摘要:介紹了運用CAD軟件Pm/E和CAM軟件Cimatorn進行管型特件壓鑄造模設計及CNC加上的全過程。
關鍵詞:管型鑄件;Pro/E;壓鑄模設計
1 引言
目前,管型鑄件廣泛用于燃氣具等產(chǎn)品中:如廣東萬家樂,中山華帝,中山豪山等公司的燃氣具的產(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)構類似于三通的特點,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,本人負責壓鑄模的設計及cNc加工。通過多年的實踐,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計及加工的優(yōu)化過程。
在產(chǎn)品開發(fā)中,市場競爭日益激烈,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的關鍵。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)構的適用性和高度自動化。下面以方管產(chǎn)品的壓鑄模為例,從上述幾個方面來論述管型鑄件壓鑄模的設計及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)構與三通閥體相類似(其實在燃氣具產(chǎn)品中所用的各種通氣管及閥體等多為該種結(jié)構),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滑塊來實現(xiàn)抽芯。 為提高模具的使用壽命,可在模具的定模板和動模中分別鑲?cè)硕h偧蛣幽h偧?,來成型方管的外輪廓,定模鑲件和動模鑲件的材料為瑞?407模具鋼,經(jīng)洛氮淬火,硬度為44~48HRC,可實現(xiàn)模具壽命20萬次;對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準配合尺寸加工.實現(xiàn)良好的互換性。為縮短模具的交貨期,模具采用三維CAD設計,使用的軟件為Pro/E。在建立方管二維模型時,需按分型面嚴格按照脫模斜度建立精確的三維模型。因為只有精確的三維產(chǎn)品模型,才能通過Pro/E的模具設計模塊設計出精確的模具型腔,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,整個設計和加工過程全部采用計算機輔助完成.基本上實現(xiàn)無圖紙加工,并極大地避免了錯誤的發(fā)生。該種設計和加工
方式對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要求,建立產(chǎn)品零件的三維模型。此時注意的是,由于此模型要在Pro/E的模具設計模塊中應用來完成模具設計,而后模具的部分零件模型要直接用于CAM軟件Cimatront12進行編程,再進行CNC加工。所以,方管三維模型要嚴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模模具設計模塊的分模設計
由圖3可知,產(chǎn)品模型帶有6個小孔的一面向下布置,也就是說,將采成型這6個小孔的型芯位于動模一側(cè)。實際應用證明,這樣的布置是比較合理的:因為成型各種孔的型芯是易磨損件.在模具使用一段時期后,需要更換型芯,而處于動模一側(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)品模型布置時應盡可能將較多的孔置于動模一側(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)常處于滑動狀態(tài),易磨損,所以在移動方向上在滑塊的側(cè)面(圖4)設計有2°-5°的斜度。對于型芯導正部位直徑和限位臺肩高度(圖4)的尺寸一般由客戶方的企業(yè)標準決定,因為這些件為易損件,該邢位的尺寸應按標準加上,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
如圖6所示.模架采用常用的壓鑄模三板結(jié)構,鑄件為1模2件,左、右滑塊分別通過斜導柱完成抽芯,前后滑塊分別通過油缸完成抽芯(這是因為前后的抽芯距離較長,在本次設計中選擇了用油缸抽芯,油缸為缸徑∮100mm、行程100mm的標準油缸)。
如圖6所示,需要CNC加工的模具零件上要有定模鑲件12、動模鑲件2、定模板17、動模板18。定模鑲件和動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;定模板和動模板的加工是基本相同的,它們是主要的模具結(jié)構零件。在這里需要指出的是通過Pro/E模具設計模塊設計出的零件模型.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多家燃氣具、廚具廠商設計了很多與方管類似的管型鑄件壓鑄摸,通過幾年的實踐,感覺到依賴于現(xiàn)代高科技手段的這種設計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設計再用Cimatron加工為眾多模具工程技術人員所熟悉,已成為現(xiàn)代模具制造業(yè)的主流。
關鍵詞:管型鑄件;Pro/E;壓鑄模設計
1 引言
