UG軟件條件下的塑料模具數控加工技術研究

朱繼東，宗產貴，吳智芳，宗程康，傅軍榮

UG軟件條件下的塑料模具數控加工技術研究

朱繼東1，宗產貴1，吳智芳1，宗程康1，傅軍榮2

（1.浙江佳潔塑膠有限公司，浙江 金華 322000；2.浙江義烏舒美佳科技股份有限公司，浙江 義烏 322000）

模具在工業制作生產中占據重要地位，塑料制品在社會生產生活中的應用率比較高，為了確保塑料制品質量，必須采用高精良模具。塑料制品加工過程中，首先應當確保工藝精細度，將UG軟件應用到塑料模具設計中，就可以確保模具設計效果，還可以提升產品質量，值得推廣應用。

UG軟件；塑料模具；數控加工技術；制造技術

在社會快速發展的過程中，相應提升了工業化發展速度，生產出大量塑料制品。隨著生活水平的提升，對塑料制品提出較高要求。通過傳統制造技術，無法維護產品質量和精細度，此時需要應用現代化信息技術，全面提升優化改造力度。UG軟件是計算機輔助設計與制造系統，可以應用于復雜實體制造中，所以在模具設計制造行業得以廣泛應用。在具體設計中，UG軟件可以提供大量參考意見，同時可以自動生成加工程序，不僅可以使設備成本降低，還能夠提升設計效率與效益。

1 UG軟件分析

UG軟件是一種輔助制造系統，隸屬于計算機系統，能夠優化產品設計，提供產品研發方案，同時可以對產品加工效率及質量進行驗證。UG軟件的功能比較多，可以建立復雜實體。網絡用戶規模持續擴大，相應擴大UG軟件的應用范圍，已經成為模具行業的發展主流。UG系統基于開發系統和數字技術設計加工產品，同時對產品制造過程進行管理。現階段，UG應用主要為集成套件，可以優化產品設計，提升制造與加工便捷性。UG軟件可以優化改進和創新產品，通過各項管理知識促進技術創新發展，同時可以增加企業的經濟效益。UG還可以有效處理產品制造加工所存在的問題，對整個設計環節進行優化改進，在保證標準時間與成本的同時，可以縮短產品投放市場的周期。

UG軟件的功能在于模具設計和產品設計，包含全面的設計模塊和產品，設計與制圖功能與性能優勢顯著，可以圍繞產品提供多種設計方案，以此滿足設計要求。UG軟件可以提供科學的管路設計程序、線路設計程序、其他設計程序，可以實現自動分膜，涉及到產品裝載、澆筑、冷卻等流程，使設計人員全面地了解產品設計的各環節，以此提升設計 進度。

2 塑料模具設計

一般來說，在設計塑料模具時需要應用到Mold Wizard軟件，該軟件是以UG為基礎，可以提供標準模架庫，設計方式比較靈活。

2.1 初始化設計

在進行塑料模具設計時，設計人員應當對產品實際需求進行分析，明確各類核心參數與存在問題。將零件模型導入到設計過程中，通過分析模型可以消除產品缺陷。分型線位于外側，科學設置加載材料和路徑，此時系統能夠根據實際描述部件，開展自動分析處理，以此形成多節點級別。第一級主要為Top節點，將該節點劃分為不同的子節點，且不同的子節點所產生的作用均不相同。例如cool節點，涉及到冷卻系統標準件、模型。在Top節點的中心位置，可以對定義坐標系統進行定義，此時設計人員可以按照實際結構，確保整個定位的準確性，優化調整相關構件。同時按照設計人員的實際需求，對相關部件進行優化改進。冷卻期過程中，會導致體積參數發生改變，因此必須考慮多方因素，設置實際參數，包括原件形狀和材料類型，明確具體尺寸，充分考慮材料收縮量。比如對于模具坐標系基準軸來說，在設計時必須確保基準軸的延伸空間。

2.2 分模設計

在塑料模型設計過程中，分模設計主要表現在產品分型面建立過程。根據產品輪廓面，能夠確保分型面的銜接效果，同時建立完整的曲面。在分割期間，必須立足于實際情況，以此確保模具型芯和型腔的合理性。在操作期間，主要涉及到以下步驟：合理選擇分型管理器，找尋相對應的編輯器，通過分型線實現自動化搜索和編輯。按照產品模型建立分型線，之后明確坐標系，按照型腔開合期間的接觸面形狀，建立分型面。如果動膜、定膜接觸面分型線位于同一平面時，可以將分型面設置在平面內；如果二者不處于同一平面，在創建期間必須遵循分型線方式，基于滿載狀態條件開展修剪、分割。此外，對工具區域功能進行合理編輯，明確邊界后建立相關選項，以此建立型腔和型芯。需要注意的是，為了滿足設計生產需求，需要應用手動創建法、循序創建法進行設計。

