UG在桶盖凸模制造中的应用实例--曾经年少.doc

中国仿真科技论坛电子期刊 NO.9UG在桶盖凸模制造中的应用实例曾经年少 长沙 410082(College of Mechanical and Automotive Engineering, Hunan University, changsha 410082)摘要：在UG加工桶盖凸模的实例中，共用了五道工序。第一步作型芯的初加工（10平底刀）；二桶盖曲面初加工（6球刀）；三桶盖曲面精加工（6球刀）；四作型芯侧壁的精加工（10平底刀）；五支撑扳的侧壁的精加工（10平底刀）；最后作曲面清角加工（2球刀）。关键词:桶盖的制造 凸模 初加工 精加工 辅助面Abstract: The manufacturing of barrel convex mold includes the following six steps withthe manufacturing application of Ug software: the first , rough machining , the second , finish machining for the curved surface of the barrel, the third, finish machining for the sidewall of the mold core ，the fourth ,finish machining for the sidewall of the circular truncated cone ，the fifth ,finish machining for the sidewall of the center sustain pan. the last ,follow-cut-ref-tool for the curved surface Key words : the manufacturing of barrel convex mold rough machining finish machining subsidiary place前言：UG制造是目前各大公司使用得最多的一种制造方法。UG软件是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化集成软件，其加工模块提供了强大的计算机辅助制造功能。对用UG-Modeling或者其他CAD软件建立的实体模型，可在UG加工应用中生成精确的刀具路径。在交互操作过程中，用户可以在图形方式下编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，并进行加工模拟。生成的刀具路径，可以通过后置处理产生用于指定数控机床的程序。学习UG制造不仅仅锻炼了自己的UG软件的操作，还牵涉到机械制造，材料等学科的知识的运用。培养专业能力和专业知识的运用为以后从事专业方面的工作打下坚实的基础。桶盖凸模的制造工艺流程1取出桶盖模型如图3-1所示2 将坐标移至模型顶部中心位置。因为是加工凸模，故需将坐标移至模型顶部中心，具体方法为在原点创建一个点，将该点投影至桶盖顶面，再将坐标移动到投影点即可，依次单击 在点构造器中输入X0 Y0 Z0后单击OK确定即可在原点生成一点。依次单击 弹出如图3-2对话框，先选择要投影的点，再单击选择要投影的面，再选择投影方向为面的法向，单击OK确定即可在顶部中心生成一点。依次单击 再选择投影点，即将坐标移至顶部中心位置，如图3-3所示3创建型芯和圆台（1）单击选择底圆确定后，再依次单击 ，在弹出的对话框中输入拉伸起始距离为0和16，单击OK确定后如图3-4所示。 （2）创建一圆以0，0，-16为圆心，半径为28 mm，如图3-5中P1所示。（3）用与（1）相同的方法将P1向Z-方向拉伸8 mm，结果如图3-6所示。 4创建分型面。