UG软件在数控加工与模具设计方面的使用探讨

　　摘要：UG是集成CAD、CAE、CAM的计算机辅助机械设计制造软件，已实现了在数控加工技术中的广泛应用，但是想要获得预期加工效果，需注重编制数控程序的质量，由于数控加工流程繁杂，就简单零部件加工而言，可手动编程，但是复杂零部件则需以UG软件为辅助编程，以缩短时间，提高效率。以此，本文详细分析了基于UG软件的数控加工与模具设计。

 

　　关键词：UG软件; 数控加工; 模具设计;

 

　　1 UG软件功能分析

 

　　UG软件功能十分强大，即构建模型、曲面造型、运动仿真、模具设计、数控加工等等。基于UG建模，工业设计可快速准确构建并优化复杂产品形状，并利用先进渲染与可视化工具最大程度上满足设计的审美要求。作为半参数化建模软件，UG在模型修改等层面的功能性比较强悍；而作为全参数建模团建，Pro/E具有团队协作关联性较强，单一转变影响全局变化等优势。UG软件将各种规格化特征进行了详细划分，相当于合并多个Pro/E特征为一体。但是Pro/E的草绘特征更为显着，建模效率相对不高，而柔性却很突出。通过UG软件可使用新型同步建模技术工具进行生产加工过程模型优化，利用多过程计算工具对刀具路径与交互NC编程进行同时性处理，可有效提高编程速率。新编程与后处理工具的有效应用，有助于充分发挥生产力较高的关键机床与控制器相关功能。而且，基于UG软件的建模工具，可在很大程度上缩短仿真模型准备时间，从而快速准确获得仿真评估结果，以顺利完成设计-分析-加工迭代，构成顺畅的同步过程，将生产加工效率提升到近100%，进而通过及时精确的仿真结果优化产品性能与质量。此外，UG软件具备强有力的灵活性与突破性技术，可显着提高设计生产力。通过同步建模技术的优化创新，可加快设计建模与修改速度，提升来源于CAD系统的数据处理效率[1]。

 

　　2 UG软件在现代设计加工领域中的重要作用

 

　　UG软件以其自身独特优势，实现了在航空航天、汽车、通用机械、工业设施设备等多领域的广泛应用。据调查数据显示，美国航空航天领域使用UG软件数量超出了近1万件，而俄罗斯的航空航天领域UG软件市场占有率高达90%，此外UG软件在医疗器械、电子技术、高科技工业设备等行业的应用屡见不鲜，例如飞利浦、吉列、Will-Pecos等等。而在机械模具设计与数控加工中，UG软件以其强大的功能，使得实践应用十分便捷，为机械设计人员提供了完善的设计方案，且受益匪浅。为进一步满足模具数控加工特性，各企业就模具特性，逐步健全优化UG软件功能，为模具设计与数控加工行业提供了先进的应用软件。

 

　　在实际应用中，UG软件可非常短的时间内为工作人员设计相对完整的初级方案，同时还可根据实际需要进行优化修改。就理论角度来讲，UG软件的高效性可直接为工作人员提供更多灵感与方向。因此UG软件在模具设计与数控加工领域的重要作用不言而喻。而且，UG软件就社会与企业而言，其节省成本与高效提供方案等优势不仅高度适用快节奏高效率的市场环境，还在很大程度上为机械工程设计行业发展奠定了坚实的基础，对于未来科学技术的发展也起到了良好的导向作用。

 

　　3 基于UG软件的数控加工与模具设计

 

　　3.1 模具设计

 

　　在社会经济快速更新发展趋势下，相同产品对于创新性的要求不断提高，在此市场环境下，UG软件在模具设计中应用的重要性便越来越突出，若是依旧由传统方式加工模具，很容易造成市场供不应求的局面，UG软件在实践应用中，不仅可在很大程度上节省人力、经济、物力等资源，还可节约时间，提升生产效率。同时基于UG软件特征，于虚拟环境完全一对一仿真模拟，以此在系统中创建的零部件库与标准零部件库之间是相互共通的，并非不合格零部件，所以在数据互通保障下，还能减轻生产人员劳动量，提高生产加工效率。所以基于UG软件的模具设计科学可行，这就为虚拟环境下的仿真模拟生产投入实践奠定了坚实的基础，同时对模具设计也发挥着重要实践应用意义[2]。

 

　　3.1.1 图纸设计

 

　　在零部件模具设计中图纸设计扮演着不可或缺的重要角色。随着数控加工技术在零部件模具设计中的广泛应用，在绘制图纸时，要求也不断提高，特别是零部件尺寸与比例等都需要严格把控。图纸设计可全面生动地展现零部件加工制造整个过程，而精确清晰的图纸可以促使工作人员在加工之前全方位清楚直观地检查零部件各个加工制造环节，以及时纠正不科学、不合理的零部件设计环节，进而避免在加工制造时造成不必要的资源浪费，还可减少损失，显着提升加工效率。

 

　　3.1.2 刀具选择

 

