状、大小、材料等问题而无法加工的现象，不断在PC机上改变设计的模型，就可以提高加工的速度，完善加工的质量。

2 基于UG的数控加工技术在模具加工中的应用研究

2.1 模具加工定位阶段

对模具进行数控加工必须是一个严谨的过程，在加工的任何一个环节出错，都会造成加工的失败以及材料的浪费。但在模具加工的定位阶段，采用UG数控加工，可以确立标准的三维模型，建立出精准的加工坐标系，减少因误差大的原因而造成模具加工的精度不够等现象。因此，采用UG数控加工，可以有效地控制加工刀具的准确定位，降低加工的时间和成本，提高加工准确性和效率。

2.2 粗加工阶段

模具加工的第一阶段是粗加工阶段，该阶段在确立加工定位后进行。其工作主要是指去除模具的大多数废除材料，这就要求在粗加工阶段使用大直径的刀具进行加工，同时也需要设置好刀具的性能、机床的负载损耗、工件材料等，这样才能进行高效率的切割。在这一过程中，常用UG数控加工中的型腔铣，即“跟随工件”或“跟随周边”的命令程序系统进行粗加工，实现最佳的立面、平面铣削的精度。

2.3 半精加工阶段

半精加工阶段为模具精加工前的准备阶段，与精加工工作的进程和模具的质量密切联系。其工作的目的是确保在精加工工作开展前，模具各部件中需精加工的区域余量保持基本均匀。若粗加工阶段模具部件表面余量已保持均衡，则无需进行半精加工。

在粗加工阶段，经过大刀具的型腔铣或平面铣加工后，在工件的曲面或平面，如大刀具无法伸至陡面或侧壁角落处；大刀具不能伸入的凹处窄槽处；大球刀无法加工的小圆角处及各切削层间的台阶处等，均会存在一些不均匀余量的现象，因此需要利用UG进行半精加工，提高模具精度。

半精加工时对应处理方法：①用型腔铣设t参考刀具清理角落；②用型腔铣设t残留毛坯加工凹处窄槽；③创建曲面轮廓铣的清根操作或径向切削操作，用小刀具清理未切削材料；④使用曲面轮廓铣中的区域铣削方式，并设置非陡面的角度。在实际加工过程中，一个工件往往会有多种情况并存。面对这种情况时，可先通过型腔铣对工件残留物进行半精加工，然后使用型腔铣参考刀具进一步加工，再根据前两次加工后的情况，采用曲面轮廓铣或等高轮廓铣进行细节加工。

2.4 精加工阶段

在半精加工后，需要对模具进行更深层次的修改、加工，这也就是精加工。在这一阶段，利用UG先对部件曲面进行轮廓精加工，然后逐渐将切削速度降低、增大主轴转速；平面加工则是需要以平面铣和面铣的轮廓铣方式精加工，然后逐步实现切削速度、切削步距的降低。

2.5 刀具轨迹处理阶段

精加工结束后，UG的数控加工会产生刀具的加工轨迹，该轨迹需要在PC机中重新审核、仿真并修正，检测其是否能够继续正常工作，且不影响其他工具使用；确认无误后才能使用正确的刀具轨迹。同时，在完成对刀具轨迹的修正后，UG进行后期加工工序，即选择与刀具轨迹相匹配的数控机床，生成相适应的加工程序，以便加快加工速度，提高经济效益。