引 言 

　　Unigraphics（簡(jiǎn)稱(chēng)UG）是緊密集成的面向制造業(yè)的CAD/CAM/CAE/CAID高端軟件，不僅被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來(lái)從事概念設(shè)計(jì)季糜、工業(yè)設(shè)計(jì)斯荒、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真等工作，在模具制造行業(yè)恰除，尤其是注塑模具CAD/CAM/CAE領(lǐng)域更是被廣泛應(yīng)用。本文以電視導(dǎo)光柱為例斯泥，探討了UG在模具設(shè)計(jì)诵藐、制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)CAD/CAM/CAE一體化中的應(yīng)用。 

　　2 注塑模具CAD 

　　在UG平臺(tái)上進(jìn)行模具CAD啼阵，一般包含以下幾個(gè)方面： 

　　1）產(chǎn)品的三維建模册血。從客戶(hù)接來(lái)的資料，通常是產(chǎn)品的二維圖紙撤奸，所以必須首先把產(chǎn)品的三維模型建立起來(lái)吠昭，才能進(jìn)行后續(xù)工作。UG有豐富的建模工具胧瓜，不但繼承了傳統(tǒng)的實(shí)體造型技術(shù)矢棚、曲面造型技術(shù)郑什，也吸收了參數(shù)化建模的優(yōu)勢(shì)，從而形成自己獨(dú)特的“復(fù)合建钠牙撸”特征蘑拯。其中實(shí)體造型使用UG的modeling 模塊中的Form Feature 工具條中的命令，曲面造型使用Free Form Feature工具條上的按鈕兜粘，參數(shù)化建模則可用Sketch模塊和Expression表達(dá)式來(lái)完成申窘。綜合運(yùn)用這些造型工具，可以精確孔轴、快速地建立產(chǎn)品的 三維模型剃法。 

　　2）模具設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定型腔個(gè)數(shù)路鹰，分模玄窝，選擇模架，動(dòng)模部分詳細(xì)設(shè)計(jì)以及定模部分詳細(xì)設(shè)計(jì)等慢杜。這一階段的任務(wù)既可以使用基本的UG造型和編輯工具來(lái)完成讼崔，也可以使用基于知識(shí)的智能化模具設(shè)計(jì)工具UG MoldWizard。UG MoldWizard是高度自動(dòng)化的注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)炫咱，它的用戶(hù)界面友好死辫，內(nèi)嵌許多高級(jí)模具設(shè)計(jì)師的模具設(shè)計(jì)知識(shí)，能夠極大提高模具設(shè)計(jì)的效率投圣。 

　　因?qū)Ч庵慵叽巛^小檬舀，可確立一模四腔的設(shè)計(jì)方案，并采用普通的圓形截面流道脓脸，設(shè)計(jì)得到的模具動(dòng)模型腔和定模型腔腹痹。

　　 3）裝配。裝配方法有自頂向下（top-down）和自底向上（bottom-up）2種辐椎。較常用的是自頂向下下伙，即先在一個(gè)主模型文件中將所有的組件畫(huà)好，然后應(yīng)用Assemblies→Component→Creating將它們逐一分離裝配恰岳。UG的裝配文件中不包含實(shí)際組件幾何體吗浩，但組件幾何體文件被虛擬指向裝配文件。當(dāng)在裝配中要對(duì)組件幾何體進(jìn)行編輯時(shí)没隘，必須應(yīng)用Assemblies→Context Control→Set Work Part將當(dāng)前工作組件設(shè)為需要編輯的組件文件名懂扼。在每個(gè)裝配中，有時(shí)為了表達(dá)方便右蒲，還可以建立爆炸圖（Exploded Views）阀湿。爆炸圖彌補(bǔ)了裝配圖表達(dá)的不足，為進(jìn)行產(chǎn)品零件的組裝瑰妄，工作原理的介紹陷嘴，裝配關(guān)系的分析映砖，提供了清楚而便捷的工具。爆炸圖完全獨(dú)立于裝配罩旋，并且無(wú)論各個(gè)零件的相對(duì)位置如何變化啊央，都不會(huì)增加文件的存儲(chǔ)空間。 

