用UGNX的糖果盒型芯模的編程方法與技巧

范瑜珍

（武昌職業學院 機電學院，武漢 430202）

市面上糖果盒形狀各種各樣，為了滿足需求，模具的設計生產也不斷變化。在注射模加工過程中，比較難加工的是曲面。普通手工編程不能滿足變化的曲面加工要求，人們可以利用計算機輔助制造進行自動加工編程。現用UGNX編程軟件，介紹其中一款糖果盒型芯模的數控加工編程方法與技巧。

1 糖果盒型芯模加工工藝分析路徑的設置

加工糖果盒型芯模難點有兩個：一是加工曲面選擇多大的刀具；二是為了保證曲面質量，選擇什么樣的加工方法。

1.1 型芯模加工技術要求

所有曲面的粗糙度為Ra0.8μm；交角部分無余料，所有曲面尺寸加工到位，無余料。

1.2 工藝過程的分析

1.2.1 加工前的設置

設定工件坐標原點（0，0，0），其應設在外形頂面的對稱中心點上，如圖1所示。

圖1 工件坐標原點的設定

1.2.2 材料類型及大小

材料：S136；130mm×130mm×50mm。

1.2.3 裝夾方法

根據材料大小采用虎鉗裝夾。

1.2.4 確定加工刀具

選定刀具是一個關鍵技術問題，刀具選擇小了加工效率會降低，刀具選擇大了加工不到位，怎樣解決這一問題呢？現通過UGNX軟件的一個功能，來確定刀具的大小。人們可以利用UGNX軟件中“外觀造型設計”模塊中的分析菜單工具，分析曲面最小半徑和最大半徑值，通過半徑值來確定加工刀具的選用大小。具體操作步驟如圖2所示，通過“分析→形狀→面→半徑→選擇要加工的面”操作可得，凹圓角最小半徑值為9.77mm，凸圓角最小半徑值為7.87mm，通過凹圓角最小半徑值來確定最大的刀具直徑為18mm。為了切削量最大，糖果盒型芯模開粗刀具為∮16R0.8飛刀，直壁、平面加工刀具為∮16平刀，曲面加工刀具為∮16R8球刀。

1.2.5 確定各加工工序內容

（1）型芯開粗。型芯材料為S136，材料硬度高，普通材料的刀具不能切削，需要采用合金刀具，所以使用∮16R0.8飛刀開粗，加工余量：側面余量0.35，底面余量0.15。（2）底面光刀。再用∮16R0.8飛刀底面光刀，加工余量：側面余量0.4，底面余量0。（3）二次開粗，因∮16R0.8飛刀有R角，底部有余料，要用∮16平刀加工殘余料，加工余量：側面余量0.35，底面余量0.15。（4）直壁光刀，用∮16平刀加工，余量為0。（5）曲面半精加工。曲面要用∮16R8球刀加工，余量為0.15。（6）曲面精加工。用∮16R8球刀加工，余量為0。

圖2 加工刀具的確定步驟

2 用UGNX軟件進行糖果盒型芯模加工路徑的設置

2.1 創建加工模塊

在UGNX軟件菜單工具中，依次進行“起始→加工→mill_contour→初始化”操作。

2.2 建立加工對象父節點組

主要建立程序順序視圖（創建程序名稱）、機床視圖（創建刀具）、幾何視圖（創建加工坐標系設置，選擇加工零件、毛坯、安全平面），如圖3所示。

2.3 刀具路徑的設置

2.3.1 型芯開粗設置

用∮16R0.8飛刀。依次進行“mill_contour→CAVITY_MILL→參數設置→刀具直徑65%”操作，每刀深度0.5mm，切削順序深度優先，側面余量0.35，底面余量0.15，如圖4所示。

圖4 型芯開粗設置

圖3 建立加工對象父節點組

2.3.2 底面光刀設置

∮16R0.8飛刀，依次進行“mill_planar→FACE_MILL→參數設置→刀具直徑65%，刀具直徑65%”操作。由外向內，逆銑切削，加工余量：側面余量0.4，底面余量0，如圖5所示。

2.3.3 二次開粗設置

∮16平刀，依次進行“mill_contour→ZLEVEL_PROFILE→參數設置→陡角必須：35，合并距離：10，最小切削深度：1，每一刀的全局深度：0.2”操作。然后，進行“切削層→已測量從：頂部，范圍深度：6”操作，加工余量：側面余量0.35，底面余量0.15，如圖6所示。

2.3.4 直壁光刀設置

∮16平刀，與步驟2.3.3設置一樣，只是側面、底面余量為0。

2.3.5 曲面半精加工設置

此加工路徑的設置是個難點，如果按一般操作用“固定軸曲面輪廓銑”選擇所有的待加工曲面，加工路徑的結果如圖7所示。解決方案：只選一半進行分別銑削，兩刀路徑相接的位置添加刀路，如圖8（a）、圖8（b）、圖8（c）所示。具體參數設置如下，依次進行“mill_contour→CONTOUR_ARER→參數設置→區域銑削”操作，編輯參數：切削角度45°，步進距離：0.3，加工余量：0.15，銑削范圍選擇對應的銑削地方。

圖5 底面光刀設置

圖6 二次開 粗設置

圖7 曲面半精 加工設置

圖8 曲面半精加工設置難點的解決方案

2.3.6 曲面精加工設置

跟曲面半精加工設置方法一樣，但步進距離：0.15，加工余量：0。

3 結語

本文以糖果盒型芯模為例，具體分析了型芯模的數控加工編程方法與技巧，并解決了兩個難點，即選擇刀具和加工曲面的方法，這樣既保證了加工質量，也提高了生產效率。

[1]王衛兵.UGNX數控編程實用教程[M].北京：清華大學出版社，2004：245-305.

[2]蘇宏志.數控機床與應用[M].北京：復旦大學出版社，2010：61-64.

[3]吳明友.UG NX6.0中文版數控編程[M].北京：化學工業出版社，2010：106-213.