UG软件条件下的塑料模具数控加工技术研究

2020-11-28朱继东宗产贵吴智芳宗程康傅军荣

科技与创新 2020年10期

朱继东，宗产贵，吴智芳，宗程康，傅军荣

朱继东1，宗产贵1，吴智芳1，宗程康1，傅军荣2

（1.浙江佳洁塑胶有限公司，浙江金华 322000；2.浙江义乌舒美佳科技股份有限公司，浙江义乌 322000）

模具在工业制作生产中占据重要地位，塑料制品在社会生产生活中的应用率比较高，为了确保塑料制品质量，必须采用高精良模具。塑料制品加工过程中，首先应当确保工艺精细度，将UG软件应用到塑料模具设计中，就可以确保模具设计效果，还可以提升产品质量，值得推广应用。

UG软件；塑料模具；数控加工技术；制造技术

在社会快速发展的过程中，相应提升了工业化发展速度，生产出大量塑料制品。随着生活水平的提升，对塑料制品提出较高要求。通过传统制造技术，无法维护产品质量和精细度，此时需要应用现代化信息技术，全面提升优化改造力度。UG软件是计算机辅助设计与制造系统，可以应用于复杂实体制造中，所以在模具设计制造行业得以广泛应用。在具体设计中，UG软件可以提供大量参考意见，同时可以自动生成加工程序，不仅可以使设备成本降低，还能够提升设计效率与效益。

1 UG软件分析

UG软件是一种辅助制造系统，隶属于计算机系统，能够优化产品设计，提供产品研发方案，同时可以对产品加工效率及质量进行验证。UG软件的功能比较多，可以建立复杂实体。网络用户规模持续扩大，相应扩大UG软件的应用范围，已经成为模具行业的发展主流。UG系统基于开发系统和数字技术设计加工产品，同时对产品制造过程进行管理。现阶段，UG应用主要为集成套件，可以优化产品设计，提升制造与加工便捷性。UG软件可以优化改进和创新产品，通过各项管理知识促进技术创新发展，同时可以增加企业的经济效益。UG还可以有效处理产品制造加工所存在的问题，对整个设计环节进行优化改进，在保证标准时间与成本的同时，可以缩短产品投放市场的周期。

UG软件的功能在于模具设计和产品设计，包含全面的设计模块和产品，设计与制图功能与性能优势显著，可以围绕产品提供多种设计方案，以此满足设计要求。UG软件可以提供科学的管路设计程序、线路设计程序、其他设计程序，可以实现自动分膜，涉及到产品装载、浇筑、冷却等流程，使设计人员全面地了解产品设计的各环节，以此提升设计进度。

2 塑料模具设计

一般来说，在设计塑料模具时需要应用到Mold Wizard软件，该软件是以UG为基础，可以提供标准模架库，设计方式比较灵活。

2.1 初始化设计

在进行塑料模具设计时，设计人员应当对产品实际需求进行分析，明确各类核心参数与存在问题。将零件模型导入到设计过程中，通过分析模型可以消除产品缺陷。分型线位于外侧，科学设置加载材料和路径，此时系统能够根据实际描述部件，开展自动分析处理，以此形成多节点级别。第一级主要为Top节点，将该节点划分为不同的子节点，且不同的子节点所产生的作用均不相同。例如cool节点，涉及到冷却系统标准件、模型。在Top节点的中心位置，可以对定义坐标系统进行定义，此时设计人员可以按照实际结构，确保整个定位的准确性，优化调整相关构件。同时按照设计人员的实际需求，对相关部件进行优化改进。冷却期过程中，会导致体积参数发生改变，因此必须考虑多方因素，设置实际参数，包括原件形状和材料类型，明确具体尺寸，充分考虑材料收缩量。比如对于模具坐标系基准轴来说，在设计时必须确保基准轴的延伸空间。

2.2 分模设计

在塑料模型设计过程中，分模设计主要表现在产品分型面建立过程。根据产品轮廓面，能够确保分型面的衔接效果，同时建立完整的曲面。在分割期间，必须立足于实际情况，以此确保模具型芯和型腔的合理性。在操作期间，主要涉及到以下步骤：合理选择分型管理器，找寻相对应的编辑器，通过分型线实现自动化搜索和编辑。按照产品模型建立分型线，之后明确坐标系，按照型腔开合期间的接触面形状，建立分型面。如果动膜、定膜接触面分型线位于同一平面时，可以将分型面设置在平面内；如果二者不处于同一平面，在创建期间必须遵循分型线方式，基于满载状态条件开展修剪、分割。此外，对工具区域功能进行合理编辑，明确边界后建立相关选项，以此建立型腔和型芯。需要注意的是，为了满足设计生产需求，需要应用手动创建法、循序创建法进行设计。