目前,管型鑄件廣泛用于燃氣具等產(chǎn)品中:如廣東萬家樂,中山華帝,中山豪山等公司的燃氣具的產(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)構類似于三通的特點,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,本人負責壓鑄模的設計及cNc加工。通過多年的實踐,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計及加工的優(yōu)化過程。
在產(chǎn)品開發(fā)中,市場競爭日益激烈,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的關鍵。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)構的適用性和高度自動化。下面以方管產(chǎn)品的壓鑄模為例,從上述幾個方面來論述管型鑄件壓鑄模的設計及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)構與三通閥體相類似(其實在燃氣具產(chǎn)品中所用的各種通氣管及閥體等多為該種結(jié)構),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滑塊來實現(xiàn)抽芯。 為提高模具的使用壽命,可在模具的定模板和動模中分別鑲?cè)硕h偧蛣幽h偧?,來成型方管的外輪廓,定模鑲件和動模鑲件的材料為瑞?407模具鋼,經(jīng)洛氮淬火,硬度為44~48HRC,可實現(xiàn)模具壽命20萬次;對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準配合尺寸加工.實現(xiàn)良好的互換性。為縮短模具的交貨期,模具采用三維CAD設計,使用的軟件為Pro/E。在建立方管二維模型時,需按分型面嚴格按照脫模斜度建立精確的三維模型。因為只有精確的三維產(chǎn)品模型,才能通過Pro/E的模具設計模塊設計出精確的模具型腔,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,整個設計和加工過程全部采用計算機輔助完成.基本上實現(xiàn)無圖紙加工,并極大地避免了錯誤的發(fā)生。該種設計和加工
方式對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要求,建立產(chǎn)品零件的三維模型。此時注意的是,由于此模型要在Pro/E的模具設計模塊中應用來完成模具設計,而后模具的部分零件模型要直接用于CAM軟件Cimatront12進行編程,再進行CNC加工。所以,方管三維模型要嚴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模模具設計模塊的分模設計
由圖3可知,產(chǎn)品模型帶有6個小孔的一面向下布置,也就是說,將采成型這6個小孔的型芯位于動模一側(cè)。實際應用證明,這樣的布置是比較合理的:因為成型各種孔的型芯是易磨損件.在模具使用一段時期后,需要更換型芯,而處于動模一側(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)品模型布置時應盡可能將較多的孔置于動模一側(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)常處于滑動狀態(tài),易磨損,所以在移動方向上在滑塊的側(cè)面(圖4)設計有2°-5°的斜度。對于型芯導正部位直徑和限位臺肩高度(圖4)的尺寸一般由客戶方的企業(yè)標準決定,因為這些件為易損件,該邢位的尺寸應按標準加上,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
如圖6所示.模架采用常用的壓鑄模三板結(jié)構,鑄件為1模2件,左、右滑塊分別通過斜導柱完成抽芯,前后滑塊分別通過油缸完成抽芯(這是因為前后的抽芯距離較長,在本次設計中選擇了用油缸抽芯,油缸為缸徑∮100mm、行程100mm的標準油缸)。
1壓板 2動模鑲件 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斜導柱 14鎖緊塊 15料套 16鎖緊塊 17定模板 18動模板 19導套 20油
缸組件 23導柱
如圖6所示,需要CNC加工的模具零件上要有定模鑲件12、動模鑲件2、定模板17、動模板18。定模鑲件和動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;定模板和動模板的加工是基本相同的,它們是主要的模具結(jié)構零件。在這里需要指出的是通過Pro/E模具設計模塊設計出的零件模型.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多家燃氣具、廚具廠商設計了很多與方管類似的管型鑄件壓鑄摸,通過幾年的實踐,感覺到依賴于現(xiàn)代高科技手段的這種設計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設計再用Cimatron加工為眾多模具工程技術人員所熟悉,已成為現(xiàn)代模具制造業(yè)的主流。