1.引言

　　CAD/CAM廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的數(shù)控編程及加工中剪返，目前已基本取代了傳統(tǒng)的手工編程方式捧挺。產(chǎn)品的 CAD三維造型是整個產(chǎn)品設(shè)計過程中的重要環(huán)節(jié)扁誓，因此我們要充分利用現(xiàn)代的 CAD技術(shù)，不但可以輔助設(shè)計者完成其設(shè)計構(gòu)思蚀之，減輕勞動強度蝗敢，提高效率和精度，改善視覺效果足删，而且為后續(xù)的分析寿谴、模具設(shè)計、NC加工等奠定基礎(chǔ)搜痕。

　　Unigraphics（以下簡稱UG）是當(dāng)今世界上最先進和緊密集成的细咽、面向制造行業(yè)的集 CAD/CAE/CAM一體的三維參數(shù)化軟件。目前已廣泛應(yīng)用于中國的航空绍撇、 航天尘忿、汽車、造船督垮、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域屡拥。本文基于 UG軟件對模具型腔進行參數(shù)化造型，并實現(xiàn)仿真加工和實體加工影啸。

　　2.整體設(shè)計思路及制作方法

　　首先使用 UG軟件進行參數(shù)化實體造型設(shè)計剩骏，接下來利用 UG的加工模塊進行數(shù)控加工仿真，在刀具軌跡生成之后，需要進行一定的刀具軌跡仿真监镰，以驗證刀具軌跡的合理性遗秩。UG自身具有軌跡驗證功能，刀具軌跡驗證功能可以減少或避免過切俐芬、干涉與碰撞等現(xiàn)象的發(fā)生绎狭。

　　3.產(chǎn)品建模

　　UG的建模功能是很強大的，其主要的建模方法有：UG/實體建模(UG/Solid Modeling)收班、UG/特征建模(UG/Features Modeling)坟岔、UG/自由曲面建模(UG/Freedom Modeling)、UG/用戶自定義特征(UG/User Defined Features)等摔桦。其中社付，相對于其它CAD軟件，UG的特征建模是其比較大的亮點邻耕。對于不太復(fù)雜的模型鸥咖，特征建模完全可以勝任，且可以達到很高的建模效率兄世，但對于形狀啼辣、位置復(fù)雜或要求實現(xiàn)參數(shù)化的模型，單純的特征建模就顯得麻煩或者很難御滩，這時就需要考慮采用其它的方法鸥拧。草圖(Sketch)就是最常用的處理此方面問題的簡潔高效的方法。

　　UG中的草圖(Sketch)是指與實體模型相關(guān)聯(lián)的二維圖形削解。它可以通過對近似的曲線輪廓進行尺寸和幾何約束來準(zhǔn)確地表達設(shè)計師們的設(shè)計意圖朝正，再輔以拉伸(Extruded Body)、旋轉(zhuǎn)(Revolved Body)和掃描(Sweep along Guide)等實體建模方法來創(chuàng)建模型圾恐。

　　一般來說农想，草圖較多地應(yīng)用在以下場合：①模型需要參數(shù)化驅(qū)動時；②要建立的特征不是標(biāo)準(zhǔn)的成型特征時擂椎；③作為自由形狀特征的控制線例氓；④作為拉伸、旋轉(zhuǎn)和掃描等的基礎(chǔ)特征融卿；⑤需要一系列成型特征才可以建立且難以編輯時峡黍。

　　建立參數(shù)化模型的建模思路：不管多么復(fù)雜的零件，都是由一些特征組成的油蒙。對零件進行建模時羔峭，首先要充分理解設(shè)計意圖，確定建模的先后順序甫知，然后根據(jù)需要設(shè)計出零件的總體結(jié)構(gòu)缅钠，再進行細化設(shè)計愁霞。

　　4.基于UG CAM的數(shù)控加工

　　傳統(tǒng)的模具制作方法大都是采用原件改制、人工敲制或手工刻制等方式熬甫，工藝落后胰挑，精度很低，制造周期長椿肩。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)則讓模具的制造實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍瞻颂。數(shù)控編程的核心是刀位點的計算，對于復(fù)雜的產(chǎn)品尤其是具有眾多復(fù)雜曲面的產(chǎn)品郑象，其數(shù)控加工刀位點的人工計算十分困難贡这，而UG CAM模塊自動編程很好的解決了這一問題。