　　在模具设计与数控加工中，刀具选择也十分关键。硬度、强度、耐用度较高是刀具的基本特性，所以在刀具选择方面，应注重充分考虑其自身特性。此外，还要重视刀具断屑性与抗脆性，选取断屑性较强的刀具，可为零部件设计提供有利帮助，节约时间与材料，降低成本，提升零部件生产加工效率。选择好的道具是零部件加工的重要前提条件，即使在较差环境下依旧可以开展生产加工工作。而较为简单的工具，例如车刀等合金工具，需对其导热性与强度进行综合考虑，其中强度较高的车刀可显着提升零部件加工制造效率，节省成本，减少耗时。

 

　　3.1.3 装夹方式

 

　　在高效工作基础上，应根据实际情况合理选择零部件模具设计装夹方式，此方式应具备可高效应用车窗的功能与性能。简言之就是在每次装夹结束后，使其操作一次性完成，通过数控加工，最大程度上完成全部待加工零部件的加工处理，减少加工前对刀环节，并注意刀具与工件具体位置，就实际情况适度灵活调整，设计科学可行方案，有效解决零部件的模具设计与数控加工生产缺陷，避免延误时间，或者引发事故。而且正确合理的装夹方式可提升生产效率，为零部件加工提供一定的时间保障，以适当减少对刀次数加以实现，同时还可节省成本，降低经济损失[3]。

 

　　3.2 数控加工

 

　　UG软件于数控加工的关键应用体现在实现了现实与虚拟的有机融合。在实际工作过程中，基于UG软件可实现以理论基础为载体的虚拟加工。而在虚拟环境中，所选机床模型、刀具型号、配件、加工流程，可完全根据现实模式进行，且就不同加工环境与数据信息，面向加工制造科学合理更换所使用的工具设备与具体流程等等。以此方式可实现加工制作流程可视化，可以根据具体状况改进优化全过程。因此UG软件在数控加工中，是可以实现虚拟与现实高度融合的，不会发生虚拟建设加工无法投入实践应用的不良现象[4]。

 

　　4 实例分析

 

　　4.1 零部件设计

 

　　根据零部件工作条件与强度要求，详细分析结构特性与量产需求，精密锻造加工具备其自身独特优势，即加工精确度较高，锻件力学性能良好，生产效率相对偏高等等。以高压精密锻造工艺进行零部件模具设计与数控加工，通过UG绘制零部件图纸，即连接传动零部件，以1Cr17Ni为材料，结构组织需均匀且致密，外部应干净光滑且无缩孔气孔。基于零部件结构特性，以明确锻件分型面。

 

　　4.2 模具设计

 

　　基于压机吨位与产品特征，着眼于提升生产效率，零部件模具选择一模两腔结构形式。作为模具核心构成，凸模形状复杂，加工要求较高，精确度与锻件精度息息相关。凸模具体如图1所示。
 

　
　图1 零部件凸模   

 

　　凹模具体如图2所示。

 

　　4.3 数控加工

 

　　基于生产加工条件，以详细分析模具结构特性，明确产品毛坯与加工设施设备。模具数控加工工艺方案具体如表1所示。

 

　　表1 模具数控加工工艺路线方案    
 

 

　图2 零部件凹模   

 

　　以模具加工工艺路线方案为基础，基于UG软件的CAM模块进行加工工序构建，即构建加工坐标系、明确零部件与毛坯及切削区域、创建刀具、设计工艺路线方案、创建加工工具、生成加工刀路、生成道路运动轨迹，以动态化仿真模拟。所谓刀路轨迹实际上就是刀位源文件，需调取专项后处理器，面向刀路轨迹文件完成后置处理，自主自动转变成与设备加工要求相符的编程代码。通过铣床、磨床、加工中心等，加工处理毛坯与型腔，以得到与图纸要求相符的模具，然后经过热处理分析强化模具整体强度。通过检测与实践表明，此零部件模具加工制造精确度与物理性能整体较好，与要求相符，且生产效率有明显提升，可投入实践运用[5]。

 

　　5 结语

 

　　综上所述，UG软件应用范围广泛，对于不同工作环境适应能力较强，不论怎样，UG软件配备与需求都属于硬性要求，所以深入探究UG软件于数控加工与模具设计中的应用具有十分重要的现实意义。本文通过实例分析表明，基于UG软件进行零部件模具设计与数控加工，不仅可保证加工精确度，可优化零部件力学性能，还可显着提升加工生产效率。

 

　　参考文献

 

　　[1] 张立昌，杨根.基于UG-CAM模块非标零件的模具设计与数控加工[J].舰船电子工程，2019,39(8):190-193.

　　[2] 阳夏冰，杨素华.基于UG的控制器支架热流道注塑模具设计与成型件数控加工[J].中国塑料，2019,33(8):112-117,143.

　　[3] 陈彦兆.UG软件在数控加工与模具设计方面的使用探讨[J].现代工业经济和信息化，2019,9(8):60-61.

　　[4] 赵娟.UG注塑模具设计与数控加工应用[J].山东工业技术，2017,(1):242.

　　[5] 周晓龙.UG软件在数控加工与模具设计方面的使用探讨[J].科技展望，2017,27(12):70.