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方管壓鑄模設(shè)計(jì)及CNC加工

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2012-11-03
核心提示:摘要:介紹了運(yùn)用CAD軟件Pm/E和CAM軟件Cimatorn進(jìn)行管型特件壓鑄造模設(shè)計(jì)及CNC加上的全過程。 關(guān)鍵詞:管型鑄件;Pro/E;壓鑄模設(shè)計(jì) 1 引
摘要:介紹了運(yùn)用CAD軟件Pm/E和CAM軟件Cimatorn進(jìn)行管型特件壓鑄造模設(shè)計(jì)及CNC加上的全過程。
     關(guān)鍵詞:管型鑄件;Pro/E;壓鑄模設(shè)計(jì)

1 引言

     目前,管型鑄件廣泛用于燃?xì)饩叩犬a(chǎn)品中:如廣東萬家樂,中山華帝,中山豪山等公司的燃?xì)饩叩漠a(chǎn)品中都有很多此類零件。這些零件都具有外觀為管型、結(jié)構(gòu)類似于三通的特點(diǎn),如圓管、方曹以及各種閥體等,材質(zhì)為鑄鋁,主要工藝手段為壓鑄模成型。我公司在廣東中山的模具分廠多年來一直為上述廠家制造壓鑄模,本人負(fù)責(zé)壓鑄模的設(shè)計(jì)及cNc加工。通過多年的實(shí)踐,從保證鑄件產(chǎn)品質(zhì)量,保證模具的話用性、使用壽命、交貨期等方面做了一些總結(jié),并把它寫出來,以求和大家共同探討壓鑄模設(shè)計(jì)及加工的優(yōu)化過程。

     在產(chǎn)品開發(fā)中,市場(chǎng)競(jìng)爭日益激烈,產(chǎn)品開發(fā)周期的長短和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞是贏得市場(chǎng)的關(guān)鍵。因些也為模具制造業(yè)提出了新的要求:模具的高精度,最短的模具交貨期,模具的使用壽命以及模具結(jié)構(gòu)的適用性和高度自動(dòng)化。下面以方管產(chǎn)品的壓鑄模為例,從上述幾個(gè)方面來論述管型鑄件壓鑄模的設(shè)計(jì)及CNC加工。

2 工藝分析

     方管的產(chǎn)品示意圖及部分尺寸如圖1所示,管剖面的外輪廓為方形,內(nèi)輪廓為圓形,整體結(jié)構(gòu)與三通閥體相類似(其實(shí)在燃?xì)饩弋a(chǎn)品中所用的各種通氣管及閥體等多為該種結(jié)構(gòu)),方管材質(zhì)為壓鑄鋁合金。為提高鑄性的生產(chǎn)效率.可采用1模2件;方管內(nèi)孔成型通過在模具的橫向和縱向上分別配臂兩個(gè)滑塊來實(shí)現(xiàn)抽芯。

     為提高模具的使用壽命,可在模具的定模板和動(dòng)模中分別鑲?cè)硕h偧蛣?dòng)模鑲件,來成型方管的外輪廓,定模鑲件和動(dòng)模鑲件的材料為瑞典8407模具鋼,經(jīng)洛氮淬火,硬度為44~48HRC,可實(shí)現(xiàn)模具壽命20萬次;對(duì)于成型各種孔的型芯,可采用1113模具鋼,經(jīng)滲氮摔火,硬度為44-48HRC。由于型芯為易磨損件,需另備3-4套備用件,并將型芯的固定部分和行位塊的固定孔按標(biāo)準(zhǔn)配合尺寸加工.實(shí)現(xiàn)良好的互換性。為縮短模具的交貨期,模具采用三維CAD設(shè)計(jì),使用的軟件為Pro/E。在建立方管二維模型時(shí),需按分型面嚴(yán)格按照脫模斜度建立精確的三維模型。因?yàn)橹挥芯_的三維產(chǎn)品模型,才能通過Pro/E的模具設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)出精確的模具型腔,精確的模具型腔才能真接用于編程,再進(jìn)行CNC加工。使用的CAM軟件為Cimatron12,在此值得注意的是,用Pro/E建立的模型可直接或間接被Cimatmn12調(diào)用,直接用于加上程序的編制,而且無需顧慮在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中曲而的丟失。由此可以看出,整個(gè)設(shè)計(jì)和加工過程全部采用計(jì)算機(jī)輔助完成.基本上實(shí)現(xiàn)無圖紙加工,并極大地避免了錯(cuò)誤的發(fā)生。該種設(shè)計(jì)和加工
方式對(duì)于類似的鑄件可保證壓鑄模交貨期僅為30天。