　　利用UG CAD模塊生成的產(chǎn)品三維造型包含了數(shù)控編程所需要的完整的產(chǎn)品表面幾何信息厂榛，軟件可以針對這些信息進行數(shù)控加工刀位的自動計算盖矫。整個過程都以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了信息集成和數(shù)據(jù)共享击奶，不僅能夠快速提高加工效率辈双，而且能夠保證質(zhì)量，降低成本柜砾。

　　雖然UG CAM模塊能夠自動進行數(shù)控編程湃望，但是數(shù)控編程之前的加工工藝的分析和規(guī)劃必須由用戶自行完成。加工工藝制定的好壞從根本上決定了數(shù)控程序的優(yōu)劣芬莫。加工工藝分析和規(guī)劃的主要內(nèi)容包括：毛坯工件的選擇笼万、加工區(qū)域的確定、工藝路線的擬定众被、加工刀具的選擇秤皿、走刀路線和切削用量的確定等內(nèi)容。

　　下面以型腔工件的數(shù)控加工為例來闡述UG CAM模塊在模具制造中的應(yīng)用痛慷。

　　4.1 型腔加工工藝分析

　　在本例中采用粗加工型腔輪廓、半精加工型腔輪廓袍砚、精加工分型面樱炬、精加工型腔輪廓、清根精加工與清根6道工序進行加工槐伍。主要分為以下三個階段：

　≡窕妗①粗加工階段：粗加工階段的目的是快速去除多余的材料，采用一般的型腔粗銑加工凌红。由于型腔銑是分層切削混砸，會留下臺階狀的殘留材料。粗加工采用涂層硬質(zhì)合金立銑刀(刀具直徑D=25mm硬纤，底角半徑R=5 mm解滓，刀長L=100 mm，刃口長度FL=30 mm)。

　⊥菘恪②半精加工階段：半精加工盡可能切除臺階狀殘留材料邻辉，獲得較為均勻的加工余量，為后面的精加工做準(zhǔn)備腮鞍。型腔半精加工采用等高輪廓銑值骇，采用球頭銑刀(刀具球直徑D=25mm，刀長L=80 mm移国，刃口長度FL=40 mm)吱瘩。

　　③精加工階段：精加工需要切除模具型腔曲面加工余量迹缀，采用同定軸輪廓銑使碾。精加工分型面時用涂層硬質(zhì)合金立銑刀(D=25mm，R=0)裹芝，精加工型腔輪廓及清根精加工時均采用球頭銑刀部逮。

　　在完成了加工工藝方案制定以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置后，即可將設(shè)置結(jié)果提交CAM系統(tǒng)進行刀軌的自動計算臀匹。

　　4.2后處理

　　在用UG生成數(shù)控程序之后讲幌，必須對數(shù)控程序進行后處理，才能滿足不同機床挠站、不同控制系統(tǒng)的特定要求仙涡。這是因為由UG生成的刀軌文件只是通用性文件，而每臺機床恃藐、控制系統(tǒng)對程序格式和指令都有不同的要求眶蹈。最后，將后處理之后的程序傳人特定數(shù)控機床完成數(shù)控加工自拖。

　　5.小結(jié)

　　隨著我國加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展雹了，數(shù)控加工技術(shù)得到空前廣泛的應(yīng)用，三維CAD/CAM軟件系統(tǒng)也得到了日益廣泛的普及宏查。UG NX這樣一個大型CAD/CAE/CAM集成化軟件索驰，可以將設(shè)計人員及工藝人員的工作有機地結(jié)合在一起，不僅適合大中型企業(yè)骡拐，也適合中小型模具企業(yè)妓浮，能有效地提高產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計的精度，大大提高了工作效率蓉冈，以應(yīng)對當(dāng)今社會越來越激烈的行業(yè)競爭城舞。

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