基于UG的鼠標(biāo)底座注塑模設(shè)計(jì)與數(shù)控編程

1、基于UG的鼠標(biāo)底座注塑模設(shè)計(jì)與數(shù)控編程摘要：針對鼠標(biāo)底座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在UGNX6.0軟件平臺(tái)上，利用UG/Moldwizard模塊，采用一模兩件方案，設(shè)計(jì)與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體注塑模具，利用UG/CAM模塊，分析模具型芯的數(shù)控加工工藝，生成刀具加工軌跡并進(jìn)行模擬仿真，最后生成數(shù)控程序，從而實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)與制造的一體化，縮短了模具制造周期。關(guān)鍵詞：UG；Moldwizard；注塑模具；數(shù)控加工中圖分類號：TG659The Injection Mold Design and NC Machining of the Mouse Bottom Based on UGAbstract: For the

2、 structure of the mouse Bottom,in the UG6.0 software platform.using UG/Moldwizard module,a four-mode and three-dimensional entitties injection mold related to product is designed.Using UG/CAM model,the NC machining process of the mold core is analysed,tool path is generated and simulated,and the the

3、 CNC program is generated. Integration of mold design and machining is realized and the mold manufacturing cycle is shortened.Key words：UG/Moldwizard；injection mold1.引言 6當(dāng)今，CAD/CAM/CAE技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)，尤其是模具設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用愈加廣泛。其中，UG作為集成化的CAD/CAM/CAE系統(tǒng)軟件，為工程設(shè)計(jì)人員提供了非常強(qiáng)大的應(yīng)用工具，這些工具包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工程分析、繪制工程圖、模具設(shè)計(jì)數(shù)控編程加工等。UG軟件提供了專用塑

4、料模設(shè)計(jì)模塊Moldwizard模塊，客戶只需提供產(chǎn)品的3D模型，就能設(shè)計(jì)與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具，大大提高了設(shè)計(jì)效率。對于注塑模具中比較復(fù)雜的型芯或型腔，利用UG軟件提供的CAD/CAM模塊?？赏瓿善矫驺姟⑿颓汇?、固定軸曲面輪廓銑等數(shù)控編程，從而實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)與制造的一體化，使模具在設(shè)計(jì)的同時(shí)就可進(jìn)行制造階段相應(yīng)的數(shù)控編程工作，縮短了模具制造周期。2UG/Moldwizard注塑模具設(shè)計(jì)模具被廣泛應(yīng)用于機(jī)電、電子、電器、消費(fèi)品等行業(yè)，在現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域占有極重要的地位。而UG注塑模具開發(fā)過程可通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：加載模型、設(shè)置材料、設(shè)置收縮率、工件定義、修補(bǔ)、面分割、分型、模型驗(yàn)證和分模。2

5、.1模型的加載 要進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)，首先導(dǎo)入鼠標(biāo)底座零件的3D模型，如圖2-1所示，該模型是在UG/Mold模塊中創(chuàng)建。圖2-1 鼠標(biāo)底座啟動(dòng)UG，單擊工具欄【起始】按鈕，單擊【所有應(yīng)用模塊】子菜單中【注塑模向?qū)А?，在彈出工具條單擊【項(xiàng)目初始化】按鈕，出現(xiàn)項(xiàng)目初始化對話框，選擇塑件的材料，定義收縮率，鼠標(biāo)上蓋其材料為ABS，收縮率大小為1.0051，如圖2-2所示。圖2-2 項(xiàng)目初始化對話框2.2模具坐標(biāo)系在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中，單擊【模具坐標(biāo)】彈出【模具坐標(biāo)】對話框，模具坐標(biāo)與當(dāng)前坐標(biāo)重合，坐標(biāo)系Z軸的正方向與產(chǎn)品開模方向一致如圖2-3。圖2-3模具坐標(biāo)接著建立模具坐標(biāo)系CSYS，通常模具

6、CSYS的原點(diǎn)是放置在模架的中心，X-Y平面是分型面，Z方向是脫模方向如圖2-4。圖2-4開模Z軸方向2.3設(shè)置毛坯工件在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中，單擊【工件】彈出【工件尺寸】對話框，最后確定模具毛坯的大?。?00mm+170mm+80mm，并定義為一模四腔結(jié)構(gòu)2。設(shè)置工件如圖2-5圖2-5四件模工件2.4塑件的分型設(shè)計(jì) 分開模具能取出模件的面稱不分型面，在創(chuàng)建分型面之前，需要修補(bǔ)片面、建立分型線。分型面創(chuàng)建畢，就可以自動(dòng)創(chuàng)建型芯的型腔。2.5修補(bǔ)片面 在分型之前，如果塑件存在通孔或碰穿面，需要進(jìn)行修補(bǔ)，才能保證順利分型。利用注塑模工具中的“邊緣補(bǔ)片”功能，對12個(gè)開放區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)片。在【注塑模向

