在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體盖矫、氣缸蓋等復(fù)雜鑄件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中课陪，模具設(shè)計(jì)遏填、制作周期的長(zhǎng)短起著決定性的作用。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員以二維圖紙進(jìn)行模具設(shè)計(jì)颈冶，模具制作是以二維圖進(jìn)行加工，對(duì)于氣缸體、氣缸蓋這類復(fù)雜鑄件摆抑，由于其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜转砖、數(shù)量眾多、直觀性差鲸伴，設(shè)計(jì)人員工作量大府蔗，設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，模具的設(shè)計(jì)汞窗、制作需要很長(zhǎng)時(shí)間姓赤，因而延長(zhǎng)了鑄件的開(kāi)發(fā)周期。

　　隨著三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的普及應(yīng)用仲吏，越來(lái)越多的零件采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)不铆，為三維CAD模具的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)上的便利。應(yīng)用三維CAD技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)能有效地縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期裹唆，減少設(shè)計(jì)人員工作量誓斥，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且其三維數(shù)據(jù)可直接用于模具型腔加工许帐。

　　在缺乏設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)劳坑，或者設(shè)計(jì)部門由于種種原因不予提供三維數(shù)據(jù)的情況下，鑄造部門進(jìn)行鑄造模具設(shè)計(jì)時(shí)成畦，不得不重新根據(jù)二維圖設(shè)計(jì)距芬，首先重復(fù)進(jìn)行三維造型，這種做法不僅會(huì)延長(zhǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期堆浴、增加鑄造模具設(shè)計(jì)的工作量珍催，而且設(shè)計(jì)質(zhì)量也難以保證，難以體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意圖设鼎。如果搞并行工程叔人，鑄造部門參與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，則會(huì)帶來(lái)一系列的好處阿席。其中鑄造模具設(shè)計(jì)就可以利用設(shè)計(jì)部門的產(chǎn)品三維模型數(shù)據(jù)伍奏。如果有了設(shè)計(jì)部門的產(chǎn)品零件三維模型數(shù)據(jù)，可以根據(jù)下面介紹的方法進(jìn)行鑄造模具設(shè)計(jì)菠吟。這種方法可以節(jié)省鑄造模具設(shè)計(jì)時(shí)的三維造型時(shí)間肿蚂，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，加快鑄件開(kāi)發(fā)的速度煮卢，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間措找。

　　Pro／CASTING模塊是Pro／Engineer的一個(gè)模塊，本文主要介紹了Pro／CASTING模塊在鑄造模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用争造。1軟件簡(jiǎn)介美國(guó)PTC公司的Pro／Engineer軟件是國(guó)際著名的三維CAD軟件之一蝗羊，在制造業(yè)特別是汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用藏澳。

　　Pro／CASTING模塊是Pro／Engineer的一個(gè)模塊，其功能主要是提供鑄造模具設(shè)計(jì)耀找。Pro／Engineer設(shè)計(jì)全部采用參數(shù)化造型翔悠，能夠滿足新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中零件結(jié)構(gòu)的調(diào)整更改，實(shí)現(xiàn)工裝模型的快速對(duì)應(yīng)更改野芒，并且芯頭定位蓄愁、拔模斜度、組芯間隙狞悲、分型負(fù)數(shù)等工藝參數(shù)可以整體考慮撮抓，保證鑄件的尺寸精度和外觀質(zhì)量，并能有效地縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期摇锋。

　　2鑄件的三維CAD模具的設(shè)計(jì)路線在Pro／Engineer軟件系統(tǒng)中丹拯，根據(jù)零件的鑄造工藝設(shè)計(jì)圖，對(duì)零件的三維模型進(jìn)行修改乱投，得到鑄件的三維實(shí)體模型咽笼。在Pro／CASTING模塊下，對(duì)鑄件的三維模型進(jìn)行比例縮放卤檐，進(jìn)行砂芯抽取僚魁，分別在各砂芯上作出芯頭、拔模斜度迟铺、配合間隙视樱、澆注系統(tǒng)等，形成一個(gè)個(gè)完整的砂芯舅狭，對(duì)砂芯模樣進(jìn)行裝配哼曙，檢查壁厚、配合間隙是否干涉等秸严。在Pro／MOLDESIGN模塊下液互，進(jìn)行模具分型面、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)恍肢。三維模具模型建成后匈歼，再直接由三維軟件生成加工數(shù)據(jù)，用于數(shù)控加工摧辣。最后輸出二維模具圖紙飞校。

