基于UG的三通模具数控加工及仿真建模

农业技术与装备
AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EQUIPMENT
Vol.338No.02
FEB.2018
Yu Fengchan,Zhai Pengfei,Xu Zhiwei,Liu
Jie
The mold has always been the"mother of the industry"reputation.Today,most precision molds are made by CNC machining.In this paper,the main use of NX7.5UG software,with Tee-fitting Mould,for example,is divided into
three parts,the first is the process of drawing the mold,the second is the programming process,the third is the simulation
process.The above three steps can be used to get the accurate machining procedure,which drives the machining of the
machine
tool.
Mold,CNC machining,simulation
基于UG的三通模具数控加工及仿真建模
尉丰婵，翟鹏飞，徐志伟，刘洁
(山西农业大学信息学院，山西太谷030800)
摘要模具素来就有“工业之母”的美称。

而如今大多数精密模具是由数控加工完成的。

文章主要运用
UG NX7.5软件，以三通模具为例，分3部分进行阐述，一是三通模具的绘制过程，二是编程过程，三是仿真
加工过程。

运用以上三步可以得到准确的加工程序，驱使数控机床的加工。

关键词模具数控加工仿真
中图分类号TB1文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2018.02.034
随着工业的发展，社会的进步以及对审美的提升，对
模具的要求越来越高，普通的机械加工已经很难满足对模
具的要求，所以数控加工在模具的加工方面大显身手。

数
控，顾名思义就是数字控制的意思，由程序代码控制机床
的运动，从而实现对工件的加工。

数控加工是近几十年兴
起的，在现今的机械加工中，占据了重要的位置。

数控加工
的优点明显，比如，可以解放劳动力、可以得到高质量的产
品、可以加工形状复杂的产品等等。

但是数控加工也对操
作者提出了更高的要求。

而仿真加工在数控加工中是很重
要的一步，仿真加工是运用电脑软件对加工工件的程序模
拟，这是可以判断程序是否正确，可以验证是否存在撞刀
或是撞机的可能，从而降低损失。

1三通模具的三维图形绘制
本节基于UG NX7.5版本，阐述三通模具的下模的建
模与数控仿真实例。

Step1.打开软件，弹出NX Power Drafting7.5对话框，
点击“模型”弹出“新建”对话框，点选模型，单击确定。

Step2.弹出如图1所示建模的界面。

点选xoy平面，单
击确定，在键盘上按F8键，使xoy平面正视于自己。

点选
草图框中的矩形命令，弹出“矩形”对话框，选择第三种方
法绘制矩形。

Step3.第一点选择中心，第二点选择x轴，第三点点击
第一象限。

完成矩形的绘制，然后进行约束。

如图2所示，
则草图绘制完成。

图1建模图2草图
Fig.1Modeling Fig.2The sketch
Step4.创建零件的基础特征——
—拉伸。

单击菜单栏插
入。

单击设计特征弹出菜单栏，单击拉伸按钮，弹出“拉伸”
对话框。

选择曲线为所画矩形，距离为50mm，其他选项均
为默认值。

单击确定，完成对草图的拉伸。

拉伸完成后的得
到实体模型。

Step5.创建零件的第二个特征——
—拉伸切除。

单击模收稿日期2018-01-30
作者简介尉丰婵（1985-），女，山西人，讲师，研究方向：智能
制造。

文章编号：1673-887X(2018)02-0083-03
83
型的x 轴所指的侧面。

弹出快速拾取对话框。

单击第一个即可选中x 轴侧面。

点击F8键使视图正视于自己。

绘制第二个草图。

单击设计特征弹出菜单栏，单击拉伸按钮，弹出“拉伸”对话框。

单击结束的黑色箭头，选择贯穿，布尔运算为求差。

单击“确定”完成拉伸切除。

Step6.创建第三个特征———拉伸切除。

选择模型的y 轴所指的侧面。

弹出快速拾取对话框。

单击第一个即可选中y 轴侧面。

点击F8键使视图正视于自己。

绘制第二个草图。

单击设计特征弹出菜单栏，单击拉伸按钮，弹出对话框。

单击“结束”的黑色箭头，选择直至下一个。

单击确定实体模型如图3所示。

Step7.创建第四个特征———拉伸切除。

选择零件的上表面。

绘制第四个草图，并进行数值约束。

单击设计特征弹出菜单栏，单击拉伸按钮，弹出“拉伸”的对话框。

单击结束的黑色箭头，结束选择值，距离输入10mm ，布尔运算为求差，单击确定。

结果如图4所示的模型。

图3模型图4模型Fig.3Model
Fig.4Model
到此已经完成了下模型的所有图形绘制工作。

而上模与下模相似，只是定位孔的位置相反，在这里则不重复阐述[1]。

2基于UG NX7.5的数控程序编制
型腔铣主要用于粗加工，可以切除大部分毛坯材料，几乎适用于加工任意形状的几何体，可以应用于大部分的粗加工和直壁或者斜度不大的侧壁的精加工，
也可以用于清根操作。

型腔铣以固定刀轴快速而高效地粗加工平面和曲面类的几何体[2]。

型腔铣和平面铣一样，刀具是侧面的刀刃对垂直面进行切削，底面的刀刃切削工件底面的材料，不同之处在于定义切削加工材料的方法不同。

Step1.打开模型文件；
Step2.进入加工环境。

选择下拉菜单开始，
加工命令，系统弹出“加工环境”对话框；在“加工环境”对话框要创建的CAM 设计，下拉菜单中选择mill contour 选项；单击确定按钮，进入加工环境。

