基于UG的蛋托模芯零件加工

王 丹

（大连职业技术学院，辽宁 大连 116037）

基于UG的蛋托模芯零件加工

王 丹

（大连职业技术学院，辽宁 大连 116037）

以蛋托模芯零件的模型建立和数控加工为例，介绍了零件基于UG的建模方法、加工参数设置、刀具选用、生成加工轨迹和生成数控代码，确保了数控加工程序的正确性，提高了生产效率。

UG；蛋托模芯零件；数控加工

Unigraphics（简称UG）是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。目前，UG建模模块在模具设计中应用广泛，通过UG软件进行模具设计能够直观的反映模具设计情况，UG软件使用起来较为灵活，在模具设计中发挥中重要的作用。此外，利用UG/CAM功能可加工较大的复杂曲面，其加工模组有铣削、钻削、车削和线切割的制作和后处理，提供很多加工方法，产生刀具路径、模拟加工、建立刀具位置原始文件（CLSF），并经后处理器产生NC码，最后将NC码传入NC机器中，实施加工，得到所需的产品。

本文将讨论基于UG的蛋托模芯零件的模型构建和数控加工仿真，加工过程包括平面铣、型腔铣、轮廓铣、钻孔、铰孔等，通过自动编程可缩短工作人员的编程时间，降低生产成本，提高工作效率。

1 蛋托模芯零件的加工任务分析

图1为蛋托模芯零件的零件图。由零件图可以看出，该零件包括底座、球形曲面、圆角曲面和沉头孔等结构，手工编程难度较大，借助UG数控铣加工可以缩短编程时间，提高工作效率。根据工艺要求，该加工件在立式加工中心机床上加工。工件的毛坯为150×100×30板料，工件材料为65#钢。使用专用夹具从侧面定位和装夹，固定在机床的工作台上。要求该加工件在一次装夹中完成所有的形面加工。加工时共安排5个加工工步，即精铣座盘侧面，粗铣球形曲面，精铣球形和圆角曲面，球形曲面清根铣和孔加工。

图1 蛋托模芯

2 蛋托模芯零件的加工仿真操作

2.1 构建工件模型

构建曲面工件的模型，要求工件实体的最高表面位于工作坐标系的XC-YC基准平面上，且坐标原点在平面轮廓的对称中心点或主要特征的中心点上。这样在创建加工坐标系时，可使加工坐标系与工作坐标系保持一致性，以方便全部的创建加工操作。具体方法如下：

（1）绘制工件轮廓曲线。根据蛋托模芯零件的零件图，绘制工件轮廓曲线。绘制工件轮廓曲线时要注意两点：一是所有的圆角等细节特征都要在轮廓曲线中反映出来；二是要精准地标注轮廓曲线数值，以便在选择加工边界时使用。

（2）构建工件实体模型。在三维工作界面上，分别选取各个封闭轮廓曲线，向下拉伸生成工件实体模型，保证工作坐标系的原点位于工件的顶面上。用回转和矩形阵列方法构建出球形体。然后，用边倒圆方法，按工程图要求，将所有棱边倒出圆角最后完成的工件实体模型。

2.2 设置加工环境

单击“菜单条”上的“起始”-“加工”命令，弹出一个“加工环境”对话框。将对话框上的“CAM会话配置”栏中的“cam_general”选项选中，同时，将“CAM设置”栏中的“mill_comtour”选项选中，结束加工环境初始化设置。

2.3 创建加工坐标系

单击“加工创建”工具条上的“创建几何体”命令，弹出“创建几何体”对话框。将对话框上“类型”栏设置为“mill_contour”；选择“子类型”为“MCS”；“父级组”设置为“MCS_MILL”，设置加工坐标系。此时创建的加工坐标系与工件模型上的工作坐标系完全吻合，这是因为在构建工件实体模型时，就考虑到了这一点。

2.4 创建工件几何体

调用“创建几何体”命令，用鼠标选取工件实体模型，单击“确定”按钮，结束创建工件几何体操作。材料按钮显示为“Material:CARBON STEEL”，表示工件默认材料为“碳钢”。

2.5 创建毛坯几何体

单击工具条上的“创建几何体”，选择图标“毛坯”，单击下面的“选择”命令，利用“自动块”选项设置毛坯大小。将自动块参数中的XM+、XM-、YM+、YM-、ZM+、ZM-全部设置为“0”。如此设置表示毛坯的矩形体已经加工到位，没有余量，即毛坯成为一个150×100×30的板料。

