UgCAM在模具型腔零件加工中的应用

UgCAM在模具型腔零件加工中的应用 青岛 徐斯朝 UgCAM在模具型腔零件加工中的应用 徐斯朝 (青岛滨海学院机电系) 摘要:本文以一个模具型腔零件加工的教学实践实例，介绍了UG软件CAM 模块在模具加工中的应用。研究解决了一些加工方法和刀具选择的问题。对于UG NX CAM的教学和实践具有借鉴意义。 关键词:型腔铣，清根，等高轮廓，刀轨 1 引言 Unigraphics(简称UG)是目前世界上应用最普遍、最富竞争力的CAD/CAE/CAM精密集成的高端软件之一，在制造业的各个领域，如航空航天、汽车、模具和精密机械等有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段。UG软件的功能非常强大，其所包含的模块也非常之多，涉及到工业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与制造的各个层面。UG的加工模块---UG NX CAM 系统拥有强大的加工能力，是UG软件最重要的模块之一。 UG的加工功能是由多个加工模块所组成，其中，型芯和型腔铣模块提供了粗加工单个和多个型腔的功能，可沿任意形状走刀，产生复杂的刀具路径。当检测到异常的切削区域时，它可修改刀具路径，或者在 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的公差范围内加工出型芯或型腔。固定轴铣与变轴铣模块用于对 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面轮廓进行精加工。它们提供了多种驱动方法和走刀方式，可根据零件表面轮廓选择切削路径和切削方法。本文根据多年来作者在职教领域CAD/CAM的教学实践，总结出一些适用于教学的UG NX CAM 加工经验。下文就UGCAM在模具型腔零件中的加工经验及技巧作一简短介绍。 2 零件分析 如图1所示为一模具型腔零件，该零件为一空腔类部件，可按照粗加工-清根加工-半精加工-半精清根-精加工的加工顺序进行加工。 选择型腔铣 图1 模具型腔零件 图2 选择型腔铣 3 加工步骤 3.1 型腔铣粗加工 如图1所示为为一空腔类部件，零件内部有较多的料需要去除，所以第一道工序 需要用型腔铣开粗。型腔铣加工用于快速去除以3D加工为主的部件毛坯。适用于非 直壁的、岛屿的顶面和槽腔的地面为平面零件的加工。其加工特点为:切削量大、效 率高、性能稳定，但对刀具的要求较高，磨损程度较大。型腔铣加工在数控加工应用 中要占到超过一半的比例。由于开粗面积较大，一般选用硬质合金镶齿类刀具。镶齿 刀具刀片可换，加工成本较低，而且刀头面积较大，对于大面积去粗，效率较高。但 镶齿刀具一般切削韧不过刀具中心，活动范围一定要大于1.5倍刀径才是安全的。因 此要尽量避免加工局部较小较深的凹槽。本案例形状比较开放，不存在这个问题。本 例部件宽度为84mm,选用,26R0.8环形刀开粗，约为部件宽度1/3，侧壁余量、底部 余量均为0.3mm，步进刀具直径百分比30,。由于必须从内部进刀，故进刀方式采用 与水平成30度夹角斜向进刀，可以改善进刀时刀具的受力状况。其加工方法的选择 如图2所示。型腔铣操作主界面参数如图3所示。型腔铣粗加工仿真刀轨如图4所示。 图3 型腔铣操作主界面 图4 型腔铣粗加工仿真刀轨 3.2 型腔铣清根 型腔铣粗加工以后，留下部分毛坯余料。综合考虑精加工刀具的大小，清根量的大小及刀具强度，采用整体刀,10R0.5清根。仍然选用型腔铣参考刀具清根方式，参考工具直径,26R0，余量和去粗时相同。具体操作方法是，复制上步型腔铣加工，在型腔铣主界面选择[切削]，如图5所示。 图5 型腔铣主界面 在参考工具 栏单击[选 择] 图6 [切削参数] 在打开的[切削参数]中选择[包容]，如图6所示。在参考工具栏单击[选择]，在打开的[选择参考刀具]对话框选择上步操作所用刀具(如图7所示)。本步操作将参考上步的刀具自动完成清根操作，去除剩余毛坯余料。型腔铣粗加工仿真刀轨如图8所示。 图7 [选择参考刀具] 图8 型腔铣粗加工仿真刀轨 3.3 半精加工 根据零件的具体情况，需要等高轮廓铣和固定轴铣两步完成半精加工。 (1)等高轮廓铣。首先采用等高轮廓铣加工，如图9所示，用于去除以陡峭面为 主的部件毛坯，如模具型芯壁和型腔壁。其加工原理为:先设置切削工件和毛坯，接 着设置切削层和切削参数，即可计算出切削刀路;其加工特点为:切削量小，性能稳定，并能得到一定的切削精度。