　　4）工程圖設(shè)計(jì)涨醋。UG的二維圖設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單瓜饥，進(jìn)入專(zhuān)門(mén)的二維設(shè)計(jì)模塊Drafting之后，便可以直接將三維模型任意方向的視圖直接加入設(shè)好的圖紙浴骂，還可以根據(jù)需要快混，增加一些剖視圖、輔助視圖能航、局部視圖穿互、軸側(cè)視圖來(lái)幫助表達(dá)，而這些只要在（Drawing→Add view…）所對(duì)應(yīng)得對(duì)話(huà)框內(nèi)便可以全部完成挚蟹。UG的二維圖繪圖員的主要任務(wù)是在尺寸及公差的標(biāo)注上峡徽，這些標(biāo)注都有專(zhuān)門(mén)的工具條來(lái)協(xié)助完成。值得注意的是木影，UG的工程圖和三維設(shè)計(jì)模型是相互關(guān)聯(lián)的绣首，即如果設(shè)計(jì)模型改變，工程圖也隨之更新璃淤，以維護(hù)系統(tǒng)的統(tǒng)一性施旱。 

　　3 注塑模具CAM 

　　CAM是利用前面產(chǎn)生的模具幾何模形來(lái)生成NC加工程序，這是將模具進(jìn)行數(shù)控加工前的準(zhǔn)備伙斯∥谟基本操作程序如下：先以前面的設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)，適當(dāng)建立毛坯等輔助模型來(lái)共同構(gòu)成加工模型笛坦，然后進(jìn)入U(xiǎn)G的CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工程序区转。UG的CAM系統(tǒng)包含四個(gè)模塊:(交互式)加工參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊弯屈、三維動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊蜗帜。利用UG生成nc程序的一般步驟是：用戶(hù)根據(jù)加工對(duì)象的結(jié)構(gòu)特征、加工環(huán)境的實(shí)際要求（如機(jī)床的性能和參數(shù)资厉、刀具等）和加工工藝的實(shí)際特點(diǎn)，交互輸入加工參數(shù)蔬顾，再進(jìn)一步生成刀具路徑及路徑文件（刀具位置源文件CLSF）宴偿。CLSF文件經(jīng)過(guò)后置處理模塊的處理后，便可以生成數(shù)控機(jī)床所能直接識(shí)別的nc程序诀豁。

　　4 注塑模具CAE 

　　采用的CAE軟件是Moldflow 公司推出的MPA(Moldflow Part Adviser)窄刘，在UG平臺(tái)上有與MPA的接口窥妇，可以在UG平臺(tái)上直接打開(kāi)MPA。MPA所能接受的文件格式有許多種娩践，這里選用*.Stl類(lèi)型的文件活翩，它可以應(yīng)用UG的Export命令輸出相應(yīng)的零件模型。MPA在設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用主要體現(xiàn)在：1）優(yōu)化注塑工藝翻伺。通過(guò)分析和模擬矩袖，可以幫助確立最佳的注塑壓力、時(shí)間和溫度第六；2）優(yōu)化產(chǎn)品和模具結(jié)構(gòu)拖牢。將設(shè)計(jì)原型在電腦上仿真，幫助預(yù)見(jiàn)各種塑料缺陷乙遵，通過(guò)改變產(chǎn)品或模具的結(jié)構(gòu)浦忠，可以消除或減少這些缺陷，減少測(cè)試次數(shù)或不必經(jīng)過(guò)實(shí)體測(cè)試轮庵，從而節(jié)省測(cè)試所需的資金和時(shí)間韩记；3）模擬注塑模填充、保壓沦靖、冷卻的過(guò)程喂交。圖5是注塑填充過(guò)程的模擬圖，它形象地表達(dá)了熔融塑料填充型腔的過(guò)程擦蚣，可以幫助查找分析塑料缺陷峡蓖，并對(duì)成型時(shí)任意位置熔融塑料流經(jīng)的時(shí)間、壓力和流體前端溫度做出定量評(píng)估掠廓。  

　　5 結(jié)束語(yǔ) 

　　當(dāng)今世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈换怖，用戶(hù)需求日益多樣化和個(gè)性化，設(shè)計(jì)和制造技術(shù)迅速發(fā)展蟀瞧。制造企業(yè)為了適應(yīng)這一發(fā)展沉颂，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，降低成本悦污，采用優(yōu)秀的設(shè)計(jì)制造軟件勢(shì)在必行铸屉。UG作為當(dāng)今制造業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的高端軟件，不僅具有一般CAD軟件的CAD和CAM的集成切端，更具有與著名的注塑模具分析軟件MoldFlow的接口彻坛，從而實(shí)現(xiàn)注塑模具CAD/CAM/CAE的一體化。

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