《CAM及其工艺工装设计0601.doc

理论或实际应用意义：通过毕业设计能够使我综合运用本专业知识、解决工程问题的能力得到锻炼和提高。在毕业设计过程中将会运用到在大学阶段学习过的各方面专业知识，并为毕业后走上工作岗位培养规范的、科学的、严谨的学习和工作方法。在复杂零件工艺工装设计，计算机辅助设计与制造，数控加工技术、公差与测试技术、机械设计、机械制造基础、CAD/CAM、模具设计与制造、专业外语及其它相关技术等方面将获得综合性训练，学术水平与实际工作能力将得到大幅提高。 结合与专业相关的具体课题，通过毕业设计，完成作为高级工程技术人员的基本训练。通过此次设计，培养我综合运用所学知识，通过创新思维，独立解决所遇到的具体工程技术问题的能力。使我在复杂零件工艺工装设计，计算机辅助设计与制造，数控加工技术、公差与测试技术、机械设计、机械制造基础、CAD/CAM、模具设计与制造、专业外语及其它相关技术等方面将获得综合性训练，学术水平与实际工作能力将得到大幅提高。 压力铸造模具设计： 1）零件的三维造型设计 根据给定题目的零件图，使用PRO/E三维造型 软件进行建模，同时生成工程图与毛坯图。 2）分型面设计； 零件较复杂，通过PRO/E软件分析，采用曲面与平面相结合，同时考虑模具结构工艺性进行设计分型面。 3）浇注系统设计； 充分运用模具手册和相关书籍文献，通过计算分析来选择浇铸系统具体结构参数。 4）模具主体结构设计； 参考模具设计手册以及典型模具的结构来确定该零件压铸模具结构的设计。 5）推件机构设计； 结合毕业实习的内容，通过力的计算，并参考模具设计手册进行设计。 6）压铸机选择； 根据模具的结构计算锁模力等相关技术参数来选用压铸机。 在CAD/ CAE/ CAM 技术应用于铸造模具设计制 造的过程中, 铸造工艺CAD 技术是基础, CAE/ CAM 技术是建立在CAD 三维数据模型基础上的应用。通 过对铸件CAD 三维模型数据进行铸造过程模拟仿真 CAE, 根据各种判据计算出缺陷的位置和大小, 就可以 在工艺的设计阶段预测缺陷部位, 然后根据CAE 的结 果对铸造工艺进行优化设计, 使工艺设计达到一次成 功, 从而有效缩短新产品开发周期, 提高产品质量, 获得 较高的工艺出品率。然后再进行模具的CAD 设计, 生 成三维CAD 数据文件、NC 代码, 直接用于数控加工 CAM[ 1~ 6] 。 本课题主要介绍基于Pr o/ E 的CAD/ CAE/ CAM 低压铸造工艺解决方案, 基于Any-cast ing 软件的铸造 工艺模拟, 从而优化工艺设计, 确保模具设计一次成功, 进而降低成本, 最终获得优质铸件。 1 铸件工艺模型 1. 1 铸件模型 图1 为某制冷机机壳毛坯零件, 材料为ADC-10, 该零件结构复杂, 壁厚不均, 尺寸公差要求7 级, 承受 较大载荷, 对组织致密度要求高, 根据上述特点, 采用 低压铸造工艺生产。为了便于出芯, 内腔设计3b的起 模斜度。 图1 某制冷机机壳毛坯零件三维图 1. 2 工艺模型 在低压铸造工艺的设计中, 重点考虑3 个方面: 浇 注系统、铸件顺序凝固和铸型排气。 低压铸造的凝固过程与一般重力浇注相反, 铸件的 凝固过程自上而下, 铸件的补缩自下而上, 最后通过浇 口来实现。因此合理确定浇口的大小和位置, 是保证铸 件质量的关键。 浇注系统的设计应保证缓冲、稳流、顺序凝固。其 大小按以下原则: 升液管热节 浇口热节 铸件热节。 比例关系为( 1. 1~ 1. 2) B 1. 1 B 1. 0。内浇道定为45 mm, 设在铸件中心位置, 浇口与铸件连接处的形状设 计成喇叭形, 升液管直径选用50 mm。 与普通铸造浇注相比, 低压铸造铸型排气条件比较 差, 只能从分型面处和排气孔中排出, 因此另在16 个 凸台处设置15 mm 的排气塞。 2 工艺模拟 根据低压铸造的要求和选用设备以及铸件的特点 确定加压和浇注的工艺参数, 用A ny-cast ing 软件对该 铸件进行充型凝固过程模拟分析。结果显示, 在铸件外 圆圆柱部位出现明显的缩凹、缩松缺陷, 见图2。 图2 充型凝固过程模拟分析 随后对工艺进行重新分析, 决定在主芯相对缺陷部 位打4 个15 mm 的排气塞, 互相贯通, 从主芯后面空 腔排气, 见图3, 再次进行模拟, 结果表明缺陷被排除。3 模具设计 工艺模型确定后, 就可以进行模具设计了。模具设 计应尽量使结构简便、便于操作、装配紧密可靠、不因反 复使用而变形, 模块材料均选用QT500-7, 4 侧芯采用 油缸抽芯, 模具厚为铸件最大壁厚的1. 5 倍。 首先检验模型的厚度、起模斜度等是否符合设计要