0 引言

　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。CAD／CAM技術(shù)應用在產(chǎn)品設(shè)計。尤其是模具設(shè)計中更為廣泛，UG是在模具設(shè)計與加工中廣泛應用的CAD／CAM軟件．為工程技術(shù)人員提供了強大的應用工具，包括產(chǎn)品設(shè)計、工程分析、繪制工程圖、模具設(shè)計以及數(shù)控編程加工等。

　　UG軟件的注塑模模塊Moldwizard模塊。只需設(shè)計出產(chǎn)品的3D模型．就能設(shè)計與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具和模具工程圖。大大提高了設(shè)計效率。模具的復雜的型芯或型腔加工方面，利用UG軟件提供的UG／CAM模塊?？赏瓿善矫驺?、型腔銑和規(guī)定軸曲面輪廓銑等數(shù)控編程。以數(shù)碼相機前蓋為例．探討模具CAD／CAM一體化應用。使模具在設(shè)計的同時，就可進行制造階段相應的數(shù)控編程工作．縮短模具制造周期。

1 基于UG／Moldwizard的注塑模具設(shè)計

　　1.1 產(chǎn)品的工藝分析

　　本塑料件為數(shù)碼相機前蓋，三維結(jié)構(gòu)如圖1所示。產(chǎn)品的材料為PPO，厚度為2 mm，產(chǎn)品的要求是強度高、耐腐蝕和摩擦，并且要求產(chǎn)品的表面光滑，容易清潔處理。產(chǎn)品的側(cè)面有形狀，為了保證該零件的成型，采用側(cè)面抽芯機構(gòu)。產(chǎn)品的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，外形尺寸較小，采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)。

　　1.2 模具設(shè)計準備過程

　　在UGNX的注塑模向?qū)K下，利用【項目初始化】命令將數(shù)碼相機前蓋的三維模型加載到UG工作環(huán)境中，根據(jù)相機前蓋的結(jié)構(gòu)特點和尺寸精度要求，設(shè)置收縮率為1.010，系統(tǒng)經(jīng)過自動計算并調(diào)入模型。然后定義模具坐標系，通過移動及旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品坐標系調(diào)整到與模具坐標系相同的位置，開模方向為Z軸的正方向，同時也是頂出方向，鎖定模具坐標系，完成模具坐標系的設(shè)置。根據(jù)制件外形尺寸和模具壁厚來完成工件尺寸的設(shè)置。零件的外形尺寸較小，生產(chǎn)批量大，采用多型腔設(shè)計，可采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)。修補實體為產(chǎn)品模型的內(nèi)部開口部分創(chuàng)建分型面和實體，因塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜，塑件存在通孔和碰撞面，需要進行修補，才能保證順利分型。

　　1.3 分型設(shè)計

　　分型面是模具型腔分開以便取出制品來分離的接觸表面，目的是便于將工件從密閉的模具型腔內(nèi)取出，并實現(xiàn)嵌件或澆注系統(tǒng)凝料的取出，從而形成模具的型腔和型芯部件。分型設(shè)計是注塑模設(shè)計的關(guān)鍵，包括分型線設(shè)計、分型面設(shè)計和創(chuàng)建模具的型芯和型腔等步驟。

　　1.3.1 建立分型線

　　分型線可采用自動或手工2種方式完成。在制件設(shè)計時做好了拔模斜度，使用“分型線管理器”，自動完成分型線的收縮，分型線如圖2所示。

圖2分型線效果圈

　　1.3.2 創(chuàng)建分型面

　　Moldwizard提供的創(chuàng)建分型面的方式有拉深、掃描和有界平面等，由于圖2所示的分型線不在同一平面上，需要定義過渡點將分型線劃分成更小的分型段，然后把各分型段以不同的方向拉深成分型面，繼續(xù)利用拉深和有界平面進行拉深分型面，最終得到的分型面如圖3所示。

　　1.3.3 創(chuàng)建型芯和型腔

　　分型面創(chuàng)建完后，采用“抽取區(qū)域”功能，必須保證提取面的總數(shù)等于型腔面和型芯面的個數(shù)總和。利用創(chuàng)建型腔和型芯功能來完成型芯和型腔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示。

　　1.4 后續(xù)處理

　　一套完整的注塑模具還需要模架做支撐，需要澆注系統(tǒng)來完成注射過程，頂出機構(gòu)實現(xiàn)將塑件頂出模具型腔，需要側(cè)抽芯機構(gòu)完成側(cè)面形狀成型，其所有零件可以通過調(diào)用模架和標準件來實現(xiàn)。本模具設(shè)計包括添加模架、標準件、滑塊、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計等。2 模具數(shù)控加工

　　使用UG對型芯進行計算機輔助加工，這一過程與前面CAD部分有機結(jié)合，是CAD／CAM系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)工藝性和加工條件進行分-析，確定其加工工序為：型芯粗加工-型芯側(cè)面精加工-型芯外分型面精加工-固定軸曲面輪廓銑。

　　2.1 型芯加工工藝分析

　　加工工藝的制定從根本上決定了數(shù)控程序質(zhì)量。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、加工區(qū)域的確定、工藝路線的擬定、加工刀具的選擇、走刀路線和切削用量的確定等。型腔毛坯六面平整，尺寸為130 mm*160 mm*35 mm，材料為45鋼。

　　2.2 刀具軌跡生成過程

　　(4)分別創(chuàng)建加工操作

　　(5)進行型芯精加工，型芯的高精加工如圖12所示

　　(6)仿真加工，所有的刀具軌跡生成完后，進行數(shù)控模擬仿真，。

　　2.3 后置處理生成數(shù)控代碼及程序輸出

　　后置處理是將生成的加工程序或刀具軌跡進行處理，生成機床能識別的標準代碼文件。通過計算機模擬數(shù)控加工，確認符合實際加工要求時，最后，將后處理之后的程序傳入特定數(shù)控機床完成數(shù)控加工。

3 結(jié)論

　　以UG／Moldwizard和UG／CAM模塊為平臺，完成了數(shù)碼相機前蓋注塑模具的設(shè)計和模具型芯的數(shù)控編程加工，縮短了模具研發(fā)時間，大大提高了模具的加工精度和生產(chǎn)效率。