3 模具CAD

3.1 方管三維模型的建立

     根據(jù)所給產(chǎn)品圖樣的尺寸及技術(shù)要求,建立產(chǎn)品零件的三維模型。此時(shí)注意的是,由于此模型要在Pro/E的模具設(shè)計(jì)模塊中應(yīng)用來完成模具設(shè)計(jì),而后模具的部分零件模型要直接用于CAM軟件Cimatront12進(jìn)行編程,再進(jìn)行CNC加工。所以,方管三維模型要嚴(yán)格按照分模線建立所有的脫模斜度,并且保證所有尺寸和脫模斜度完全符合產(chǎn)品圖樣的要求。這樣,就可以在后序的編程和CNC工作中一勞水逸。所建立的方管三維模型如圖2所示。

3.2 基于Pro/E模模具設(shè)計(jì)模塊的分模設(shè)計(jì)

     由圖3可知,產(chǎn)品模型帶有6個(gè)小孔的一面向下布置,也就是說,將采成型這6個(gè)小孔的型芯位于動(dòng)模一側(cè)。實(shí)際應(yīng)用證明,這樣的布置是比較合理的:因?yàn)槌尚透鞣N孔的型芯是易磨損件.在模具使用一段時(shí)期后,需要更換型芯,而處于動(dòng)模一側(cè)的型芯較處于定模一側(cè)的型芯更容易更換和調(diào)整,互換速度快。所以,在產(chǎn)品模型布置時(shí)應(yīng)盡可能將較多的孔置于動(dòng)模一側(cè)。

     圖4為所有分型面的示意圖,供參考。其中左滑塊1、右滑塊3、前滑塊4和后滑塊2為將來抽取四個(gè)方向上的滑塊所做的分型面。由于各滑塊在工作過程中經(jīng)常處于滑動(dòng)狀態(tài),易磨損,所以在移動(dòng)方向上在滑塊的側(cè)面(圖4)設(shè)計(jì)有2°-5°的斜度。對(duì)于型芯導(dǎo)正部位直徑和限位臺(tái)肩高度(圖4)的尺寸一般由客戶方的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)決定,因?yàn)檫@些件為易損件,該邢位的尺寸應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)加上,以保證零件的可互換性,方便以后的維修與更換。

3.3 系統(tǒng)模擬鑄模

圖5為系統(tǒng)模擬鑄模的鑄件示意圖,供參考。

3.4 模具結(jié)構(gòu)
     如圖6所示.模架采用常用的壓鑄模三板結(jié)構(gòu),鑄件為1模2件,左、右滑塊分別通過斜導(dǎo)柱完成抽芯,前后滑塊分別通過油缸完成抽芯(這是因?yàn)榍昂蟮某樾揪嚯x較長,在本次設(shè)計(jì)中選擇了用油缸抽芯,油缸為缸徑∮100mm、行程100mm的標(biāo)準(zhǔn)油缸)。


1壓板 2動(dòng)模鑲件 3、21、22型芯 4、5左滑塊 6、7后滑塊 8、10右滑塊 9、11前滑塊
12定模鑲件 13斜導(dǎo)柱 14鎖緊塊 15料套 16鎖緊塊 17定模板 18動(dòng)模板 19導(dǎo)套 20油
缸組件 23導(dǎo)柱

4 模具CAM

     如圖6所示,需要CNC加工的模具零件上要有定模鑲件12、動(dòng)模鑲件2、定模板17、動(dòng)模板18。定模鑲件和動(dòng)模鑲件的加工是基本相同的,是方管外形的主要成型模具零件,粗坯加工好后,進(jìn)行CNC加工,留量約為0.66-0.8mm(材料為瑞典8407模具鋼),之后淬火,返回后進(jìn)行精加工,CNC加工至尺寸,待試模合格后熏化處理;定模板和動(dòng)模板的加工是基本相同的,它們是主要的模具結(jié)構(gòu)零件。在這里需要指出的是通過Pro/E模具設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)出的零件模型.可以直接用CAM軟件Cimatron 12編程,再用于CNC加工,圖7是基于Cimatron 12動(dòng)模鑲件的部分加工程序。

5 結(jié)束語

     近幾年.我們?yōu)樵S多家燃?xì)饩摺N具廠商設(shè)計(jì)了很多與方管類似的管型鑄件壓鑄摸,通過幾年的實(shí)踐,感覺到依賴于現(xiàn)代高科技手段的這種設(shè)計(jì)及加工方式在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高模具壽命和縮短模具交貨期等方面都具有很大的優(yōu)越性。正因如此,使用Pro/E設(shè)計(jì)再用Cimatron加工為眾多模具工程技術(shù)人員所熟悉,已成為現(xiàn)代模具制造業(yè)的主流。
 

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