基于UG的鼠标底座注塑模设计与数控编程

1、基于UG的鼠标底座注塑模设计与数控编程摘要：针对鼠标底座的结构特点，在UGNX6.0软件平台上，利用UG/Moldwizard模块，采用一模两件方案，设计与产品参数相关的三维实体注塑模具，利用UG/CAM模块，分析模具型芯的数控加工工艺，生成刀具加工轨迹并进行模拟仿真，最后生成数控程序，从而实现了模具设计与制造的一体化，缩短了模具制造周期。关键词：UG；Moldwizard；注塑模具；数控加工中图分类号：TG659The Injection Mold Design and NC Machining of the Mouse Bottom Based on UGAbstract: For the

2、 structure of the mouse Bottom,in the UG6.0 software platform.using UG/Moldwizard module,a four-mode and three-dimensional entitties injection mold related to product is designed.Using UG/CAM model,the NC machining process of the mold core is analysed,tool path is generated and simulated,and the the

3、 CNC program is generated. Integration of mold design and machining is realized and the mold manufacturing cycle is shortened.Key words：UG/Moldwizard；injection mold1.引言 6当今，CAD/CAM/CAE技术在产品设计，尤其是模具设计当中的应用愈加广泛。其中，UG作为集成化的CAD/CAM/CAE系统软件，为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，这些工具包括产品设计，工程分析、绘制工程图、模具设计数控编程加工等。UG软件提供了专用塑

4、料模设计模块Moldwizard模块，客户只需提供产品的3D模型，就能设计与产品参数相关的三维实体模具，大大提高了设计效率。对于注塑模具中比较复杂的型芯或型腔，利用UG软件提供的CAD/CAM模块。可完成平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣等数控编程，从而实现了模具设计与制造的一体化，使模具在设计的同时就可进行制造阶段相应的数控编程工作，缩短了模具制造周期。2UG/Moldwizard注塑模具设计模具被广泛应用于机电、电子、电器、消费品等行业，在现代化工业领域占有极重要的地位。而UG注塑模具开发过程可通过如下步骤实现：加载模型、设置材料、设置收缩率、工件定义、修补、面分割、分型、模型验证和分模。2

5、.1模型的加载 要进行注塑模具设计，首先导入鼠标底座零件的3D模型，如图2-1所示，该模型是在UG/Mold模块中创建。图2-1 鼠标底座启动UG，单击工具栏【起始】按钮，单击【所有应用模块】子菜单中【注塑模向导】，在弹出工具条单击【项目初始化】按钮，出现项目初始化对话框，选择塑件的材料，定义收缩率，鼠标上盖其材料为ABS，收缩率大小为1.0051，如图2-2所示。图2-2 项目初始化对话框2.2模具坐标系在【注塑模向导】工具条中，单击【模具坐标】弹出【模具坐标】对话框，模具坐标与当前坐标重合，坐标系Z轴的正方向与产品开模方向一致如图2-3。图2-3模具坐标接着建立模具坐标系CSYS，通常模具

6、CSYS的原点是放置在模架的中心，X-Y平面是分型面，Z方向是脱模方向如图2-4。图2-4开模Z轴方向2.3设置毛坯工件在【注塑模向导】工具条中，单击【工件】弹出【工件尺寸】对话框，最后确定模具毛坯的大小：100mm+170mm+80mm，并定义为一模四腔结构2。设置工件如图2-5图2-5四件模工件2.4塑件的分型设计 分开模具能取出模件的面称不分型面，在创建分型面之前，需要修补片面、建立分型线。分型面创建毕，就可以自动创建型芯的型腔。2.5修补片面 在分型之前，如果塑件存在通孔或碰穿面，需要进行修补，才能保证顺利分型。利用注塑模工具中的“边缘补片”功能，对12个开放区域进行补片。在【注塑模向

