0 引言

　　模具是工業生產的主要工藝裝備。CAD／CAM技術應用在產品設計。尤其是模具設計中更為廣泛，UG是在模具設計與加工中廣泛應用的CAD／CAM軟件．為工程技術人員提供了強大的應用工具，包括產品設計、工程分析、繪制工程圖、模具設計以及數控編程加工等。

　　UG軟件的注塑模模塊Moldwizard模塊。只需設計出產品的3D模型．就能設計與產品參數相關的三維實體模具和模具工程圖。大大提高了設計效率。模具的復雜的型芯或型腔加工方面，利用UG軟件提供的UG／CAM模塊。可完成平面銑、型腔銑和規定軸曲面輪廓銑等數控編程。以數碼相機前蓋為例．探討模具CAD／CAM一體化應用。使模具在設計的同時，就可進行制造階段相應的數控編程工作．縮短模具制造周期。

1 基于UG／Moldwizard的注塑模具設計

　　1.1 產品的工藝分析

　　本塑料件為數碼相機前蓋，三維結構如圖1所示。產品的材料為PPO，厚度為2 mm，產品的要求是強度高、耐腐蝕和摩擦，并且要求產品的表面光滑，容易清潔處理。產品的側面有形狀，為了保證該零件的成型，采用側面抽芯機構。產品的生產批量為大批量生產，外形尺寸較小，采用一模四腔的模具結構。

　　1.2 模具設計準備過程

　　在UGNX的注塑模向導模塊下，利用【項目初始化】命令將數碼相機前蓋的三維模型加載到UG工作環境中，根據相機前蓋的結構特點和尺寸精度要求，設置收縮率為1.010，系統經過自動計算并調入模型。然后定義模具坐標系，通過移動及旋轉產品坐標系調整到與模具坐標系相同的位置，開模方向為Z軸的正方向，同時也是頂出方向，鎖定模具坐標系，完成模具坐標系的設置。根據制件外形尺寸和模具壁厚來完成工件尺寸的設置。零件的外形尺寸較小，生產批量大，采用多型腔設計，可采用一模四腔的模具結構。修補實體為產品模型的內部開口部分創建分型面和實體，因塑件的內部結構較復雜，塑件存在通孔和碰撞面，需要進行修補，才能保證順利分型。

　　1.3 分型設計

　　分型面是模具型腔分開以便取出制品來分離的接觸表面，目的是便于將工件從密閉的模具型腔內取出，并實現嵌件或澆注系統凝料的取出，從而形成模具的型腔和型芯部件。分型設計是注塑模設計的關鍵，包括分型線設計、分型面設計和創建模具的型芯和型腔等步驟。

　　1.3.1 建立分型線

　　分型線可采用自動或手工2種方式完成。在制件設計時做好了拔模斜度，使用“分型線管理器”，自動完成分型線的收縮，分型線如圖2所示。

圖2分型線效果圈

　　1.3.2 創建分型面

　　Moldwizard提供的創建分型面的方式有拉深、掃描和有界平面等，由于圖2所示的分型線不在同一平面上，需要定義過渡點將分型線劃分成更小的分型段，然后把各分型段以不同的方向拉深成分型面，繼續利用拉深和有界平面進行拉深分型面，最終得到的分型面如圖3所示。

　　1.3.3 創建型芯和型腔

　　分型面創建完后，采用“抽取區域”功能，必須保證提取面的總數等于型腔面和型芯面的個數總和。利用創建型腔和型芯功能來完成型芯和型腔結構，其結構如圖4和圖5所示。

　　1.4 后續處理

　　一套完整的注塑模具還需要模架做支撐，需要澆注系統來完成注射過程，頂出機構實現將塑件頂出模具型腔，需要側抽芯機構完成側面形狀成型，其所有零件可以通過調用模架和標準件來實現。本模具設計包括添加模架、標準件、滑塊、澆注系統和冷卻系統設計等。2 模具數控加工

　　使用UG對型芯進行計算機輔助加工，這一過程與前面CAD部分有機結合，是CAD／CAM系統的關鍵環節。根據零件的結構工藝性和加工條件進行分-析，確定其加工工序為：型芯粗加工-型芯側面精加工-型芯外分型面精加工-固定軸曲面輪廓銑。

　　2.1 型芯加工工藝分析

　　加工工藝的制定從根本上決定了數控程序質量。加工工藝分析和規劃的主要內容包括：毛坯工件的選擇、加工區域的確定、工藝路線的擬定、加工刀具的選擇、走刀路線和切削用量的確定等。型腔毛坯六面平整，尺寸為130 mm*160 mm*35 mm，材料為45鋼。

　　2.2 刀具軌跡生成過程

　　(4)分別創建加工操作

　　(5)進行型芯精加工，型芯的高精加工如圖12所示

　　(6)仿真加工，所有的刀具軌跡生成完后，進行數控模擬仿真，。

　　2.3 后置處理生成數控代碼及程序輸出

　　后置處理是將生成的加工程序或刀具軌跡進行處理，生成機床能識別的標準代碼文件。通過計算機模擬數控加工，確認符合實際加工要求時，最后，將后處理之后的程序傳入特定數控機床完成數控加工。

3 結論

　　以UG／Moldwizard和UG／CAM模塊為平臺，完成了數碼相機前蓋注塑模具的設計和模具型芯的數控編程加工，縮短了模具研發時間，大大提高了模具的加工精度和生產效率。