关于UG波形弹簧冲压模具数控加工.pdf

学兔兔 务l 匐 基于UG的波形弹簧冲压模具数控加工 CNC machiningbased onUG forstam pingdieofw aveof rm spHng 刘 宏，罗丽丽 LIUHong．LUO Li．1i (中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，绵阳621900) 摘 要：本文针对波形弹簧的大规模生产需求，结合U(3在复杂曲面造型与数控加工方面的优势，采用 双三次B样条曲面造型方法，建立了波形弹簧生产所需的冲压模具几何模型，并从加工工艺角 度，对模具数控加工中的关键问题展开分析，实现了最优小刀具半径的选择、刀具路径合理 规划以及粗精加工参数设置。应用结果表明：加工出的模具表面形状精度符合设计要求，能 够实现波形弹簧的精密冲压。 关键词t波形弹簧；双三次B样条；数控加工；UG软件 中圈分类号：TH16 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2013)o7(上)-0004—03 Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2013．07(I-)．02 0 引言 随着高端设备与精密仪器仪表的开发与制 造，各种复杂型面的零件越来越多地应用到产品 设计与制造中。目前，随着UG等具有强大功能的 CAI)／CAM软件在生产实际中的应用，更进一步提 高了各种复杂型面的设计与加工能力。 UG是面向产品设计与制造的高端软件，给用 户提供 了一个基于过程 的产品设计环境，使产品 图1波形弹簧设计图 开发从设计到加工真正实现了数据 的无缝集成， 实现高效优化的 目标 。文 中针对波形弹簧这种特 殊型面，在UG软件的开发环境下，实现其模具的 三维空间造型，并结合数控加工刀具半径选择原 则，优选刀具半径，实现了对波形弹簧模具从建 模到数控加工的全过程优化。 I玺I2 波形弹 簧设 计 图 1波形弹簧模具建模 近精度与光顺性，进而影响总体 曲面的质量 。针 1．1波形弹簧曲面特点 对波形弹簧成型面采用双三次B样条曲面造型方 波形弹簧结构设计如图1所示。其技术要求是 法，实现光滑、光顺 以及 由点坐标严格控制的曲 面H】。双三次B样条曲面，其数学模型的矩阵表达 在极坐标平面 内对同一方位上的曲面上的点高度 严格一致，并要求弹簧表面平滑、光顺。由于其 式为 ： 厚度为0．25n~n，其加工方式常采用冲压成型。 rBu(，v)=∑Ⅳ3。@ ，(v)Bi，= [】[础 ]【， f，j=o 波形弹簧冲压模具的关键部位为波形弹簧成 型面，成型面的建模方法与加工质量直接影响波 0 ，V 1 (1) 形弹簧的冲压成型质量。图2为波形弹簧冲压凹模 式中：【，【】-z【，。2／ 1]， ]=[1，vvl】， 示意图。 1．2模具建模理论