Step3.选择下拉菜单插入的操作命令，系统弹出“创建操作”对话框。

类型处选择mill contour ，工序子类型选择，单击确定。

弹出“型腔铣”对话框。

单击指定部件右侧图标，
弹出“部件几何体”对话框。

Step4.单击“指定切削区域”右侧的图标，弹出“切削区域”对话框。

点选模型中两个型腔如图5所示。

图5型腔Fig.5Cavity
单击确定完成几何体的选择。

Step5.在“型腔铣”对话框中，点刀具栏中，弹出“新的刀具”对话框。

类型处选择mill contour ，刀具子类型处选择，名称为D6。

单击确定。

弹出“铣刀-5参数”对话框，直径输入6。

单击确定。

Step6.在“型腔铣”对话框中单击切削模式的下拉箭头，弹出的“刀轨设置”窗口，选择刀具平直百分比为50，没刀的公共深度为恒定，
距离为0.5mm 。

单击确定。

Step7.在“型腔铣”对话框中单击“切削参数”系统弹出“策略”对话框，在“策略”选项卡中，“切削方向”为“顺铣”，“切削顺序”为“层优先”，“刀路方向”为“向外”。

再单击“连
接”选项卡，“区域顺序”选择“优化”。

单击确定。

Step8.在“型腔铣”对话框中单击“非切削移动”系统弹出“非切削移动”对话框，“进刀类型”选择螺旋线，单击确定。

Step9.在“型腔铣”对话框中单击“进给率和速度”系统弹出“进给率和速度”对话框，主轴速度方框中进行勾选，速度输入3500，单击确定。

3生成刀路轨迹并仿真
Step1.在“型腔铣”对话框中单击“生成”按钮在图形区
生成图6所示的刀路轨迹。

Step2.在图形区通过旋转、平移、放大视图，再单击“重播”按钮即可以从不同角度对刀路轨迹进行查看，以判断其路径是否合理。

Step3.在“型腔铣”对话框中单击“确认”按钮，系统弹出“刀轨可视化”对话框[3]。

Step4.使用3D 动态仿真。

在“刀轨可视化”对话框中单击3D 动态选项卡，其他参数采用系统默认的设置值；单击“播放”按钮单击“OK ”。

Step5.弹出“临时毛坯”对话框，点选“自动块”，单击确定按钮。

Step6.可见图形区如图7所示。

·农业装备·
尉丰婵翟鹏飞徐志伟等：基于UG 的三通模具数控加工及仿真建模
84
农业技术与装备
AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENT Vol.338No.02FEB.2018
速的找到错误。

当所有模块都调试好以后，再把全部的模块安排到一个面板上，这样就构成了一个总的设计。

4系统调试
小功率电机调速系统的实物图如下。

图2
实物连接图
Fig.2Physical connection diagram
所有的硬件设施在固定好以后，
接通电源，而对电源的要求首先它是一个变压器，
能够把220V 的电压转变为12V ，把这个12V 的电压传送给电源模块，它上边有7806和7805两个芯片可以把12V 的电压转变6V 和5V 的电压，6V 的电压接电机驱动，5V 的电压接XS128微型计算机、LCD1602显示的和测速模块。

通电以后，电机运转会有固定的转速，此转速为5000n/min 。

电机启动之后，其实际转速会迅速和预先设定转速进行比较。

最开始的时候没有预先设定转速，电机会逐渐地停下来。

在设计中通过手动按键输入了预设转速，按键总共有千、百、十、个位4个挡位，手动按键将键按下去一次，这个位的值就增加一，使用该方法来预设电机转速。

将转速设定好之后，实际的转速会和这个预定的转速相比较，并且反馈给XS128微型计算机。

XS128微型计算机对速度进行比较，利用调控占空比的大小从而改变电机的实际转速，让其大小和预先设定的转速一样。

在实际操作中误差是不可避免的，所以该设计中不可能对系统进行精准的调控，调速电机之后，要能让电机的实际的转速相对稳定在预先设定转速的最佳合理范围内。

这样就能让电机的实际转速在预设值附近摆动。

参考文献
[1]
张相军,陈伯事.直流伺服电机控制系统中PWM 调制方式对换向转矩脉动的影响[J].电机与控制学报,2003,02(3):6-11.[2]
张昊.小功率直流伺服电机智能调速系统研究[D].哈尔滨:东北工业大学,2013.[3]
李先祥,周波.单片机在直流伺服电机调速中的应用[J].计算机仿真,1998,01(6):21-36.[4]
杜树春,等.单片机应用系统开发实例详解[M].第一版.北京:机械工业出版社,2009:12-13.[5]
邓天华.基于DSP 的小功率直流电机转速的控制研究[D].武汉:武汉理工大学
,2007.
图6
刀路轨迹
图7
临时毛坯
Fig.6Knife road track Fig.7Temporary blank
4结论
本篇论文运用UG 软件，对三通模具的数控程序进行
编程。

通过编程及仿真过程，可以验证程序是否正确。

极大的节省人力成本及时间成本，同时也减少程序错误对工件和机床造成的伤害。

参考文献
[1]王敏杰,于同敏,郭东明.中国模具工程大典[M].北京:电子工业
出版社,2007:57-104.[2]
郑修本.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,2011:77-157.
[3]樊军庆.数控技术[M].北京:机械工业出版社,2012:15-35.
（上接第82页）
85。