7、導(dǎo)】工具條中，單擊【模具工具】彈出【模具工件】對話框，選擇【自動(dòng)也修補(bǔ)】按鈕，彈出【補(bǔ)片環(huán)選擇】對話框。設(shè)置型腔側(cè)面修補(bǔ)，可看到修補(bǔ)得到的薄片3如圖2-6所示。圖2-6 孔和側(cè)面修補(bǔ)2.6建立分型線分型線可采用自動(dòng)或手工兩種方式完成。對于本實(shí)例，采用自動(dòng)搜索分型線。在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中，單擊【分型】彈出【分型管理器】對話框，單擊【編輯分型線】按鈕，彈出【分型線】對話框。單擊【自動(dòng)搜索分型線】，創(chuàng)建分型線，如圖2-7所示。圖2-7 鼠標(biāo)分型線2.7創(chuàng)建分型面分型面是用來修剪毛坯工件的片體，從而生成模具的型芯和型腔。Moldwizard提供的創(chuàng)建分型面的方式拉伸、掃描、有界平面等。由于圖7所示

8、的分型線不在同一平面上，需要定義過渡點(diǎn)或過渡對象將分型線劃分成更小的分型段，然后反各分型段以不同的方向拉伸成分型面，最后縫合成一個(gè)完整分型面。選擇【分型管理器】對話框，單擊【編輯分型面】按鈕，彈出【分型面】對話框。選取分型線，選中【條帶曲面】單選按鈕，調(diào)整【曲面延伸距離】的值，創(chuàng)建分型面如圖2-8圖2-8 鼠標(biāo)分型面2.8模型驗(yàn)證在【分型管理器】對話框，單擊【設(shè)計(jì)區(qū)域】按鈕，彈出【MPV初始化】對話框，單擊【確定】，彈出【塑模部件驗(yàn)證】對話框，對未定義面指定到型腔型芯區(qū)域。以符合拔模要求如圖2-9。圖2-9模型驗(yàn)證2.9抽取區(qū)域與分型線在【分型管理器】對話框中，單擊【抽取區(qū)域與分型線】按鈕，彈

9、出【區(qū)域和直線】對話框，設(shè)置【MPV區(qū)域】方式抽取出區(qū)域和分型線如圖2-10。圖2-10抽取區(qū)域2.10創(chuàng)建型芯型腔 分型面創(chuàng)建完成后，使用“抽取區(qū)域和分型線”功能，必須保證顯示的總面數(shù)等于型芯面數(shù)和型腔面數(shù)之和，然后Moldwizard可自動(dòng)創(chuàng)建型芯和型腔。在【分型管理器】對話框，單擊【創(chuàng)建型腔和型芯】按鈕，彈出【型腔和型芯】對話框。單擊【創(chuàng)建型芯】按鈕，創(chuàng)建的型芯如圖2-11圖2-11 鼠標(biāo)型芯單擊【創(chuàng)建型腔】按鈕，創(chuàng)建的型腔如圖2-12圖2-12 鼠標(biāo)型腔2.11后續(xù)處理型芯和型腔創(chuàng)建完畢后，需要根據(jù)模具毛坯的尺寸選擇模架，模架必須把型芯和型腔嵌在內(nèi)部，并留有足夠的外延部分，澆注系統(tǒng)的設(shè)

10、計(jì)，包括選擇定位圈和澆口套，設(shè)計(jì)分流道和澆口，然后進(jìn)行推出機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，最終的鼠標(biāo)底座一模四件三維注塑模如圖2-13所示。圖2-13 鼠標(biāo)注塑模具3.鼠標(biāo)型芯數(shù)控加工數(shù)控編程的核心是計(jì)算刀位點(diǎn)，對于包含復(fù)雜曲面的產(chǎn)品，人工計(jì)算刀位點(diǎn)非常困難。而UG/CAM模塊可自動(dòng)編程，從而產(chǎn)生數(shù)控加工代碼。下面以鼠標(biāo)底座注塑模型芯為例，來分析數(shù)控加工編程過程。3.1加工藝分析雖然UG/CAM模塊可自動(dòng)編程，但用戶需要自行進(jìn)行工藝分析，工藝分析直接影響模具的制造精度。具體包括：毛坯的選擇、工藝路線擬定、刀具選擇、切削用量確定等4如表1。（1）指定部件幾何體和毛坯幾何體（2）創(chuàng)建刀具（3）根據(jù)擬定的加

11、工方案，分別創(chuàng)建加工操作；生成的粗精加工刀軌如圖3-1圖3-1 刀軌路徑（4）仿真加工，所有的刀軌生成后，進(jìn)行數(shù)控加工模擬仿真如圖3-2。圖3-2 仿真加工圖3.2后置處理經(jīng)過刀具體做法軌跡計(jì)算產(chǎn)生的刀位源文件，轉(zhuǎn)換成特定機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序，輸入機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，才能對零件進(jìn)行數(shù)控加工，這個(gè)過程即是后置處理。采用三軸機(jī)床如圖3-3。圖3-3 后處理機(jī)床默認(rèn)FANUC系統(tǒng)下利用UG/Post后處理生成的加工程序如圖3-4。圖3-4 數(shù)控加工程序4結(jié)論本文以UG/Moldwizard模塊為平臺(tái)，完成了鼠標(biāo)底座注模具的設(shè)計(jì)和注塑模型芯的數(shù)控編程加工，運(yùn)用UG/Moldwizard技術(shù)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的注塑模具制作設(shè)計(jì)，并且通過運(yùn)用UG/CAM模塊，直接對模具的型芯進(jìn)行了數(shù)控加工，徹底改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式，極大提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。參考文獻(xiàn)1 楊文勇.U