基于UG復(fù)雜曲面模具型腔數(shù)控編程與加工工藝優(yōu)化

威海職業(yè)學(xué)院　　柳鵬

基于UG復(fù)雜曲面模具型腔數(shù)控編程與加工工藝優(yōu)化

威海職業(yè)學(xué)院柳鵬

以游戲機(jī)手柄模具型腔加工編程為例，針對(duì)復(fù)雜曲面模具型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用UG軟件的CAM編程模塊，通過(guò)選用合理的加工類(lèi)型、優(yōu)化加工參數(shù)對(duì)模具型腔進(jìn)行數(shù)控編程以及加工工藝參數(shù)優(yōu)化。最終提高了模具型腔的表面加工質(zhì)量和加工效率。

手柄模具型腔；數(shù)控編程

隨著模具工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具產(chǎn)品成型的表面質(zhì)量要求也越來(lái)越高。目前，UG軟件已經(jīng)普遍應(yīng)用于模具零件的數(shù)控加工編程中。對(duì)于復(fù)雜曲面的模具型腔數(shù)控編程，利用UG軟件的CAM模塊，通過(guò)對(duì)加工類(lèi)型的合理選用以及刀具軌跡和加工參數(shù)優(yōu)化設(shè)置，能夠提高模具型腔的表面加工質(zhì)量。

本文通過(guò)對(duì)塑料游戲手柄模具型腔進(jìn)行數(shù)控加工編程。綜合應(yīng)用多種加工方法，提高了該零件曲面的加工質(zhì)量。

1　游戲手柄外殼模具型腔加工工藝分析

游戲手柄外殼模具型腔毛坯尺寸設(shè)計(jì)為：200×160×74 mm。六面精加工磨平。

CAM加工工藝如表1所示。

表1　 CAM加工工藝表

2　 UG軟件游戲手柄外殼模具型腔數(shù)控編程

2.1模具型腔粗加工

模具型腔的粗加工策略選擇“型腔銑”操作，該操作可以對(duì)毛坯的大量材料進(jìn)行快速去除，縮短加工時(shí)間。生成的型腔銑粗加工刀路如圖2所示。

圖2　型腔銑粗加工刀路

2.2模具型腔二次開(kāi)粗

在型腔銑粗加工中由于刀具直徑的限制，在模具型腔的部分狹窄區(qū)域會(huì)出現(xiàn)加工不到的情況。UG軟件可通過(guò)參考粗加工刀具，將剩余材料作為二次開(kāi)粗的切削區(qū)域進(jìn)行加工。二次開(kāi)粗刀路如圖3所示。

圖3　二次開(kāi)粗刀路

在二次開(kāi)粗中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生殘料過(guò)多而使刀具斷裂的情況，通過(guò)切削模式選擇跟隨部件，改變切削參數(shù)中的空間范圍的參數(shù)設(shè)置，另外把連接中的開(kāi)放刀路選項(xiàng)改為“變換切削方向”，可以有效避免碰撞，并且減少過(guò)多的抬刀。

2.3模具型腔半精加工

為保證加工精度，需要對(duì)開(kāi)粗完成后的模具型腔的陡峭區(qū)域進(jìn)行半精加工，為后續(xù)精加工做準(zhǔn)備。半精加工策略選擇“等高輪廓銑”，生成的刀路如圖4所示。

圖4　等高輪廓銑半精加工刀路

2.4模具型腔精加工

對(duì)于模具型腔的精加工分三個(gè)部分：精加工平面、精加工陡峭面、精加工曲面。平面的精加工采用“平面銑”操作，陡峭面的精加工采用“等高輪廓銑”操作，曲面的精加工采用“固定軸輪廓銑”操作。

針對(duì)精加工過(guò)程中陡峭面與曲面產(chǎn)生的接刀痕現(xiàn)象，可以通過(guò)更改角度參數(shù)進(jìn)行約束，在深度輪廓銑削中陡峭角度賦予一個(gè)數(shù)值，大于這個(gè)值才進(jìn)行銑削；在固定輪廓銑削中，賦予一個(gè)非陡峭的角度，這個(gè)角度要與深度輪廓銑削中的角度重合，或大于深度輪廓銑削的角度，這樣可以避免接刀痕的產(chǎn)生，提高加工質(zhì)量。

2.5刀具路徑3D動(dòng)態(tài)仿真以及程序后置處理

通過(guò)UG的刀路3D動(dòng)態(tài)仿真功能可以對(duì)前期編程刀軌進(jìn)行切削仿真檢查，從而驗(yàn)證刀路軌跡的可行性。

通過(guò)UG編程生成的刀路要想用于加工，需要通過(guò)UG的后處理程序?qū)⒕幊痰堵忿D(zhuǎn)換為NC代碼。UG的后置處理根據(jù)用戶要求，能夠生成滿足不同數(shù)控機(jī)床以及不同操作系統(tǒng)的NC加工代碼，如通過(guò)UG后處理程序生成的Fanuc系統(tǒng)的加工代碼。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)UG軟件對(duì)游戲手柄外殼型腔零件進(jìn)行CAM編程加工，大大提高了加工效率，通過(guò)對(duì)編程過(guò)程中的加工工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高了零件的加工質(zhì)量。