　　現(xiàn)以618氣缸體為例，介紹鑄件的三維CAD模具的設(shè)計(jì)過(guò)程旨袒。

　　2.1鑄件工藝設(shè)計(jì)先由工藝設(shè)計(jì)人員在零件的二維工程圖紙上進(jìn)行詳細(xì)的鑄造工藝設(shè)計(jì)汁针，確定鑄造工藝方案，包括：分型面的確定砚尽，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)施无，加工余量辉词、拔模斜度、收縮率的制定猾骡，芯頭尺寸较屿、配合間隙等工藝參數(shù)的確定，造型卓练、制芯設(shè)備的確定，作為模具的設(shè)計(jì)依據(jù)购啄。

　　2.2鑄件三維實(shí)體模型的生成在零件的三維實(shí)體模型上襟企，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)圖，修改零件的三維實(shí)體模型狮含。包括添加加工余量顽悼、拔模斜度、工藝修正量甸持，不鑄出孔孝仅、槽的刪除，得到鑄件的三維實(shí)體模型珊娩。

　　2.3砂芯及外模的創(chuàng)建2.3.1砂芯的抽取在Pro／CASTING環(huán)境下創(chuàng)建新文件1逊参，調(diào)入鑄件三維實(shí)體模型，作為參照模型晕财，選取“Skrinkage”

　『橄场（收縮）菜單，對(duì)鑄件三維模型進(jìn)行鑄造收縮率比例縮放姿味，以“Creat”

　⊙Ш汀（創(chuàng)建）＞“SandCore”

　　（砂芯）＞“Gather Vol”

　【蛐础（聚合體積塊）菜單分別抽取水套袋滔、水道，缸筒挺桿組合等鑄件內(nèi)腔砂芯碘父。砂芯抽取后分別形成單獨(dú)的“缩旬。prt”文件，由于采用的“GatherVol”

　〗崽洹（聚合體積塊）命令掠剑，所形成的砂芯為實(shí)體，這就為以后外模的分模及模腔的形成提供了方便郊愧。

　　2.3.2砂芯工藝設(shè)計(jì)通過(guò)聚合體積塊所抽取的砂芯朴译，只是形成鑄件內(nèi)腔部分的砂芯，還不是生產(chǎn)出合格鑄件所需的砂芯属铁，因此還需對(duì)砂芯進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)眠寿。

　　打開(kāi)所生成的砂芯“躬翁。prt”文件，對(duì)缸筒挺桿組合盯拱、水套盒发、水道等砂芯，分別按照工藝圖作出砂型芯頭狡逢、砂芯與模板之間的定位結(jié)構(gòu)宁舰，以及砂芯上的澆注系統(tǒng)等。由于Pro／Engineer強(qiáng)大的再生功能奢浑，在各砂芯文件下對(duì)砂芯的修改捅我，可以通過(guò)“再生”命令反映到文件1中，文件1中的參考件已經(jīng)具備了鑄件外模的雛形鹤叹。

　　2.3.3鑄型及前灿打、后、上端的形成在文件1中父历，利用“Workpiece”

　⌒永肌（工件）命令創(chuàng)建工件，把參考模型包圍在其中斩却，在“插入”下拉菜單中選擇“拉伸”秀毡、“旋轉(zhuǎn)”、“拔恼偎ぃ”等命令作出前后端芯翰谋、上端芯與鑄型的分型面，利用“DieVolume”（模具體積塊）命令分割出前后端芯秤歼、上端芯签孤，利用“拉伸”命令作出上下分型面，利用“DieVolume”（模具體積塊）命令分割出上下型射桅。

　　2.3.4砂芯分割由于鑄件的內(nèi)腔相通份殿，抽取的砂芯中，六顆缸筒芯與挺桿是連在一起的嗽交，按照鑄造工藝要求卿嘲，缸筒芯與挺桿芯需要分開(kāi)，且缸筒芯要按照氣缸體的六個(gè)缸夫壁，分別為六顆缸筒芯單獨(dú)制作模具拾枣，這就需要對(duì)砂芯進(jìn)行分割。

