1 UG CAD在鍛造模具方面的應(yīng)用

　　UG具有參數(shù)化設(shè)計(jì)、非參數(shù)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)大的空間曲面設(shè)計(jì)的功能。UG在鍛造模具CAD方面應(yīng)用分成兩部分

　　(1)三維鍛造產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)

　　(2)鍛造模具三維造型設(shè)計(jì)。

　　1.1 UG在CAD三維鍛造產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)說明

　　完善的三維鍛造產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是下一步鍛造模具設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。鍛造產(chǎn)品三維造型是由點(diǎn)、線、面等基本數(shù)據(jù)通過拉深、旋轉(zhuǎn)、掃面、放樣、倒角、切分、曲面縫合、布爾運(yùn)算、拔模、抽殼等命令完成簡到繁的設(shè)計(jì)過程來實(shí)現(xiàn)毛坯輪廓實(shí)體。

　　在UG中進(jìn)行鍛造產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)基本原則是多余的部分去掉、少的部分補(bǔ)充上--即多去少補(bǔ)的原則。鍛造產(chǎn)品三維造型設(shè)計(jì)中曲面造型是最復(fù)雜和最難完成的工作，現(xiàn)曲面數(shù)據(jù)來源一般有3種方法：一是原創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，此法可用自己的思路由草圖逐步建立曲面模型;二是根據(jù)客戶提供二維圖紙進(jìn)行曲面造型設(shè)計(jì)，即所謂圖紙?jiān)煨?三是逆向工程學(xué)法設(shè)計(jì)，即通過點(diǎn)測繪客戶產(chǎn)品或用三位掃瞄儀掃瞄客戶產(chǎn)品形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。

　　1.2 UG在三維鍛造模具圖的設(shè)計(jì)說明

　　由于金屬塑性變形程度是有一定限度的，所以鍛造最終一個(gè)毛坯是由多套模具組合完成的，一般可分為預(yù)鍛、初鍛、終鍛幾套鍛造模具。由于最終一個(gè)毛坯(即終鍛毛坯)是通過預(yù)鍛毛坯、初鍛毛坯一步步鍛造完成的，這就需要分別設(shè)計(jì)對應(yīng)的預(yù)鍛毛坯、初鍛毛坯且它們金屬質(zhì)量相等。

　　每套鍛造模具的上下模型腔是根據(jù)對應(yīng)的預(yù)鍛毛坯、初鍛毛坯、終鍛毛坯來完成的。下面以鍛造終鍛模具為例說明模具設(shè)計(jì)過程：

　　(1)導(dǎo)入三維終鍛產(chǎn)品造型見圖1(即終鍛毛坯造型)建立鍛造模具文件。

　　(2)設(shè)定收縮率。

　　(3)創(chuàng)建分模面。

　　(4)由三維終鍛產(chǎn)品圖通過抽殼、分割等命令完成上下模基本體設(shè)計(jì)，見圖2。

　　(5)終鍛模具模架和連接板等附件設(shè)計(jì)。

　　(6)裝配體運(yùn)動(dòng)模擬。

　　(7)創(chuàng)建模具工程圖。

　　模具材料的選擇：為了提高模具使用壽命，一般廠家將凸凹模都選用H13鋼，而其余輔助件為了降低成本可選用A3鋼。

　　2 UG CAM在鍛造模具方面的應(yīng)用

　　(1)可以用原有的三維鍛造凸凹模數(shù)據(jù)模型導(dǎo)人UG CAM中或直接用UG CAD設(shè)計(jì)鍛造凸凹模數(shù)據(jù)模型切換到UG CAM中(見CAD部分)。

　　(2)機(jī)加毛坯定義方式一種是通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式來定義毛坯。另一種是通過自己在UG CAD設(shè)計(jì)方式來定義毛坯形狀，此方式自由度比較高，可以通過不同圖層來顯現(xiàn)或隱藏來決定是否選取。第三種是用UG凸凹模造型通過偏置方式定義圓形或方形模具毛坯，此方式定義毛坯自由度比較低。

　　(3)鍛造模數(shù)控加工編程基準(zhǔn)點(diǎn)的確定方式。一種方式是用毛坯下端面中心點(diǎn)定義基準(zhǔn)點(diǎn)：此方式好處是數(shù)控加工后此點(diǎn)依然存在，數(shù)控修改模具時(shí)可再利用此點(diǎn)。另一種方式是用毛坯上端面中心點(diǎn)定義基準(zhǔn)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是加工容易找正。第三種是用毛坯邊面頂點(diǎn)定義基準(zhǔn)點(diǎn)。

　　(4)按鍛模加工精度等級(jí)順序分為：①粗加工②半精加工③精加工④清角加工⑤電極加工加工軌跡生成。

　　(5)刀具選擇：根據(jù)粗、精、清角加工位置不同特點(diǎn)選擇刀具見圖3(主要包括刀具種類、刀具材料選擇，刀頭形式、刀片尺寸，刀桿形狀、刀桿尺寸)。

　　(6)刀具主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)粗、精、清角加工位置和造型的不同特點(diǎn)制定加工轉(zhuǎn)速。

　　(7)刀具進(jìn)給率：根據(jù)粗、精、清角加工位置和造型的不同特點(diǎn)制定進(jìn)給率。

　　(8)按加工形式分：①面加工;②型腔加工(凸凹處);③側(cè)壁或橫切加工(側(cè)面或斜面);④曲面加工;⑤小曲面精加工曲面加工。

　　(9)鍛造加工軌跡生成見圖4。

　　(10)鍛造模仿真模擬加工：將加工出的模型與最終要求成品進(jìn)行對比觀察有無過切現(xiàn)象。

　　(11)通過后處理程序生成G代碼。

　　(12)用傳輸機(jī)將后處理生成G代碼文件傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床供機(jī)床使用。

　　應(yīng)用技巧：對G代碼文件如何修改有兩種方式：

　　①用記事本軟件對G代碼文件進(jìn)行修改。

　　②將生成G代碼文件傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床上后在機(jī)床面板上修改。由于UG功能過于強(qiáng)大，不要過于追求為了完全掌握軟件而學(xué)習(xí)軟件，而是應(yīng)該為應(yīng)用軟件而學(xué)習(xí)軟件。

　　3 結(jié)論

　　通過用UG NX進(jìn)行鍛造模具設(shè)計(jì)、制造CAD/CAM的分析研究，可以得出實(shí)踐結(jié)論用UG NX進(jìn)行設(shè)計(jì)編程可以降低設(shè)計(jì)成本、提高設(shè)計(jì)精度、縮短設(shè)計(jì)周期、提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)企業(yè)競爭力，它為我國早日實(shí)現(xiàn)鍛造產(chǎn)業(yè)世界先進(jìn)水平提供了有力工具。