威海職業(yè)學院 柳鵬
基于UG復雜曲面模具型腔數(shù)控編程與加工工藝優(yōu)化
威海職業(yè)學院柳鵬
以游戲機手柄模具型腔加工編程為例,針對復雜曲面模具型腔的結(jié)構(gòu)特點,利用UG軟件的CAM編程模塊,通過選用合理的加工類型、優(yōu)化加工參數(shù)對模具型腔進行數(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)的進一步發(fā)展,市場對模具產(chǎn)品成型的表面質(zhì)量要求也越來越高。目前,UG軟件已經(jīng)普遍應用于模具零件的數(shù)控加工編程中。對于復雜曲面的模具型腔數(shù)控編程,利用UG軟件的CAM模塊,通過對加工類型的合理選用以及刀具軌跡和加工參數(shù)優(yōu)化設置,能夠提高模具型腔的表面加工質(zhì)量。
本文通過對塑料游戲手柄模具型腔進行數(shù)控加工編程。綜合應用多種加工方法,提高了該零件曲面的加工質(zhì)量。
游戲手柄外殼模具型腔毛坯尺寸設計為: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
2.1模具型腔粗加工
模具型腔的粗加工策略選擇“型腔銑”操作,該操作可以對毛坯的大量材料進行快速去除,縮短加工時間。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)域會出現(xiàn)加工不到的情況。UG軟件可通過參考粗加工刀具,將剩余材料作為二次開粗的切削區(qū)域進行加工。二次開粗刀路如圖3所示。
圖3 二次開粗刀路
在二次開粗中,經(jīng)常會發(fā)生殘料過多而使刀具斷裂的情況,通過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)設置,另外把連接中的開放刀路選項改為“變換切削方向”,可以有效避免碰撞,并且減少過多的抬刀。
2.3模具型腔半精加工
為保證加工精度,需要對開粗完成后的模具型腔的陡峭區(qū)域進行半精加工,為后續(xù)精加工做準備。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
對于模具型腔的精加工分三個部分: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。
針對精加工過程中陡峭面與曲面產(chǎn)生的接刀痕現(xiàn)象,可以通過更改角度參數(shù)進行約束,在深度輪廓銑削中陡峭角度賦予一個數(shù)值,大于這個值才進行銑削;在固定輪廓銑削中,賦予一個非陡峭的角度,這個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動態(tài)仿真以及程序后置處理
通過UG的刀路3D動態(tài)仿真功能可以對前期編程刀軌進行切削仿真檢查,從而驗證刀路軌跡的可行性。
通過UG編程生成的刀路要想用于加工,需要通過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)控機床以及不同操作系統(tǒng)的NC加工代碼,如通過UG后處理程序生成的Fanuc系統(tǒng)的加工代碼。
通過UG軟件對游戲手柄外殼型腔零件進行CAM編程加工,大大提高了加工效率,通過對編程過程中的加工工藝參數(shù)進行優(yōu)化,提高了零件的加工質(zhì)量。