淺析UG技術在汽車模具中的應用
2017-12-26 來源：- 作者：杜凱華
摘 要：隨著計算機在制造型企業中的應用，通過計算機進行工藝的輔助設計已成為可能。CAPP技術的應用為提高工藝文件的質量，縮短生產準備周期，提高信息處理能力和企業各部門間信息的交流能力，并為廣大工藝人員從繁瑣、重復的勞動中解放出來提供一條切實可行的途徑。應用CAPP技術將縮短設計周期，對修改和變更設計能快速做出響應；工藝人員的經驗能夠得到充分的積累和繼承，減小編制工藝文件的工作量和產生錯誤的可能性。應用計算機輔助工藝設計的必要性已被越來越多的企業所認識。
關鍵詞：汽車模具；UGNX 數控加工技術；加工工藝
引言：數控機床的自動化程度較高，能夠實現柔性制造，因而在汽車模具行業中得到了廣泛應用。汽車模具外形復雜，加工要求繁雜，型面銑、曲面輪廓銑、面銑互相交錯，但無論工序有多少，無非是粗加工、半精加工、精加工三個大步驟。若能將UG數控技術合理運用到各階段，無疑將使得汽車模具的加工質量和制造精度大大提高，也能縮短模具制造周期，提高行業利潤空間。
一、數控加工的工序劃分
1.粗加工
粗加工階段優先選用大直徑刀具，并盡可能提高加工速度，以在最短時間內去除材料。但這一過程要充分考慮刀具耐磨性、工件材料特性、機床承載能力，從而設定適中的進給速
度、切削速度深度、刀具或夾盤轉速。一般情況下，為了提高設備壽命，常設置較大的切削深度和步進數值，而降低切削速率和刀具轉速。
型腔銑在UG粗加工階段應用較多，一般選擇工件跟隨或周邊跟隨方式，在進行小范圍局部加工時也可采用平面銑方式。
2.半精加工
半精加工旨在為精加工做準備，保證精加工區域留有均勻的加工余量。如果粗加工后，工件表面已經具有較均勻的加工余量，則可省略半精加工這一步。不過對于汽車模具而言，一般都具有較復雜的曲面結構，經過型腔銑或平面銑粗加工后，難以保證余量均勻。
根據筆者的工作經驗，一般有以下四種情形：
（1）某些凹谷窄槽的幾何形狀限制了大直徑刀具的滲入，殘留余量較大；
（2）陡面側壁的角落限制大刀具走位，會留下加工盲區；
（3）非陡面上的臺階結構，如階梯孔的層與層之間常會留下余量；
（4）大直徑球面刀具無法加工到的小圓角結構。在半精加工階段，刀具具有靈活的軌跡，針對上述情況可以有如下策略：
（1）在型腔銑階段設置殘留毛坯加工；
（2）隱蔽角落處設置型腔銑參考刀具；
（3）進行曲面加工時，選擇曲面輪廓銑中的局部銑削選項，勾選非陡面角度；
（4）運用曲面輪廓銑的法向切削和清根操作，用小直徑刀具去除粗加工階段的殘余加工余量。
汽車模具往往是幾種情況的綜合體，此時考慮先對型腔銑的毛坯件采取半精加工，再用參考刀具輔助加工，最后可適當選擇曲面輪廓銑或等高輪廓銑進行再次切削加工，使得整個模具工件的余量分布較為均勻。
3.精加工
工件通過半精加工各處已經保留了較均勻的切削余量，此時可通過精加工獲得最終成型件。曲面零件的精加工選擇曲面輪廓銑，一般而言切削速度和主軸轉速較大，步進值較小；平面工件多選用平面銑或面銑，調大主軸轉速，減小切削速度和步進值。
二、汽車覆蓋件模具設計向導系統的用戶界面設計
UG 提供U G/open MenuScript、U ser T ools、UG/o penUIstyler 三種界面設計工具。通過它們分別進行用戶菜單設計及對話框設計。下面以汽車覆蓋件模具設計向導系統為例來說明。
1.汽車覆蓋件模具設計向導系統菜單條汽車覆蓋件模具設計
向導系統CAD 通過UG/open M enuscript 集成在UG 主菜單中，該文本文件后綴為*.men。一般來講，這些文件必須放在UGS16.0\UGALLIAN CE\site 程序編制（或vendor）\startup 目錄中，以便在U G 啟動自動加載。例如user.progr am.men文件在UGS16.0主菜單的Help 項右邊添加“用戶程序”。汽車覆蓋件模具設計向導系統菜單，見圖1。
圖1 汽車覆蓋件模具設計向導系統菜單
2.汽車覆蓋件智能設計向導系統對話框設計
汽車覆蓋件智能設計向導系統對話框設計利用UG/openUIsty ler和Visual C ++ 對話框設計相似，UIsty ler包含對話框的各種控件，設計好對話框后保存時共生成三個文件：*.dlg，*.template.c，*.h。其中*.dlg 是UIsty ler 對話框界面文件， 非ASCII 格式，封裝了對話框的圖形界面；*.template.c 和*.h分別是UIstyler 對話框C 語言模板文件和頭文件。用戶的主要工作是修改*.template.c 模板文件并在其中添加用戶代碼，確定U Istyler 對話框被調用的形式及其所實現的功能。這些工作都在Visual C ++ 6.0中完成，最終和*.h編譯鏈接生成可調用的*.DLL 文件。（對于External U G/open API 程序選Win32ConsoleApplication），輸入Pro ject 名稱，選o k，其余為默認選項，選Finish、o k 完成創建一個empty DLLpr oject 工作。
首先將對話框頭文件*.h包含在程序開關中，并且包含要使用U G/open API 函數所對應的*.h文件，例如要用建模函數，則必須包含uf-modl.h；其次根據對話框被調用的方式取消對話框模板文件中對應的條件編譯指令并且確定接口名稱。VC 下LINK 的設置見圖2。在*-template.c 文件中有相關說明，最后進入回調函數內部進行編程，定義變量及U G對象，運用C ++及UG/o pen API函數進行運算、設計。
圖2 VC下LINK 的設置
三、結束語
綜上所述，汽車模具多為復雜的三維異形件，制造要求很高，普通機床無法達到成型要求。UG 軟件基于參數化建模系統，具有強大的三維造型功能，具有很強的CAD/CAE/CAM 集成性。對于UG 本身或其他三維軟件繪出的三維圖，利用NX 數控加工模塊，可以生產精細的加工路徑。用戶可以再直觀的圖形方式下編譯刀具走位，并模擬整個加工過程。UG 本身具有的后處理模塊可以將刀具路徑轉換為專用的數控機床程序語言。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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