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。

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　 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。

3　結(jié)語

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。