淺析UG技術(shù)在汽車模具中的應(yīng)用
2017-12-26 來源：- 作者：杜凱華
摘 要：隨著計算機在制造型企業(yè)中的應(yīng)用，通過計算機進行工藝的輔助設(shè)計已成為可能。CAPP技術(shù)的應(yīng)用為提高工藝文件的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高信息處理能力和企業(yè)各部門間信息的交流能力，并為廣大工藝人員從繁瑣、重復(fù)的勞動中解放出來提供一條切實可行的途徑。應(yīng)用CAPP技術(shù)將縮短設(shè)計周期，對修改和變更設(shè)計能快速做出響應(yīng)；工藝人員的經(jīng)驗?zāi)軌虻玫匠浞值姆e累和繼承，減小編制工藝文件的工作量和產(chǎn)生錯誤的可能性。應(yīng)用計算機輔助工藝設(shè)計的必要性已被越來越多的企業(yè)所認識。
關(guān)鍵詞：汽車模具；UGNX 數(shù)控加工技術(shù)；加工工藝
引言：數(shù)控機床的自動化程度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)柔性制造，因而在汽車模具行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。汽車模具外形復(fù)雜，加工要求繁雜，型面銑、曲面輪廓銑、面銑互相交錯，但無論工序有多少，無非是粗加工、半精加工、精加工三個大步驟。若能將UG數(shù)控技術(shù)合理運用到各階段，無疑將使得汽車模具的加工質(zhì)量和制造精度大大提高，也能縮短模具制造周期，提高行業(yè)利潤空間。
一、數(shù)控加工的工序劃分
1.粗加工
粗加工階段優(yōu)先選用大直徑刀具，并盡可能提高加工速度，以在最短時間內(nèi)去除材料。但這一過程要充分考慮刀具耐磨性、工件材料特性、機床承載能力，從而設(shè)定適中的進給速
度、切削速度深度、刀具或夾盤轉(zhuǎn)速。一般情況下，為了提高設(shè)備壽命，常設(shè)置較大的切削深度和步進數(shù)值，而降低切削速率和刀具轉(zhuǎn)速。
型腔銑在UG粗加工階段應(yīng)用較多，一般選擇工件跟隨或周邊跟隨方式，在進行小范圍局部加工時也可采用平面銑方式。
2.半精加工
半精加工旨在為精加工做準(zhǔn)備，保證精加工區(qū)域留有均勻的加工余量。如果粗加工后，工件表面已經(jīng)具有較均勻的加工余量，則可省略半精加工這一步。不過對于汽車模具而言，一般都具有較復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)，經(jīng)過型腔銑或平面銑粗加工后，難以保證余量均勻。
根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗，一般有以下四種情形：
（1）某些凹谷窄槽的幾何形狀限制了大直徑刀具的滲入，殘留余量較大；
（2）陡面?zhèn)缺诘慕锹湎拗拼蟮毒咦呶唬瑫粝录庸っ^(qū)；
（3）非陡面上的臺階結(jié)構(gòu)，如階梯孔的層與層之間常會留下余量；
（4）大直徑球面刀具無法加工到的小圓角結(jié)構(gòu)。在半精加工階段，刀具具有靈活的軌跡，針對上述情況可以有如下策略：
（1）在型腔銑階段設(shè)置殘留毛坯加工；
（2）隱蔽角落處設(shè)置型腔銑參考刀具；
（3）進行曲面加工時，選擇曲面輪廓銑中的局部銑削選項，勾選非陡面角度；
（4）運用曲面輪廓銑的法向切削和清根操作，用小直徑刀具去除粗加工階段的殘余加工余量。
汽車模具往往是幾種情況的綜合體，此時考慮先對型腔銑的毛坯件采取半精加工，再用參考刀具輔助加工，最后可適當(dāng)選擇曲面輪廓銑或等高輪廓銑進行再次切削加工，使得整個模具工件的余量分布較為均勻。
3.精加工
工件通過半精加工各處已經(jīng)保留了較均勻的切削余量，此時可通過精加工獲得最終成型件。曲面零件的精加工選擇曲面輪廓銑，一般而言切削速度和主軸轉(zhuǎn)速較大，步進值較小；平面工件多選用平面銑或面銑，調(diào)大主軸轉(zhuǎn)速，減小切削速度和步進值。
二、汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)的用戶界面設(shè)計
UG 提供U G/open MenuScript、U ser T ools、UG/o penUIstyler 三種界面設(shè)計工具。通過它們分別進行用戶菜單設(shè)計及對話框設(shè)計。下面以汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)為例來說明。
1.汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)菜單條汽車覆蓋件模具設(shè)計
向?qū)到y(tǒng)CAD 通過UG/open M enuscript 集成在UG 主菜單中，該文本文件后綴為*.men。一般來講，這些文件必須放在UGS16.0\UGALLIAN CE\site 程序編制（或vendor）\startup 目錄中，以便在U G 啟動自動加載。例如user.progr am.men文件在UGS16.0主菜單的Help 項右邊添加“用戶程序”。汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)菜單，見圖1。
圖1 汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)菜單
2.汽車覆蓋件智能設(shè)計向?qū)到y(tǒng)對話框設(shè)計
汽車覆蓋件智能設(shè)計向?qū)到y(tǒng)對話框設(shè)計利用UG/openUIsty ler和Visual C ++ 對話框設(shè)計相似，UIsty ler包含對話框的各種控件，設(shè)計好對話框后保存時共生成三個文件：*.dlg，*.template.c，*.h。其中*.dlg 是UIsty ler 對話框界面文件， 非ASCII 格式，封裝了對話框的圖形界面；*.template.c 和*.h分別是UIstyler 對話框C 語言模板文件和頭文件。用戶的主要工作是修改*.template.c 模板文件并在其中添加用戶代碼，確定U Istyler 對話框被調(diào)用的形式及其所實現(xiàn)的功能。這些工作都在Visual C ++ 6.0中完成，最終和*.h編譯鏈接生成可調(diào)用的*.DLL 文件。（對于External U G/open API 程序選Win32ConsoleApplication），輸入Pro ject 名稱，選o k，其余為默認選項，選Finish、o k 完成創(chuàng)建一個empty DLLpr oject 工作。
首先將對話框頭文件*.h包含在程序開關(guān)中，并且包含要使用U G/open API 函數(shù)所對應(yīng)的*.h文件，例如要用建模函數(shù)，則必須包含uf-modl.h；其次根據(jù)對話框被調(diào)用的方式取消對話框模板文件中對應(yīng)的條件編譯指令并且確定接口名稱。VC 下LINK 的設(shè)置見圖2。在*-template.c 文件中有相關(guān)說明，最后進入回調(diào)函數(shù)內(nèi)部進行編程，定義變量及U G對象，運用C ++及UG/o pen API函數(shù)進行運算、設(shè)計。
圖2 VC下LINK 的設(shè)置
三、結(jié)束語
綜上所述，汽車模具多為復(fù)雜的三維異形件，制造要求很高，普通機床無法達到成型要求。UG 軟件基于參數(shù)化建模系統(tǒng)，具有強大的三維造型功能，具有很強的CAD/CAE/CAM 集成性。對于UG 本身或其他三維軟件繪出的三維圖，利用NX 數(shù)控加工模塊，可以生產(chǎn)精細的加工路徑。用戶可以再直觀的圖形方式下編譯刀具走位，并模擬整個加工過程。UG 本身具有的后處理模塊可以將刀具路徑轉(zhuǎn)換為專用的數(shù)控機床程序語言。
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