2.6 创建刀具组

单击“加工创建”工具条上的“创建刀具”命令，弹出“创建刀具”对话框。根据工序安排，本工件在立式加工中心机床上的加工，共需要6把刀具，分别为Ф30面铣刀、Ф16R3鼓形铣刀、Ф12R2鼓形铣刀、Ф10面铣刀、Ф9钻头和Ф15沉头刀。每把刀具按使用的先后顺序，进行编号。

2.7 创建加工操作

（1）精铣座盘侧面。用1号刀具，采用“平面铣”方式，精铣座盘侧面，一次铣削到位。单击“创建操作”图标，弹出“创建操作”对话框。设置加工类型为面铣，子类型为平面铣，并在对话框选择精铣平面加工刀具和精铣加工方法，然后单击“确定”按钮，进入平面铣对话框，在这里设置合适的切削深度、切削模式、切削余量、进给率和速度等参数，设置完成后生成刀轨，如图2所示，可以动画演示加工过程并观察加工后的余量情况。

图2 精铣座盘侧面刀轨

（2）粗铣球形曲面。用2号刀具，采用“型腔铣”方式，粗铣6个球形曲面，侧面和底面留有加工余量。用鼠标将“操作导航器—几何体”窗口打开。单击“创建操作”图标，设置加工类型为轮廓铣，子类型为型腔铣，选定刀具和加工方法，然后单击“确定”按钮，进入型腔铣铣对话框，在这里设置合适的设置切削区域、切削方式和切削参数，设置完成后生成刀轨。

（3）精铣球形和圆角曲面。精铣球形和圆角曲面与粗加工方式方法基本一致，只需要注意加工方法为精铣，刀具选为精加工刀具，并修改切削参数。

（4）球形曲面清根铣。用4号刀具，采用“等高轮廓铣”方式，精铣6个球形曲面与座盘表面的根部，一次铣削到位。单击“创建操作”图标，设置加工类型为轮廓铣，子类型为等高轮廓铣，选定刀具和加工方法，然后单击“确定”按钮，进入等高轮廓铣对话框，在这里设置合适的设置切削区域、切削方式和切削参数，设置完成后生成刀轨。

（5）粗精加工沉头孔。加工沉头孔需要两个步骤，首先采用“啄钻”方式，用5号刀具，钻4个Ф9沉头底孔，再采用“锪沉孔”方式，用6号刀具，锪4个Ф15沉头孔。

2.8 生成加工程序

将“操作导航器-几何体”窗口打开，用鼠标选择所有的加工工步。单击“加工操作”工具条上“后处理”命令，弹出“后处理”对话框。将“可用机床”栏中的“MILL_3_AXIS”（3轴铣床）选项选中。在“文件名”文本栏中输入一个加工程序名字。在“单位”栏中，选择“定义了后处理”选项。单击此对话框上的“确定”按钮，弹出一个“信息”对话框，该对话框文本框中所列出的就是蛋托模芯全部加工工步的数控程序。

3 结束语

本文以蛋托模芯零件的加工为例构建零件模型并仿真零件的加工过程。UG是目前全球最主流的CAD/CAE/CAM软件之一，灵活运用特征工具并结合自由曲面建模工具，可大大简化建模步骤，提高建模效率。通过数控加工的仿真操作，方便了参数设置并实现自动编程，提高了零件加工精度和效率。

[1]张士军，陈红捐.UG数控加工[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]葛菊英，章红梅.基于UG/CAM的典型零件加工[J].装备制造技术，2010(11):125-127.

[3]李艳芳，卢绪振.基于UG的凸模零件加工仿真[J].科技创新与应用，2013(31):40-42.

Processing Egg-Carton Mold Core based on UG

WANGDan
（Dalian Vocational&Technical College，Dalian 116037，China）

Taking themodel and Numerical Control(NC)machining of the egg-carton mold core as an example,this paper introduces themodelingmethod,the parameters regulating,the selection of cutting tool,the generate generating of machining path and NC codes based on UG,which ensure the correctness of the NC program and improve the production efficiency.

UG；Egg-Carton Mold Core；NCMachining

TG659

B

1672-545X（2014）04-0067-03

2014-01-06

王 丹（1986—），女，山东诸城人，助教，硕士研究生，从事数控技术研究。

book=69,ebook=204