凸模的外形与桶盖内表面相同，由于模型是桶盖外表面，故加工凸模时，要在该表面上多铣下一个塑件厚度的材料，（设塑件厚度为1 mm）模具制造中常用的方法是设置加工余量为-1 mm，再将分型面往上偏置1 mm。（1） 依次单击 弹出图3-7所示对话框，设置参数如图，即可在桶盖模型底面创建一个7590的矩形。如图3-8中P3所示。（2）依次单击 选择P3作为平面边界，单击OK确定，即可生成一平面。（3）依次单击 选择要偏移的面后，单击确定弹出图3-9对话框。输入偏移距离1确定，结果如图3-10中P4，用相同方法取偏移距离为-24可生成面P5。5创建毛坯（1）在X-Y面上画一7590的矩形。（2）用与前面相同的方法将该矩形向Z-方向拉伸50 mm。6 制定加工工艺，根据实际情况，共分为六道工序。工序加工步骤加工方法刀具 1整体挖除材料挖槽加工10平底立铣刀 2初加工桶盖面曲面加工6球刀3精加工桶盖面曲面加工6球刀4精加工型芯侧壁二维立铣10平底立铣刀5精加工圆台侧壁二维立铣10平底立铣刀6凸模面清角精加工清角加工4球刀 图3-127创建刀具 由于所用刀具较多，故先逐一创建并命名，以便在加工过程中选取。单击创建刀具，弹出图3-13对话框，在栏中输入刀具名称D10R0，单击OK确定。弹出图3-14对话框，设置刀具直径为10 mm，刀具半径为0 mm即为平底刀，其它参数默认，单击OK完成设置。用相同的方法创建其它两把刀具，分别命名为D6R3（6球刀）D4R2（4球刀）。8创建辅助平面第一步用10平底立铣刀挖槽，为使凸模表面不致破坏。可在凸模顶部用一平面挡住刀具。依次点击 ，弹出一对话框，先选择要修剪的面P6再选择P7作为修剪边界。单击OK确定，结果如图3-17。重复这一命令，选择要修剪的面P7，再选择P6作为边界。单击OK确定，结果如图3-18。 9设置加工几何单击在弹出的对话框中选择再确定。再单击并将坐标置0，即可将加工坐标系与绝对坐标系重合，命名为MCS-1。10 第一道工序：挖槽加工加工前的准备工作做好之后，开始第一道工序的加工。 （1）单击创建刀具路径，弹出图3-19，在类型下拉菜单中选择轮廓铣削方式，在切削几何一栏中选择MCS-1，在一栏中选择开始建好的刀具D10R0，再单击后确定弹出图3-20所示对话框。在对话框中选择并单击来选择工件，在图3-18中单击后单击OK确定。选择并单击来选择毛坯，（先在部件管理中将毛坯显示，单击找到毛坯部件，单击右键在中选择 即可）在图3-21中选择P8，再单击OK确定。 （2）步进设置为刀具直径的70%，每一刀切深为1 mm，单击 ，将每一层切深设置为1 mm，切削深度为30 mm。确定后回到图3-20. （3）单击设置切削参数。 将侧壁加工余量设置为-0.7，其它参数默认。确定后回到图3-20.（4）单击设置切削速度和进给量。单击设置速度，其中曲面速度为120每齿进给0.15 mm主轴速度为3500转/分钟。如图3-22所示；单击设置进给速度，进刀时进给速度为500 mm/分钟，切削时速度为800 mm/分钟，其它速度可不设置由系统默认。具体如 图第3-23示。确定后回到图3-20. （5）单击生成刀具路径。生成刀具路径如图3-24所示；单击模拟加工，加工结果如图3-25所示。11第二道工序：凸模面的初加工。（1）单击创建刀具路径，弹出图3-26，在类型下拉菜单中选择轮廓铣削方式，在切削几何一栏中选择MCS-1，在一栏中选择D6R3作为刀具，再单击后确定弹出图3-27所示对话框。 （2）在驱动方式下拉菜单中选择即区域切削方式，弹出3-28对话框，设定各参数如图3-28。单击OK确定。（3）单击选择图3-29中所有物体作为部件，再单击选择桶盖即图示P9作为切削区域。（4）单击设置切削参数，弹出图3-30对话框，设置加工余量为-0.7 mm，其它参数均按默认即可。 （5）单击设置切削速度和进给量。各参数设置如图 （6）单击生成刀具路径。生成刀具路径如图3-33所示。12第三道工序：凸模面的精加工。凸模面的精加工的加工方法和所用刀具均与初加工相同，按照与初加工相同的步骤进行。