加工时，零件侧壁的加工余量和底部加工余量都设为0.1mm。等高轮廓铣主界面参数如图9所示。 图8 选择等高轮廓铣 图9 高轮廓铣主界面参数 [进刀/退刀]的[传递方式]，选择[直接对部件]，效率较高。半精加工要求加工完成后余量较小，且比较均匀。采用比粗清根略大的刀具进行半精加工，这样是相对安全的。因此选用,12R0.5刀。加工刀轨如图10所示。 图10 等高轮廓铣加工刀轨 图11 固定轴区域铣 (2)固定轴区域铣。如图11所示。选用,12R0.5刀进行等高轮廓铣的半精加工， 侧壁较陡峭区域效果较理想，但中部过于平缓，半精加工过后不足以去除层铣粗加工留下的台阶状余量，对精加工是不利的。因此需要补充一个插铣(固定轴区域铣)的加工步骤。固定轴铣加工用于去除以曲面精加工为主的部件毛坯，如模具型芯和型腔曲面等。其加工特点为:切削量小，切削效率较低，性能稳定并达到工艺精度要求。本步操作采用和等高轮廓铣同一把刀，进行固定轴区域铣削。设置加工余量同样为0.1mm，加工步距为1mm。沿斜面斜度方向插铣，加工过后，斜面上余量已经较为均匀了。如图12所示为固定轴区域铣加工刀轨。 图12 固定轴区域铣加工刀轨 图13 型腔铣半精清根主界面 3.4 型腔铣半精清根 由于部件根部都为R10的圆弧，本步操作必须采用球刀才能加工到位，上步采用,12R0.5半精加工过后根部余量还是比较大的，因此本步采用,12球刀进一步加工清根。注意，球刀清根是比较危险的，由于球刀切削韧都在球面上，受力较大，容易发生颤刀过切，因此只能较小面积的去粗，尽可能少。步进刀具直径百分比设置为30,左右。为安全起见，余量与粗加工相同。型腔铣主界面参数如图13所示。加工刀轨如图14所示。 图14 型腔铣半精清根加工刀轨 3.5 固定轴区域铣精加工。 1. 精加工采用固定轴区域铣，其主界面参数如图15所示。 图15固定轴区域铣精加工主界面 采用,12球刀精加工。为使工件各部分加工效果尽可能统一，并满足加工质量要求， 又希望采用较简单操作创建加 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 序，采用固定轴区域铣削中的放射状加工方式。如图16 所示。 图16 固定轴区域铣驱动方式参数 图17 精加工刀轨 制定工件中心为图样中心，步距0.25MM，可生成较理想加工刀路。精加刀轨如图 17所示。 2. 固定轴区域铣精加工的具体设置参数如下: (1) 设置区域铣削驱动方式参数。 (a) 选择切削路径方式。 ?选择“图样”为“径向线”; ?切削类型为“双向”; ?“图样中心”为“指定”; (b)确定切削步距。 ?设置步进方向为“向内“; ?将步进方式选为“恒定的”; ?步进距离为“0.25”; (2)设置切削参数。 ?设置切入公差和切出公差为0.01; ?“部件余量”为0; ?“部件余量”偏置为0; ?不使用多重深度切削; ?“工件安全间距”为1.0; ?“检查安全距离”为0.4; ?“检查余量”为0; ?“当干涉时”选“退刀”; ?边界内公差与外公差均为0.01; ?激活“移出边缘跟踪”。 切削参数如图18所示。 图18 切削参数 (3)设置非切削参数。 ?指定工况为“默认的”; ?选择逼近选项图标“”，设置逼近状态为“间隙”，设置方向为“刀轴”方 向，非切削参数如图19所示; ?选择分离选项图标“”，设置分离状态为“间隙”，设置方向为“刀轴”方向。 (4)设置进给参数。 ?所有进给的单位均为“毫米/分钟”; ?设置进刀速度为300; ?剪切速度为1200; ?其他进给按默认值。 进给参数如图20所示。 图19 非切削参数 图20 进给参数 4 小结 学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结 本人通过UG软件的教学和加工实践，体会到只有通过数控加工实践，才能掌握数控加工编程的技巧，提高UG NX CAM的教学水平。同时也体会到UG软件强大的加工编程能力。如何在高职教育中让学生尽快掌握数控加工编程能力，是摆在我们职教工作者面前的一个重要课题。 参考文献: 1. 单岩，王卫兵。实用数控编程技术与应用实例。北京:机械工业出版社， 2003 2. 王庆林，李敏丽，韦纪祥。UG铣制造过程使用指导。北京:清华大学出版 社，2002 3. 王卫兵。UG NX 数控编程使用教程。北京:清华大学出版社，2006