基于UG的电动车后备箱盖注塑凸模CAM技术

0 引言

    随着CAD／CAM、数控加工、快速成型等先进制造技术的不断发展．模具设计与制造行业正发生着深刻的技术革命，传统的二维设计及数控机床手工编程加工方式越来越不能适应现代化生产和集成化技术的要求，模具设计和加工必须采用先进的设计及制造手段，才能满足客户对产品多变性和多样性的要求。特别是现今塑料模具多为复杂曲面构建，普通的制造手段难以精确加工成型，因此模具成型零件的计算机辅助设计和计算机辅助制造(即CAD／CAM)势在必行。

    现以电动车后备箱箱盖注塑模具型芯加工为例，阐述UG软件在模具加工方面的具体应用。图1为电动车后备箱箱盖的塑料制件，采用PP塑料注塑成型。图2为电动车后备箱箱盖注塑模具型芯零件，图3为电动车后备箱箱盖注塑模具型腔零件。在模具结构上，成型零件(型芯、型腔)采用镶嵌式结构。

图1电动车后箱盖

1 型芯结构分析

    电动车后备箱箱盖型芯零件如图2所示，采用整体式主型芯结构，成型曲面较复杂。模具材料采用CrWMn模具钢，毛坯为300 mm×350 mm X 120 mm，六面平整。

图2 电动车后备箱箱盖型芯零件                 图3 电动车后备箱箱盖型腔零件

2 电动车后箱盖型芯零件的加工工艺分析及工艺方案设计

    由于CrWMn模具钢较难加工，对于该零件需要粗加工、半精加工和精加工分开进行，并应根据粗加工、半精加工和精加工的不同工艺要求，合理选择切削用量和刀具。粗加工时，可选择较大的切削深度、较高的进给速度和合适的主轴转速，目的是提高生产率；半精加工和精加工时，应选择较小的切削深度和进给速度、较高的主轴转速，目的是保证加工精度和细的表面粗糙度。刀具选用硬质合金铣刀，成型面加工：粗加工选用波纹立铣刀；半精加工选用牛鼻铣刀；精加工选用球铣刀；分型面加工：半精加工和精加工都选用立铣刀，这样才能保证模具成型零件的加工效率和加工品质。

    表l为电动车后备箱箱盖型芯零件的加工工艺方案。

表l 电动车后箱盖型芯零件的加工工艺方案表

3 UGCAM加工的流程

4 电动车后箱盖型芯零件的UG-CAM操作

    a)CAM加工参数设置(表2)

表2 电动车后箱盖型芯零件CAM加工参数设置

    b)各工序的CAM操作

    1)粗铣(CAVITY_MILL)，见图4，图5。

图4粗铣的刀具轨迹                               图5粗铣可视化刀具轨迹检查

    2)成型面半精铣(ZI正VgL—Follow—Core，使用FollowPart切削方式，非常适合于“凸”零件加工)，见图6，图7，图8。

图6半精铣选择切削区域

图7半精铣选择使用IPW

    3)成型面精铣(CONTOUR—AREA)见图9，图lO，图11。

    4)清根力II(FLOWCUT_P,EF TOOL)，见图也，图13。

    5)分型面半精铣(FACE_MILLING)，见图14，图15。

图8半精铣的刀具轨迹

图9精铣选择的区域

图10 区域驱动方式选择

图11精铣的刀具轨迹

图12清根的刀具轨迹

图13清根操作参数

图14平面铣削区域

图15分型面半精加工刀具轨迹分页

    6)分型面精铣(FACE—MILLlNGl)，见图16。

    c)完成各工序的CAM操作并确定

图16分型面精加工刀具轨迹

    图17一图21分别为4个父节组中显示所完成的各工序的操作及最终型芯零件可视化刀具轨迹检查结果。

图17程序父节组显示的各工序操作

图18刀具父节组显示的各工序操作

图19加工方法父节组显示的各工序操作

    d)后置处理生成NC加工程序

    经可视化刀具轨迹检查所有的加工程序正确后，可以进行后置处理以生成机床能识别的NC代码，但应该注意的是不同的机床控制器对程序的要求是不同的，某些指令可能会有所区别，另外包括可以接受的数据范围等也有所区别，所以在后处理前应先确认所用的后置处理器与机床是否匹配。单击“后置处理”按钮，选择所有程序进行后置处理，后处理完成之后系统将产生一个程序文件，使用记事本打开即可以看到NC程序。

图20几何体父节组显示的各工序操作

图21最终型芯零件可视化刀具轨迹检查结果

5 结语

近年来，中国的模具工业发展迅速，将成为世界模具工业基地，UG软件作为在模具行业中早已被广泛使用的CAD／CAM系统，在中国的模具行业中占有领先的地位。UG加工制造(manufacturing)模块具有简便实用，功能齐全，刀路运算快等优势，在现今数控加工行业的大部分程序设计技术员都在使用UG软件。另外UG软件具有较强的曲面加工功能，而模具的型芯、型腔零件大多由曲面组成，在UG Manufacturing环境下更能诠释曲面的匹配度，保证型芯、型腔零件加工成型精度。本文中的实例只涉及到UG软件中CAM的一部分，针对不同的模具成型零件需根据其加工要求，进行工艺分析，从UG软件的CAM加工模块中选择最好的方案。