介绍了利用UG软件的CAM功能加工轮胎模具块的过程，阐述了如何设置加工操作模板的父节点，以编制简单实用的块加工数控程序。汽车工业的发展日新月异，新产品层出不穷。轮胎模具是轮胎制造的重要工艺装备，对轮胎质量起着决定性的作用。摘要：主要论述了利用CAD/CAM技术和UG软件的CAM功能模块，结合轮胎模具的加工特点，编制合理有效的轮胎模块数控加工程序，从而提高模具质量，缩短加工周期。1 .轮胎模块数控加工技术方案的制定。我公司现有加工轮胎模块的基础CAD/CAM集成环境为：NX4 UG软件10套，DMG 60T五轴数控加工中心, 2套，连接机床PC台。利用UG软件进行轮胎模具三维建模、刀位文件生成、NC代码后置处理、NC程序生成和切削仿真。车间PC机通过网络将程序传输到机床，数控机床加工轮胎模具钢花块产品。由于一个花纹块是由若干个节距排列而成的，所以可以先算出每个单节距的粗加工、半精加工和精加工操作，然后根据节距排列旋转复制单节距的加工操作模板，生成整个花纹块的加工轨迹，再根据DMG 60T机床的操作系统(Haidenhain)和机床的结构，利用UG软件中的Post Builder创建后处理文件，从而生成可识别的机床NC文件代码。数控程序生成后，可通过网络传输到车间微机，再通过RS232接口传输到DMG 60T五轴数控加工中心进行加工。花纹块的数控加工方案如图1所示。图1轮胎模块加工工艺方案2 UG CAM加工模块数控编程。编制数控程序的关键是设置加工操作模板的四个父节点：确定加工坐标系、刀具、切削参数和加工方法(粗加工/半精加工/精加工)。2.1加工坐标系的确定UG提供了强大的坐标系设置功能，包括绝对坐标系、工作坐标系wCS和加工坐标系MCS。根据不同的装夹工位，可以为一个工件设置多个加工坐标系。建立加工坐标系应遵循以下原则：(1)一般情况下，加工坐标系应与工件坐标系一致。(2)坐标原点应设置在操作者最能快速对刀的位置。(3)对称零件的坐标原点应选在对称轴上。这里，我们在DMG 60T数控机床上夹紧缸体，完成粗加工和精加工。因此，轮胎模具块的加工原点位于圆柱体上，该圆柱体的中心位于整个块的内径中。2.2刀具选择数控机床使用的刀具可分为：盘形铣刀、平底圆柱端铣刀、球头圆柱端铣刀、R角圆柱端铣刀、球头圆锥端铣刀等。盘形铣刀主要用于切削试样毛坯的粗加工和花纹块两个倾斜端面的加工。通常使用直径为66(R6)毫米的刀具。平底圆柱端铣刀主要用于花纹块型腔的粗加工、根部清理和型腔底部的精加工等。一般使用直径20、16、8、6mm的刀具。R形圆柱端铣刀主要用于花纹块型腔侧壁的半精加工，一般使用直径为10(R1)mm的刀具。球头圆柱端铣刀主要用于各种轮廓的精加工和局部根部清理。一般使用直径10、6、2mm的刀具。2.3加工参数的设定加工中重要的切削参数有主轴转速、进给速度、加工行距(剩余高度)、加工余量等。选择这些参数时，既要考虑零件的加工精度，又要考虑加工效率。属
第2.4页单节距块粗加工：首先用所有节距引导块主模型或根据已知条件建立块主模型(图2)，然后根据筋的形状通过布尔运算建立单节距铣削型腔毛坯。一般来说，单间距类型是通过切片的方式进行的。
腔的粗加工。因此在UG中选择Cavity-mill型腔铣铣削加工子类型，选择端铣刀做开粗加工，这是因为其抗力小，加工速度高。选择铣腔毛坯的侧壁和底面作为零件几何体，并选择铣腔毛坯作为毛坯(blank)，采用多层切削方式，根据刀具供应商提供的切削参数设置每层切削深度及切削步距，采用螺旋进刀方式，以避免垂直下刀对刀具产生冲击，给定刀轴矢量方向，采用逆铣加工，生成粗加工刀具轨迹如图3所示。图2 含所有节距的花纹块主模型
图3 单节距型腔粗铣刀具轨迹
2.5 花纹块单节距的半精加工
余量均匀化是精加工的重要前提。经过粗加工后，大部分余料已去除，但型腔型面上的余料为台阶状，并不均匀，为使余量均匀并为后面的精加工做准备，需进行半精加工。型腔的半精加工可采用等高轮廓铣(ZLEVEL-PROFILE-STEEP)切削方法分层加工，这种加工方法适用于加工较陡、较深的型面，等高切削可使刀具受力均匀、震动小，在此处特别适于花纹筋侧壁的半精加工，选择直径为10mm、底部为R1mm的整体硬质合金刀具，设置每层切削深度0.2mm，零件表面留0.1mm的余量，生成花纹筋侧壁的半精加工刀具轨迹(图4)。
图4 单节距半精铣刀具轨迹
2.6 花纹块的精加工
在精加工中宜采用高刀路密度、小吃刀量、快速进给来提高加工速度和型面精度。精加工时选择可变轴轮廓铣(Variable Contour)，驱动方法可用曲面驱动(Surface)、边界驱动(Boundary)等，加工精度通过残留高度(Scallop)控制，设置该参数时既要考虑加工精度又要考虑加工效率。为了得到光顺的花纹筋表面，精加工时应尽量避免多次接刀，刀具则要选择球刀，以包络出光顺的花纹筋表面。
以上各单节距的粗/半精/精加工刀具轨迹生成后，可根据花纹块节距排列图，经旋转复制形成整块花纹块的粗/半精/精加工刀具轨迹。
将刀具轨迹优化排列后，经UG中设定的后置处理文件，生成机床可识别的数控代码NC程序，即可用于数控加工。
3 结束语
应用UG CAM进行轮胎模具花纹块的数控加工，提高了模具加工精度和效率，为企业在激烈的市场竞争中赢得生存和发展提供了强有力的保障。