2.3 后期处理

在分模设计中，应当在软件标准件库内，联合模架、标准件合理进行校核。同时根据索引列表，科学编辑模板高度、厚度等重要部件数据；按照尺寸参数，准确计算支撑板厚度。

在进行后期处理时，所包含的工作内容为：①浇注系统设计。为了保证不同流道的布局平衡性，必须确保温度参数、流量参数、降压参数分布均匀。②全面分析浇注系统主流道尺寸大小，避免对模具降压与流动速度造成影响。在设计期间，确保主流道尺寸与注射机重叠，锥度控制为5°。③流道截面设计。在设计过程中，必须将能耗、技术和压力作为参数，同时在软件内设计引导线，在分型面内完成截面设计。通过比较可知，梯形可以提升工作效率，加工过程简便；圆形可以减少生产加工压力和能源消耗。

3 塑料模具加工

3.1 分析加工技术

通过UG软件对塑料产品的加工技艺、加工流程进行合理化分析，可以自动编辑零部件。例如在设计和加工塑料瓶盖时，需要应用到圆形深腔模型，同时通过半加工模式处理，全面提升表面光滑度与平整度。在加工过程中，先进行粗加工，后进行精细加工；准确定位基准面后，再进行定位钻孔。应用UC系统辅助制造设计之前，首先应当进行粗加工处理，同时按照零件尺寸预留余量。在半精细加工结束后，将余量确保在0.2%。在粗加工过程中，合理裁切材料，将切削深度控制在10 mm以上。为了全面确保加工处理效果，在选择刀具时，必须分析工具的进给量和切削深度，同时对刀具切削进度、性能进行分析。在精加工处理中，应当对工件加工精度进行分析，同时注重切削深度控制，将切削度控制在0.4 mm内。在这种条件下，首先应当确保加工效果，选择最大速度刀具进行切削处理，避免产生毛刺。为了维护模具加工效果，还应当注重UG软件编程。按照计算结果，合理设置加工坐标系，确保定位准确性，加工人员可按照机床坐标系原点进行设置。如果各类条件允许，可以使坐标原点和中心位置贴合。

在初始加工中，将毛坯转移到自由编辑图层中，输入毛坯尺寸和参数，存储到相关文件夹中。联合相关节点计算，能够获得相关数据，实现分层连接，同时可以获得刀具的运动轨迹。按照刀具运动轨迹、形状尺寸，设置主轴转速和刀具切削进给量。

3.2 试验过程

在模具加工中采用立式数控机床，在该机床上配置32位处理器计算机、数控系统，承载重量最大为500 kg，刀具质量为8 kg，切削速度最大为6 000 mm/min。在处理之前，操作人员启动紧急按钮，实现电源复位，将系统进入到操作界面。机床辊轴则根据预设运动轨迹运行，自动恢复至原点。

塑料零件加工流程如下：在模具型腔内，首先进行零件轮廓的粗加工处理，该处理工序需要应用到高速钢刀；在陡峭部位开展半精细加工，无需更换刀具；如果部位陡峭比较明显，开展深度精加工，并且应用高速钢刀具，在零件底面进行精加工处理；进风口加工，由于吹风机的进风口尺寸小，所以需要应用平面加工模式、往复走刀切削模式。在此种切削模式下，UG软件所建立的刀具路径属于相互平行状态，既可以缩短加工时间，还能够降低成本。值得一提的是，为了确保零件外观质量，避免应用同等直径的刀具，直接加工模具圆倒角和拐角，避免对加工精度和表面外观质量造成影响。在平面加工模式下，需要将进风口表面作为加工区域，刀具为硬质合金铣刀，转速为16 775 r/min，进给速度为 564 mm/min，每层切削深度为0.2 mm；按键孔加工，在平面加工模式下，加工区域主要为案件区域的三维曲面，采用零件外形加工切削模式，刀具为硬质合金铣刀，转速为 13 775 r/min，进给速度为244 mm/min，刀具进给百分比为10%。