2.3 后期處理

在分模設計中，應當在軟件標準件庫內，聯合模架、標準件合理進行校核。同時根據索引列表，科學編輯模板高度、厚度等重要部件數據；按照尺寸參數，準確計算支撐板厚度。

在進行后期處理時，所包含的工作內容為：①澆注系統設計。為了保證不同流道的布局平衡性，必須確保溫度參數、流量參數、降壓參數分布均勻。②全面分析澆注系統主流道尺寸大小，避免對模具降壓與流動速度造成影響。在設計期間，確保主流道尺寸與注射機重疊，錐度控制為5°。③流道截面設計。在設計過程中，必須將能耗、技術和壓力作為參數，同時在軟件內設計引導線，在分型面內完成截面設計。通過比較可知，梯形可以提升工作效率，加工過程簡便；圓形可以減少生產加工壓力和能源消耗。

3 塑料模具加工

3.1 分析加工技術

通過UG軟件對塑料產品的加工技藝、加工流程進行合理化分析，可以自動編輯零部件。例如在設計和加工塑料瓶蓋時，需要應用到圓形深腔模型，同時通過半加工模式處理，全面提升表面光滑度與平整度。在加工過程中，先進行粗加工，后進行精細加工；準確定位基準面后，再進行定位鉆孔。應用UC系統輔助制造設計之前，首先應當進行粗加工處理，同時按照零件尺寸預留余量。在半精細加工結束后，將余量確保在0.2%。在粗加工過程中，合理裁切材料，將切削深度控制在10 mm以上。為了全面確保加工處理效果，在選擇刀具時，必須分析工具的進給量和切削深度，同時對刀具切削進度、性能進行分析。在精加工處理中，應當對工件加工精度進行分析，同時注重切削深度控制，將切削度控制在0.4 mm內。在這種條件下，首先應當確保加工效果，選擇最大速度刀具進行切削處理，避免產生毛刺。為了維護模具加工效果，還應當注重UG軟件編程。按照計算結果，合理設置加工坐標系，確保定位準確性，加工人員可按照機床坐標系原點進行設置。如果各類條件允許，可以使坐標原點和中心位置貼合。

在初始加工中，將毛坯轉移到自由編輯圖層中，輸入毛坯尺寸和參數，存儲到相關文件夾中。聯合相關節點計算，能夠獲得相關數據，實現分層連接，同時可以獲得刀具的運動軌跡。按照刀具運動軌跡、形狀尺寸，設置主軸轉速和刀具切削進給量。

3.2 試驗過程

在模具加工中采用立式數控機床，在該機床上配置32位處理器計算機、數控系統，承載重量最大為500 kg，刀具質量為8 kg，切削速度最大為6 000 mm/min。在處理之前，操作人員啟動緊急按鈕，實現電源復位，將系統進入到操作界面。機床輥軸則根據預設運動軌跡運行，自動恢復至原點。

塑料零件加工流程如下：在模具型腔內，首先進行零件輪廓的粗加工處理，該處理工序需要應用到高速鋼刀；在陡峭部位開展半精細加工，無需更換刀具；如果部位陡峭比較明顯，開展深度精加工，并且應用高速鋼刀具，在零件底面進行精加工處理；進風口加工，由于吹風機的進風口尺寸小，所以需要應用平面加工模式、往復走刀切削模式。在此種切削模式下，UG軟件所建立的刀具路徑屬于相互平行狀態，既可以縮短加工時間，還能夠降低成本。值得一提的是，為了確保零件外觀質量，避免應用同等直徑的刀具，直接加工模具圓倒角和拐角，避免對加工精度和表面外觀質量造成影響。在平面加工模式下，需要將進風口表面作為加工區域，刀具為硬質合金銑刀，轉速為16 775 r/min，進給速度為 564 mm/min，每層切削深度為0.2 mm；按鍵孔加工，在平面加工模式下，加工區域主要為案件區域的三維曲面，采用零件外形加工切削模式，刀具為硬質合金銑刀，轉速為 13 775 r/min，進給速度為244 mm/min，刀具進給百分比 為10%。

4 結束語

綜上所述，在塑料模具設計加工期間，UG軟件的作用十分突出，被廣泛應用于模具設計中。通過應用UG軟件，可以彌補傳統塑料模具設計加工的缺陷與不足，及時進行改進和完善，以此提升模具設計進度與加工進度，不僅可以維護塑料產品生產效率與質量，還可以幫助企業實現自動化管理，全面提升經濟效益和社會效益。

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.056

〔編輯：張思楠〕