0 引言

　　模具是工业生产的主要工艺装备。CAD／CAM技术应用在产品设计。尤其是模具设计中更为广泛，UG是在模具设计与加工中广泛应用的CAD／CAM软件．为工程技术人员提供了强大的应用工具，包括产品设计、工程分析、绘制工程图、模具设计以及数控编程加工等。

　　UG软件的注塑模模块Moldwizard模块。只需设计出产品的3D模型．就能设计与产品参数相关的三维实体模具和模具工程图。大大提高了设计效率。模具的复杂的型芯或型腔加工方面，利用UG软件提供的UG／CAM模块。可完成平面铣、型腔铣和规定轴曲面轮廓铣等数控编程。以数码相机前盖为例．探讨模具CAD／CAM一体化应用。使模具在设计的同时，就可进行制造阶段相应的数控编程工作．缩短模具制造周期。

1 基于UG／Moldwizard的注塑模具设计

　　1.1 产品的工艺分析

　　本塑料件为数码相机前盖，三维结构如图1所示。产品的材料为PPO，厚度为2 mm，产品的要求是强度高、耐腐蚀和摩擦，并且要求产品的表面光滑，容易清洁处理。产品的侧面有形状，为了保证该零件的成型，采用侧面抽芯机构。产品的生产批量为大批量生产，外形尺寸较小，采用一模四腔的模具结构。

　　1.2 模具设计准备过程

　　在UGNX的注塑模向导模块下，利用【项目初始化】命令将数码相机前盖的三维模型加载到UG工作环境中，根据相机前盖的结构特点和尺寸精度要求，设置收缩率为1.010，系统经过自动计算并调入模型。然后定义模具坐标系，通过移动及旋转产品坐标系调整到与模具坐标系相同的位置，开模方向为Z轴的正方向，同时也是顶出方向，锁定模具坐标系，完成模具坐标系的设置。根据制件外形尺寸和模具壁厚来完成工件尺寸的设置。零件的外形尺寸较小，生产批量大，采用多型腔设计，可采用一模四腔的模具结构。修补实体为产品模型的内部开口部分创建分型面和实体，因塑件的内部结构较复杂，塑件存在通孔和碰撞面，需要进行修补，才能保证顺利分型。

　　1.3 分型设计

　　分型面是模具型腔分开以便取出制品来分离的接触表面，目的是便于将工件从密闭的模具型腔内取出，并实现嵌件或浇注系统凝料的取出，从而形成模具的型腔和型芯部件。分型设计是注塑模设计的关键，包括分型线设计、分型面设计和创建模具的型芯和型腔等步骤。

　　1.3.1 建立分型线

　　分型线可采用自动或手工2种方式完成。在制件设计时做好了拔模斜度，使用“分型线管理器”，自动完成分型线的收缩，分型线如图2所示。

图2分型线效果圈

　　1.3.2 创建分型面

　　Moldwizard提供的创建分型面的方式有拉深、扫描和有界平面等，由于图2所示的分型线不在同一平面上，需要定义过渡点将分型线划分成更小的分型段，然后把各分型段以不同的方向拉深成分型面，继续利用拉深和有界平面进行拉深分型面，最终得到的分型面如图3所示。

　　1.3.3 创建型芯和型腔

　　分型面创建完后，采用“抽取区域”功能，必须保证提取面的总数等于型腔面和型芯面的个数总和。利用创建型腔和型芯功能来完成型芯和型腔结构，其结构如图4和图5所示。

　　1.4 后续处理

　　一套完整的注塑模具还需要模架做支撑，需要浇注系统来完成注射过程，顶出机构实现将塑件顶出模具型腔，需要侧抽芯机构完成侧面形状成型，其所有零件可以通过调用模架和标准件来实现。本模具设计包括添加模架、标准件、滑块、浇注系统和冷却系统设计等。2 模具数控加工

　　使用UG对型芯进行计算机辅助加工，这一过程与前面CAD部分有机结合，是CAD／CAM系统的关键环节。根据零件的结构工艺性和加工条件进行分-析，确定其加工工序为：型芯粗加工-型芯侧面精加工-型芯外分型面精加工-固定轴曲面轮廓铣。

　　2.1 型芯加工工艺分析

　　加工工艺的制定从根本上决定了数控程序质量。加工工艺分析和规划的主要内容包括：毛坯工件的选择、加工区域的确定、工艺路线的拟定、加工刀具的选择、走刀路线和切削用量的确定等。型腔毛坯六面平整，尺寸为130 mm*160 mm*35 mm，材料为45钢。

　　2.2 刀具轨迹生成过程

　　(4)分别创建加工操作

　　(5)进行型芯精加工，型芯的高精加工如图12所示

　　(6)仿真加工，所有的刀具轨迹生成完后，进行数控模拟仿真，。

　　2.3 后置处理生成数控代码及程序输出

　　后置处理是将生成的加工程序或刀具轨迹进行处理，生成机床能识别的标准代码文件。通过计算机模拟数控加工，确认符合实际加工要求时，最后，将后处理之后的程序传入特定数控机床完成数控加工。

3 结论

　　以UG／Moldwizard和UG／CAM模块为平台，完成了数码相机前盖注塑模具的设计和模具型芯的数控编程加工，缩短了模具研发时间，大大提高了模具的加工精度和生产效率。