8-基于roE的端盖压铸模设计.doc

压铸模与其他模具相比，模具零件形状较复杂。本文采用Pro/ENGINEER软件设计压铸模，不仅可以提高模具的生产效率，降低人为误差和系统误差，而且其三维模型可直接用于数控加工，缩短了加工时间，提高了模具的质量。 Pro/ENGINEER端盖压铸模具的设计 徐州建筑职业技术学院 李宪军 Pro/ENGINEER是美国PTC司开发的三维CAD/CAM集成软件，特点是基于特征的三维造型及参数化驱动方式。它采用单一的数据库，设计者只须更改3D零件的尺寸，则2D工程图、3D装配组合、模具等会依照尺寸的修改作几何形状的变化，以达到设计修改工作的一致性，避免发生人为改图的疏漏情形，且减少许多人为改图的时间和精力损耗。使用Pro/ENGINEER软件进行模具设计时，首先作出三维零件造型，再进行分模，分出动模、定模、抽拔型芯等,然后直接将模型资料传送到加工中心进行数控编程、加工，从而避免了错误及重复劳动，大大提高了生产效率。 一、结构特征分析及三维建模 如图１所示为端盖零件的三维模型图，材料为ZL102，该零件密封性能要求很高，铸件应没有气孔、疏松、裂纹等缺陷。 图1 端盖压铸件 该零件总体结构比较规则，通过拉伸、剪切、拔模、倒角等命令建立实体模型，既可完成端盖的绝大部分造型工作，但如图2所示的侧孔外壁部分，由于两端均由多个面组成，无法用实体完成，必须通过曲面拉伸、复制、缝合、实体化等方法生成。由于Pro/ENGINEER软件的参数化驱动方式，故应在设计时采用草绘方式，在以后设计过程中可随时修改尺寸，非常方便。在绘制二维截面图的过程中，注意不要试图建立很复杂的剖面，圆角最好在3D实体模型中用倒圆角功能作出，尤其是受拔模斜度影响的部位必须在作了拔模斜度之后再倒角，以免产生错误。 图2 曲面成型部分 二、零件成型工艺分析 1．模型质量属性分析 点选菜单，【分析】→【模型】→【质量属性】，弹出“质量属性”对话框，在定义栏输入分析精度、密度，“预览”即可得到零件的质量属性。单击“确定”退出质量属性对话框。 2．厚度分析 点选菜单，【分析】→【模型】→【厚度】，弹出“厚度分析”对话框，检测方法选“平面”，在制件上选择要检测厚度的对应平面，此时分析结果即可在Pro/ENGINEERE软件界面中显示出来。 3．拔模斜度分析 分析拔模斜度之前，须将模具分析模块加载到分析菜单，选择菜单【应用程序】→【模具/铸造】，这时系统就将模具分析模块加载到分析菜单中。 点选菜单，【分析】→【模具分析】，弹出“模具分析” 对话框，选择分析类型为“拔模检测”，曲面选项中选“曲面”，按下，选择端盖内表面为检测面，在拖拉方向选择栏选择“平面”，按下，选择端盖底面为参考面，调整拔模方向指向端盖开口方向，再选择计算，系统即可显示零件出模斜度。用同样的方法可检测两个抽芯方向的拔模斜度，此时，孔内表面为检测面，孔端面为参考面，拔模方向指向抽芯抽出方向。 三、模具设计 1．建立新的模具文件 启动Pro/ENGINEER，点击【新建】，弹出“新建” 文件对话框，选择【制造】→【模具型腔】，输入文件名“duangai”，单击“确定”；在“新文件选项”对话框中选择“mmns_mfg_mold”，单击“确定”。 2．建立模具模型 在“菜单管理器”中点击，【模具模型】→【装配】→【参照模型】，读取设计好的端盖为参考零件，接受默认的文件名。 在“菜单管理器”中点击，【模具模型】→【创建】→【工件】，选择“手动”，系统弹出“元件创建” 对话框，在名称栏中输入工件名（可接受默认的文件名），单击“确定”；在“创建选项”中选“创建特征”，单击“确定”。进入实体创建界面，按模具设计要求创建工件。这时创建的工件是模具的毛坯，用于在以后的设计步骤中生成模具的动、定模块。 3．设置收缩率 在“菜单管理器”中点击，【收缩】→【按尺寸】，在弹出的“按尺寸收缩” 对话框中选“公式”“1+S”，将所有尺寸比率设为0.005（ZL102按0.5%计算收缩率），单击“√”按钮，完成收缩率设置。 4．分型面设计 创建分型面的作用在于将型腔分割成两个或若干个模具元件，也就是我们所说的动模、定模、抽芯等，它由模具组件特征构成，可由一个或多个曲面特征组成。这是模具设计的重要环节之一，直接反映铸件在生产时的成功率和模具制造时的难易程度。在端盖模具设计过程中，须要创建的分型面有一个形成动模、定模的主分型面（见图3），五个形成动模型芯的分型面（见图4），两个抽芯分型面（见图5）。 在创建分型面时，Pro/ENGINEER要求分型面上不能有孔，否则将无法分型。简单的孔洞可通过Pro/ENGINEER提供的填补靠破孔功能解决，复杂曲面上的孔洞必须通过曲面创建、缝合等方法填补靠破孔。在端盖分型面创建时，两抽芯孔在零件内腔一端处在不同的曲面上，用Pr