基于UG的数控加工技术在模具加工中的应用

摘 要 模具是工业生产的基础工艺装备，UG在模具加工中提供了多种数控加工操作。合理采用恰当的数控加工技术，可以提高模具加工的精度和质量，并缩短模具的设计制造周期。

关键词 UG；数控加工技术；模具加工

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）93-0184-02

0 引言

作为我国工业的重要组成部分，模具工业对于我国工业的现代化进程有着重要的促进作用。对于形状复杂的模具，采用数控加工技术可以在保证模具加工质量的前提下，缩短加工时间，提高加工精度。随着现代设计方法和技术的不断创新，UG已经被我国从事工业设计人员广泛使用。UG是一款融合了实体造型、曲面造型和线框模技术的大型CAD/CAE/CAM软件。利用UG可以进行模具的设计、分析，并自动编制加工程序。UG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。对于一些形状复杂的模具，采用直接加工，或手工编程加工，都很难保证加工的精度。而利用UG中的模具加工模块，可以实现数控加工程序的自动编制，既保证了加工的质量，又提高了模具加工的效率。

1利用UG建立模具三维模型

在利用UG进行模具的数控加工之前，必须要先建立模具的三维模型。这可以根据模具的图纸，利用UG的CAD模块，建立模具的实体模型。UG具有强大的自由曲面建模功能，可以实现复杂形状零件模型的设计和建模。模具的三维模型也可以通过导入其他格式的图纸文件来建立。不管以何种方式，模具的模型必须要忠于原设计，因为零件模型的精确与否直接关系到后续加工工艺的选择和加工质量的优劣。

尽管所要加工的模具形状、大小和材料等都不尽相同，但利用基于UG的数控加工技术对其进行加工时，都遵循的一定的规律和步骤。在模具不同的加工阶段所采用的加工操作也会随着相应的加工要求而变化。在实际的模具加工中，应该合理制定加工工艺，选择合适的加工操作，以保证模具整体的加工质量。

2利用UG对模具进行数控加工

根据模具的三维模型，利用UG的CAM模块，可以选择并最终确定理想的加工工艺路线。用户利用UG模具加工模块中的交互式编程功能，通过创建程序节点、几何节点、道具节点和加工方法节点，可以实现精确的刀具加工轨迹图形化。 在此基础上，用户通过观察图形化的刀具运动轨迹进行进一步的编辑和调整，并对最终的刀位源文件后置处理，UG即可自动生成数控加工程序。

1）建立合理的加工定位基准。在对模具进行数控加工之前，必须要选择合理的定位基准，建立加工坐标系（MCS）。为了保证模具的位置精度和尺寸精度，数控加工的定位基准原则上应该和模具的设计基准以及加工的工艺基准一致。理想的模具定位基准必须要尽量减少误差累计对于模具加工精度的影响。其具体的选择方法因模具的不同而各异。这就要求用户在对模具进行计算机辅助制造之前，必须对于模具的形状和尺寸加工误差有足够的了解，并据此合理选择工件的定位基准，以保证模具的加工质量；

2）选择合适的刀具和进给速度。在模具的粗加工、半精加工阶段和精加工阶段，对于加工刀具的要求有着很大的区别。在模具的粗加工阶段，我们追求的是尽可能高的材料去除率和加工速度。因此，这个加工阶段应该在考虑工件本身尺寸大小的情况下，选择直径尽量大的刀具。此外，用户需要综合考虑道具本身的力学性能、机床所能承受的负载和损耗以及模具材料的切削性能等，确定合理的刀具转速、进给速度和切削深度等。模具的半精加工阶段承接粗加工阶段，同时为精加工阶段保留均匀的加工余量。其刀具的选择和进给速度相应作出合理的变化。在模具的精加工阶段，保证足够的加工精度是用户最终追求的目标，也是选择加工刀具和进给量的重要依据；

3）加工方法的选用。在确定了模具加工的定位基准和刀具后，用户就必须要选择适于当前加工工序的加工方法了。加工方法的选择对于提高模具加工效率，保证加工质量有着决定性影响，是整个模具加工工艺中最重要的一环。UG为模具的数控加工提高了多种加工方法，适用于不同加工阶段的工艺要求。在模具的粗加工阶段，采用型腔铣，并选用跟随周边或跟随工件的切削方式，能满足大多数的模具加工要求。对于模具局部进行粗加工时，采用面铣或这平面铣的加工方法，也是可以满足加工精度和速度的要求。在模具的半精加工阶段，考虑到需要给精加工留下均匀的加工余量，通常会选择型腔铣和曲面轮廓铣的加工方法清理过大的残留余量和粗加工时无法切削到的部位。而到了模具的精加工阶段，根据模具待加工表面的不同选用合适的加工方法，以保证得到理想的加工精度。对于复杂曲面往往采用曲面轮廓铣的方式进行精加工，而平面铣和面铣则适用于普通平面型模具的精加工。

（4）刀具轨迹后置处理。

完成上述步骤后，可以在UG中生成刀具轨迹，并在计算机中进行仿真加工，以检验模具加工过程中工件、夹具以及加工刀具直接是否会发生干涉，并进行模具过切检查。针对可能出现的错误进行参数修正和改进，最终获得正确的刀具轨迹。然后，用户只需通过UG的后置处理功能，选择与本厂相匹配的数控机床和文件格式，就可以自动生成模具的加工程序。将此程序导入至相应的数控加工机床，即可实现模具的加工操作。

3结论

利用UG可以轻松实现复杂模具的计算机辅助制造。在现代工业追求质量和效率并重的背景下，充分利用基于UG的数控加工技术，可以提高模具加工的质量和精度，缩短模具的制造周期，为我国现代工业的发展提供了一个新的发展方向。

参考文献

[1]顾京.UG 软件在导风轮制造中的应用.数控技术，2005，12：127-129.

[2]王卫兵.UGNX数控编程实用教程[M].北京：清华大学出版社，2004.