　　在Pro／CASTING環(huán)境下創(chuàng)建新文件2盒让，調(diào)入缸筒挺桿組合芯作為參照模型梅肤，在“DieVolume”

　　（模具體積塊）菜單下邑茄，通過(guò)“Gather”

　∫毯（聚合）命令生成體積塊俊啼，在“插入”菜單命令下，按照工藝要求左医，作出分形曲面授帕，通過(guò)“DieVolume”

　　（模具體積塊）＞“Split”

　∧辛邸（分割）嫌寓，利用所作的分芯曲面，將砂芯組合分割為符合工藝要求的砂芯拣壮。圖4所示為分割后的挺桿芯圖膛灯。至此，所有砂芯及鑄型的三維設(shè)計(jì)全部完成下碗。

　　2.4裝配檢查在“裝配校驗(yàn)”模塊下，創(chuàng)建新文件3举影，將鑄型與所有砂芯按照鑄造要求僵棍，裝配在一起進(jìn)行裝配檢查，檢查砂芯相互之間和砂芯與鑄型的配合板散、干涉情況癞屹，預(yù)測(cè)鑄件的壁厚。經(jīng)檢查確認(rèn)正確無(wú)誤以后愤芝，再進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嫁料。

　　2.5模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在Pro／MOLDESIGN環(huán)境下創(chuàng)建新文件，將需制作模具的砂芯作為參照模型裝配到新文件中昆淡，按照模具各模塊外形尺寸大小锰瘸，創(chuàng)建工件，利用“Parting Surf”（分型面）命令或“插入”菜單下的命令作出分型面昂灵，再利用“MoldVolume”（鑄型體積塊）＞“Split”（分割）命令分割出上避凝、下、左眨补、右等各模塊管削。選擇“Mold Comp”（鑄型元件）命令生成各模塊實(shí)體，在“插入”菜單命令下對(duì)各模塊進(jìn)行頂芯桿孔撑螺、復(fù)位桿孔含思、定位銷孔、射砂孔等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)甘晤，設(shè)計(jì)模具的射砂含潘、吹胺、頂芯系統(tǒng)线婚，完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)调鬓。

　　2.6二維工程圖紙生成模具的三維實(shí)體模型生成后艇炎，為了便于模具制作施工及圖紙文檔管理，需要制作二維工程圖紙尺动。

　　新建文件拼仆，選擇繪圖模塊，調(diào)入需要生成二維圖紙的三維模型拨喝，在“插入”＞“繪圖”＞“視圖”命令下撑停，插入三維模型，調(diào)整視圖方向及視圖比例故厕、視圖顯示生成主視圖适唆，重復(fù)插入所需各視圖，在“插入”命令下萧揩，插入“視圖尺寸”榛娶、“幾何公差”等。完成視圖尺寸及形位公差標(biāo)注泊鹿，或選擇“視圖”菜單下的“顯示及拭除”命令堰漾，自動(dòng)顯示視圖的尺寸及形位公差，在工程圖界面下蒙棱，還可以對(duì)各視圖標(biāo)注進(jìn)行修改就餐，如改變各視圖的比例、移動(dòng)試圖故觅、改變尺寸位置厂庇、添加局部視圖等。

　　2.7模具制造模具的三維模型建成后直接由三維軟件生成加工數(shù)據(jù)输吏，用于數(shù)控加工权旷，以保證模具的制造精度，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的意圖贯溅。

　　3結(jié)束語(yǔ)鑄造與設(shè)計(jì)部門在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段就搞并行工程炼杖，可以充分利用共享資源，加快鑄造模具的設(shè)計(jì)效率盗迟，縮短鑄件開(kāi)發(fā)時(shí)間坤邪，并能相應(yīng)有效地縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

　　在可以共享產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的三維模型數(shù)據(jù)的前題下罚缕，應(yīng)用Pro／CASTING進(jìn)行鑄造模具設(shè)計(jì)艇纺，能夠共享三維數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量邮弹，避免重復(fù)設(shè)計(jì)黔衡。此外，本文介紹的這一模具設(shè)計(jì)過(guò)程能非常直觀地反映模具的具體結(jié)構(gòu)，而且工藝更改能快速地在模具上直接體現(xiàn)雨冒，使得零件設(shè)計(jì)歇拦、工藝設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)、制造部門能夠方便地進(jìn)行協(xié)調(diào)和溝通扛浸。

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