我國輪胎模具的加工方式已開始向數控化方向發展，逐步摒棄傳統手工雕刻修補花紋工藝，改用五軸五聯動數控機床雕刻花紋，同時設計模式也由二維設計過渡到三維設計并采用成熟的CAD/CAM軟件進行數控編程。本文對輪胎模具基礎模的三維設計和數控加工做簡單介紹。

　　1輪胎花紋塊的三維造型(1)輪胎胎面模型利用UG軟件中的草圖(SKETCH)功能建立全相關的參數化型腔基礎曲線，并添加尺寸約束及幾何約束。使用掃描特征中的REVOLVEDBODY將型腔基礎曲線按回轉半徑和需要的花紋塊角度旋轉成輪胎胎面模型，結果如圖1所示。

　　(2)將花紋卷曲到胎頂曲面上根據用戶提供的型腔曲線，采用TIREMAP專用模塊將圖2所示的輪胎花紋平面展開圖卷曲到胎頂曲面上，得到花紋在輪胎頂部的三維曲線(花紋曲線為空間曲線)。

　　(3)花紋溝造型輪胎花紋空間曲線是構造花紋三維造型的基礎。使用UG三維自由曲面造型中的角度延伸片命令(EXTENSIONSHEET→ANGLED)，生成胎頂部位及胎側部位的花紋形狀，其中變角度面采用UG三維自由曲面造型中的掃描(SWEPT)生成，再通過修剪片體(TRIMSHEET)將多余的部分裁掉。通過以上操作得到的花紋溝造型如所示。

　　2輪胎模具花紋塊數控加工生成加工程序的關鍵是確定加工類型、設置加工參數、選擇合理的刀具及針對不同機床編制不同的后處理程序。具體參數的獲得需不斷試驗、修改及再試驗。UG可為不同加工情況提供多種優化的加工類型，實際應用中需結合實際情況并考慮各方面因素，綜合采用多種加工方法。本文主要介紹兩種與花紋塊加工密切相關的銑削加工。

　　(1)往復式曲面銑往復式曲面銑用于加工單獨的已裁剪曲面。

　　通過設定刀具半徑和余量在曲面上進行刀具偏置，可以指定銑刀軌跡方向，也可以使用系統產生的銑刀軌跡方向，采用單向切削或往復切削。往復式曲面銑的銑刀軌跡是平行的，驅動點在加工曲面上生成。可通過沿切削方向的弦公差(調節步長公差)控制輸入點數量，也可通過指定兩平行銑刀軌跡間殘留的最大高度控制相鄰平行銑刀軌跡間的距離，而殘留的最大高度主要受刀具和曲面曲率影響。

　　(2)可變軸曲面輪廓銑可變軸曲面輪廓銑是數控加工中最復雜的銑削加工控制方法，一般用于加工復雜曲面，以保證加工精度和加工效率。加工時銑刀側面或端面始終與曲面貼合，因此銑刀軸線位于曲面的切線或法線方向，除需要X，Y和Z軸聯動外，還需要同時控制兩個旋轉軸，形成五軸聯動。

　　創建可變軸曲面輪廓銑的銑刀軌跡需要兩個步驟：第1步，從驅動零件體上產生驅動點;第2步，將驅動點沿投影矢量投影到零件體上。銑刀軌跡輸出時有一個內部的運算過程，即將刀具從驅動點沿投影矢量移動，直至接觸零件體，通過控制驅動方法、投影矢量和刀具軸，可變軸曲面輪廓銑可以生成復雜零件的銑刀軌跡。驅動方法的根本是從零件體上產生驅動點，對于不同零件，UG的可變軸曲面輪廓銑有7種驅動方法，分別如下。

　　①曲線/點(Curve/Point)驅動方法：通過選擇曲線和點定義驅動零件體。

　　②邊界(Boundary)驅動方法：使用邊界定義驅動零件體。

　　③螺旋(Spiral)驅動方法：通過指定的中心向外做螺旋移動得到驅動點，適合高速銑削加工。

　　④曲面區域(SurfaceArea)驅動方法：在選擇的驅動曲面上創建陣列分布的驅動點，適于加工非常復雜的零件。

　　⑤銑刀軌跡(ToolPath)驅動方法：沿著已存在的刀位源文件產生驅動點。

　　⑥徑向切削(RadialCut)驅動方法：生成一條垂直于給定邊界的驅動銑刀軌跡。

　　⑦用戶函數(UserFunction)驅動方法：采用用戶開發的特殊驅動方式創建銑刀軌跡。

　　(3)生成數控(NC)加工程序NC代碼生成流程如所示。在UG軟件中，選擇Application→Manufacturing進入CAM模塊，在其中選擇操作方式，設置參數后產生刀具路徑，然后可輸出刀具路徑源文件(CutterLoca2tionSourceFile，擴展名為。cls)，經后處理后產生NC代碼。

　　(4)UG與數控機床通訊UG生成的NC代碼可通過網絡或軟盤傳送到與機床相連的計算機，然后以DNC方式用傳輸軟件通過機床的RS232通訊接口傳至數控機床，以對零件進行加工。本研制輪胎模具的花紋加工代碼采用NUMCOM傳輸軟件在線加工可加工塑料，并得到輪胎花紋基礎模。

　　3結語采用CAD/CAM技術制造輪胎模具基礎模是現代模具業發展的必然趨勢，本工作從輪胎花紋的特點出發，綜合使用UG軟件的功能，完成了輪胎模具基礎模的三維造型，定制具有企業特點的加工模板并生成了數控加工代碼，從而加工出輪胎花紋塊。