具体操作为：将操作导航工具切换到程序顺序视图，将鼠标定位在FIXED-CONTOUR节点上，单击鼠标右键，在弹出式菜单中选择Copy选项，再将鼠标定位在FIXED-CONTOUR节点上，单击鼠标右键，在弹出式菜单中选择Paste选项，即生成FIXED-CONTOUR-COPY程序。鼠标双击FIXED-CONTOUR-COPY，弹出图3-27所示对话框单击设置切削参数，将加工余量设为-1即可。如图3-43。生成刀具路径后模拟加工结果如图3-35所示。 13第四道工序：型芯侧壁的精加工。（1）单击创建刀具路径，弹出图3-36，在类型下拉菜单中选择二维铣削方式，在切削几何一栏中选择MCS-1，在一栏中选择D10R0作为刀具，再单击后确定弹出图3-37所示对话框。（2）选择单击，选择P10即型芯侧壁为待加工表面。再选择单击，选择面P11作为加工底平面。如图3-38所示。（3）单击设置切削参数，弹出图3-39对话框。切削顺序设为深度优先；加工余量设为-1单击OK确定。（4）单击设置切削速度和进给量。单击设置速度，其中曲面速度为78每齿进给0.16 mm主轴速度为2500转/分钟。如图3-40所示；单击设置进给速度，进刀时进给速度为200 mm/分钟，切削时速度为800 mm/分钟，其它速度可不设置由系统默认。具体如图3-41示。 （5）所有参数设置完成后，单击生成刀具路径。如图3-42所示：14第五道工序：支撑板侧壁的精加工圆台支撑板的精加工的刀具和加工方法以及其参数设置均与型芯侧壁的精加工相同。只需将型芯侧壁的精加工的加工程序复制改变加工区域即可。具体操作为：将操作导航工具切换到程序顺序视图，将鼠标定位在FINISH_WALLS节点上，单击鼠标右键，在弹出式菜单中选择Copy选项，再将鼠标定位在FINISH_WALLS节点上，单击鼠标右键，在弹出式菜单中选择Paste选项，即生成FINISH_WALLS-COPY程序。鼠标双击FINISH_WALLS-COPY，弹出图3-37所示对话框。选择单击，选择P12即圆台侧壁为待加工表面。再选择单击，选择面P13作为加工底平面。如图3-43所示。单击生成刀具路径。如图3-44所示：15.第六道工序：凸模面清角精加工（1）单击创建刀具路径，弹出图3-45，在类型下拉菜单中选择二维铣削方式，在一栏中选择D10R0作为刀具，在切削几何一栏中选择MCS-1，再单击后确定弹出图3-46所示对话框。（2）切削方式和步距设置如图3-46。（3）单击选择图3-29中所有物体作为部件，再单击选择桶盖即图示P9作为切削区域。（4）单击设置切削参数，加工余量设为-1，其它参数默认，单击OK确定。切削速度和进给量与第四道工序同。（5）单击生成刀具路径。生成刀具路径如图3-47所示；16整体模拟加工演示。单击弹出加工程序管理目录，用Ctrl+左键依次选取六个工序。如图3-48所示。再单击右键，选择在其级联菜单中单击即可。单击动态演示，再单击 开始播放。 图3-49为全部刀具路径，图3-50为模拟加工结果。制造总结：通过对Mastercam 制造的学习和自己对UG的学习，使我对UG的建模特别是制造有了更深刻的认识和理解。相对与Mastercam 制造 UG制造有很多优点。我认为至少有以下几点：（1）生成刀具路径快，更合理和简洁，空刀少。（2）对刀具.加工几何.甚至是刀具路径都可以自定义并命名。在其他工序中随意调用，通用性强，效率更高。（3）UG制造可选加工方式更多，分类更合理有效。在此次桶盖的凸模加工中，其中牵涉到的一些有关于注塑模制造的基本原理。归纳如下：（1）如果是选择零件进行模具制造，那么就以零件外表面尺寸来加工凹模，以零件内表面尺寸来加工凸模。（2）如果是选择曲面模型进行模具制造，则分为该曲面 模型是零件的内表面和外表面两种情况。（3）若曲面模型是零件的内表面，则用该模型直接加工凸模，凹模则通过设置负加工余量的方法来加工。负加工余量的大小为零件壁厚。同时将分型面向上移一个零件壁厚。（4）若曲面模型是零件的外表