7、导】工具条中，单击【模具工具】弹出【模具工件】对话框，选择【自动也修补】按钮，弹出【补片环选择】对话框。设置型腔侧面修补，可看到修补得到的薄片3如图2-6所示。图2-6 孔和侧面修补2.6建立分型线分型线可采用自动或手工两种方式完成。对于本实例，采用自动搜索分型线。在【注塑模向导】工具条中，单击【分型】弹出【分型管理器】对话框，单击【编辑分型线】按钮，弹出【分型线】对话框。单击【自动搜索分型线】，创建分型线，如图2-7所示。图2-7 鼠标分型线2.7创建分型面分型面是用来修剪毛坯工件的片体，从而生成模具的型芯和型腔。Moldwizard提供的创建分型面的方式拉伸、扫描、有界平面等。由于图7所示

8、的分型线不在同一平面上，需要定义过渡点或过渡对象将分型线划分成更小的分型段，然后反各分型段以不同的方向拉伸成分型面，最后缝合成一个完整分型面。选择【分型管理器】对话框，单击【编辑分型面】按钮，弹出【分型面】对话框。选取分型线，选中【条带曲面】单选按钮，调整【曲面延伸距离】的值，创建分型面如图2-8图2-8 鼠标分型面2.8模型验证在【分型管理器】对话框，单击【设计区域】按钮，弹出【MPV初始化】对话框，单击【确定】，弹出【塑模部件验证】对话框，对未定义面指定到型腔型芯区域。以符合拔模要求如图2-9。图2-9模型验证2.9抽取区域与分型线在【分型管理器】对话框中，单击【抽取区域与分型线】按钮，弹

9、出【区域和直线】对话框，设置【MPV区域】方式抽取出区域和分型线如图2-10。图2-10抽取区域2.10创建型芯型腔 分型面创建完成后，使用“抽取区域和分型线”功能，必须保证显示的总面数等于型芯面数和型腔面数之和，然后Moldwizard可自动创建型芯和型腔。在【分型管理器】对话框，单击【创建型腔和型芯】按钮，弹出【型腔和型芯】对话框。单击【创建型芯】按钮，创建的型芯如图2-11图2-11 鼠标型芯单击【创建型腔】按钮，创建的型腔如图2-12图2-12 鼠标型腔2.11后续处理型芯和型腔创建完毕后，需要根据模具毛坯的尺寸选择模架，模架必须把型芯和型腔嵌在内部，并留有足够的外延部分，浇注系统的设

10、计，包括选择定位圈和浇口套，设计分流道和浇口，然后进行推出机构和冷却系统的设计等，最终的鼠标底座一模四件三维注塑模如图2-13所示。图2-13 鼠标注塑模具3.鼠标型芯数控加工数控编程的核心是计算刀位点，对于包含复杂曲面的产品，人工计算刀位点非常困难。而UG/CAM模块可自动编程，从而产生数控加工代码。下面以鼠标底座注塑模型芯为例，来分析数控加工编程过程。3.1加工艺分析虽然UG/CAM模块可自动编程，但用户需要自行进行工艺分析，工艺分析直接影响模具的制造精度。具体包括：毛坯的选择、工艺路线拟定、刀具选择、切削用量确定等4如表1。（1）指定部件几何体和毛坯几何体（2）创建刀具（3）根据拟定的加

11、工方案，分别创建加工操作；生成的粗精加工刀轨如图3-1图3-1 刀轨路径（4）仿真加工，所有的刀轨生成后，进行数控加工模拟仿真如图3-2。图3-2 仿真加工图3.2后置处理经过刀具体做法轨迹计算产生的刀位源文件，转换成特定机床能执行的数控程序，输入机床的数控系统，才能对零件进行数控加工，这个过程即是后置处理。采用三轴机床如图3-3。图3-3 后处理机床默认FANUC系统下利用UG/Post后处理生成的加工程序如图3-4。图3-4 数控加工程序4结论本文以UG/Moldwizard模块为平台，完成了鼠标底座注模具的设计和注塑模型芯的数控编程加工，运用UG/Moldwizard技术实现了复杂结构产品的注塑模具制作设计，并且通过运用UG/CAM模块，直接对模具的型芯进行了数控加工，彻底改变了传统的产品开发方式，极大提高了生产效率，缩短了生产周期。参考文献1 杨文勇.U